Gigatron TTL zusammengebaut: Viel löten, viel Spaß, kein Mikroprozessor
Selbst einfache Heimcomputer in den 1980er Jahren basierten in der Regel auf einem Mikroprozessor - also einem integrierten Schaltkreis (Integrated Circuit, IC), der zahlreiche Bauteile wie Transistoren in sich vereinte. Der Gigatron TTL(öffnet im neuen Fenster) hingegen ist ein 8-Bit-Computer, der komplett ohne Mikroprozessor auskommt. Stattdessen basiert der Rechner auf dem TTL-Prinzip(öffnet im neuen Fenster) (Transistor-Transistor-Logik), bei der als aktive Bauelemente planare npn-Bipolartransistoren verwendet werden.
Das Ergebnis soll dem eines Heimcomputers aus den 1980er Jahren entsprechen. Der Gigatron TTL ist nicht fertig zu bekommen, sondern kann als Bausatz bestellt werden. Wir haben uns an den Lötkolben gesetzt und 36 7400er-ICs sowie an die 100 weitere Bauteile auf eine Platine gelötet. In diesem Text wird der (sehr angenehme) Bauprozess beschrieben; in einem zweiten Text zeigen wir dann, was man mit dem Gigatron TTL anstellen kann.
Rechner mit TTL-Schaltungen waren in den 1970er Jahren noch durchaus üblich, aber bereits zu diesem Zeitpunkt nicht mehr marktbeherrschend. Einige Arcade-Maschinen setzten auf das TTL-Prinzip, der Apple I aus dem Jahr 1976 hingegen verwendete schon einen Mikroprozessor (6502 von Rockwell).
TTL auf die Spitze getrieben
Die Macher des Gigatron TTL, Marcel von Kervinck und Walter Belgers, haben das Projekt aus Interesse an der TTL-Schaltung entwickelt. Zunächst sollte der Rechner leistungsfähig genug sein, um darauf Tic Tac Toe auf 8 x 8 Feldern spielen zu können. Das Projekt hat sich dann verselbstständigt, die beiden Programmierer wollten die Technologie weiter ausreizen. Der Rechner hat am Ende eine Leistung von 6,25 MHz bekommen - zum Vergleich: Der Apple I mit Mikroprozessor kam nur auf 1 MHz.
Die Besonderheit am Gigatron TTL ist, dass der Rechner einen Videoausgang hat und so unter anderem auch Spiele darstellen kann. Dabei werden keine speziellen Videochips verwendet, sondern ebenfalls eine TTL-Schaltung. Die Möglichkeit, den Rechner beispielsweise für Spiele zu verwenden, macht das Projekt attraktiver als einfachere TTL-Rechner.
Der Gigatron TTL wird nicht mehr von den Machern des Rechners als Kit vertrieben. Auf deren Webseite gibt es allerdings noch eine sehr ausführliche Anleitung, zahlreiche weitere Ressourcen sowie eine Teileliste und das Design der Platine zum Download. Die verwendeten Teile lassen sich problemlos bei gängigen Elektronikhändlern bestellen, die Platine kann man sich für wenig Geld fertigen lassen.
Wir haben den etwas bequemeren Weg gewählt: Der niederländische Elektronikhändler Budgetronics(öffnet im neuen Fenster) führt einen Bausatz für den Gigatron TTL mit allen benötigten Komponenten, der Platine sowie dem Daughterboard Pluggy McPlugface, einem PS/2-Tastaturadapter. Das dem ursprünglichen Set beiliegende Case gibt es bei Budgetronics nicht dazu, ebensowenig den 9-Pin-Joystick, der für die Steuerung verwendet werden kann. Ein Case brauchen wir nicht und alte Joysticks haben wir genug.
Löten, löten, löten
Wer den Gigatron TTL zusammenbauen will, braucht Geduld: Wir haben allein für die ICs 608 Lötstellen gezählt - einige der Chips haben 16 Anschlüsse. Dazu kommen noch um die 100 weitere Teile, die verlötet werden müssen. Gigatron selbst gibt für den Zusammenbau eine Zeit von drei bis vier Stunden an, was realistisch ist, wenn man ein wenig Löterfahrung hat.
Grundsätzlich sind die meisten Komponenten nicht sonderlich empfindlich gegen Hitze, was Anfängern das Löten etwas leichter macht - Beschädigungen an den Teilen sind eher unwahrscheinlich. Wer das Set zusammenbaut, sollte aber einen Lötkolben mit ausreichend Leistung und einer feinen Spitze verwenden, etwa den sehr guten Pinecil : Die Lötstellen sind durch die Bank weg sehr klein.
Wer noch wenig Erfahrung im Zusammenbau derartiger Projekte hat, sollte sich von der Teileliste und dem Board mit den vielen Lötstellen nicht einschüchtern lassen. Die ursprüngliche Bauanleitung von Gigatron(öffnet im neuen Fenster) für deren Komplettsets erleichtert vor allem Anfängern die Arbeit, da sie sehr gut geschrieben ist und zahlreiche Kapitel mit grundlegenden Informationen enthält. Sie kann problemlos auch für das Budgetronics-Set verwendet werden, ist allerdings nur auf Englisch verfügbar.
Anfänger bekommen in der Bauanleitung hilfreiche Tipps
Vor der eigentlichen Anleitung finden wir zunächst ein Kapitel, das sich mit den verwendeten elektronischen Teilen beschäftigt. Ein weiteres Kapitel erklärt das Löten: Dort wird unter anderem gezeigt, wie man eine Lötstelle setzt und woran man eine schlechte erkennt. Auch finden sich in der Anleitung Hinweise darauf, wie man bestimmte Bauteile am besten auf das Board setzt, um sie anschließend in Ruhe zu verlöten.
Die Teile werden immer genau beschrieben, Widerstände beispielsweise immer mit der jeweiligen Farbcodierung. Auf dem Board sind alle wichtigen Informationen zu den jeweils benötigten Bauteilen aufgedruckt, bei den ICs, den Elektrolytkondensatoren, den Dioden und den Widerstand-Arrays finden sich zudem auch Informationen zur korrekten Ausrichtung des Bauteils. In den einzelnen Bauabschnitten wird zudem, wenn erforderlich, immer auf die korrekte Ausrichtung hingewiesen.
Sehr hilfreich ist zudem, dass die Gigatron-Macher nach einigen Bauabschnitten immer Tests einbauen, mit denen man überprüfen kann, ob man bis hierher einen Fehler gemacht hat. Haben wir beispielsweise um die 40 Kondensatoren auf das Board gelötet, können wir an einem Punkt messen, ob wir einen Kurzschluss verursacht haben, um Fehler auszuschließen. Nach dem Aufbau der Stromversorgung lässt sich mit einem digitalen Messgerät ebenfalls direkt überprüfen, ob man alles richtig gemacht hat. Das beugt nicht nur Fehlern vor, die sich dann durch den gesamten Bauprozess ziehen, sondern ist auch motivierend.
Alles in allem ist der Zusammenbau des Gigatron TTL aufgrund der Anzahl an Teilen zwar aufwendig, aber nicht kompliziert oder schwierig. Man muss etwas Geduld haben und sollte sich von repetitiven Lötaufgaben nicht langweilen lassen - hat man erst den zehnten IC angelötet, kann es etwas eintönig werden. Am Ende wird man allerdings mit einem ziemlich cool aussehenden Board belohnt, das mit seinen zahlreichen Schaltkreisen einen starken Retro-Charme versprüht.
Tastaturanschluss dank Pluggy McPlugface
Im Set von Budgetronics ist auch das PS/2-Adapterboard Pluggy McPlugface enthalten. Darüber lässt sich eine Tastatur mit PS/2-Anschluss über den 9-Pin-Joystickanschluss verbinden. Grundsätzlich ist eine Tastatur allerdings nicht notwendig, um den Gigatron TTL zu verwenden: Ein Joystick oder ein Gamepad, etwa von einem C64 oder Atari-Computer, reicht aus, um den Rechner zu verwenden.
Auf dem mitgelieferten EPROM ist nämlich bereits Software vorinstalliert. Über ein Menü können die installierten Programme ausgewählt werden. Enthalten sind verschiedene Spiele wie ein Tetris-Klon, Snake oder auch ein Rennspiel. Außerdem ist ein Loader vorhanden, der Datenpakete verarbeiten kann, die über den Controller-Port eingespielt werden. So lässt sich zusätzliche Software auf dem Gigatron TTL verwenden.
Mit dem Gigatron TTL lässt sich auch programmieren: Mit Tiny Basic ist ein Basic-Interpreter installiert, mit dem sich Programme in der Sprache eingeben lassen. Mit dem Woz Monitor ist zudem ein Nachbau von Steve Wozniaks ROM Monitor des Apple I vorhanden. Einige der Programme brauchen ein wenig Ladezeit, grundsätzlich unterscheidet sich die Erfahrung jedoch nicht von einfacheren 8-Bit-Computern der 1980er Jahre wie etwa dem ZX Spectrum oder dem CPC 464. Mehr zur Software und den Möglichkeiten, die der TTL-Computer bietet, behandeln wir im zweiten Teil zum Gigatron TTL.
Gigatron TTL: Verfügbarkeit und Fazit
Der Gigatron TTL ist als Kit mit dem PS/2-Adapter Pluggy McPlugface bei Budgetronics(öffnet im neuen Fenster) für 120 Euro plus Versand erhältlich. Alternativ können die Teile auch einzeln bei Elektronikhändlern gekauft werden, eine Teileliste gibt es auf der Gigatron-Webseite. Für den Druck der Platine stehen entsprechende Dateien als Open Source zur Verfügung.
Fazit
Der Gigatron TTL ist ein Relikt aus einer Zeit, die Anfang der 1980er Jahre schon weit weg schien. Ohne Mikroprozessor basiert der Rechner ausschließlich auf simplen ICs, die es seit den 1960er Jahren gibt. Am Ende kommt dabei aber ein Rechner heraus, der es mit 8-Bit-Heimcomputern der 1980er Jahre aufnehmen kann, die einen Prozessor verwendeten.
Das Gigatron-Projekt ist eines der besten DIY-Projekte im Elektronikbereich, mit dem wir uns in den letzten Jahren beschäftigt haben. Der Aufbau der Schaltung ist beeindruckend, der Zusammenbau dabei aber nicht schwierig. Sehr positiv hervorzuheben ist die Bauanleitung, die nicht nur verständlich und informativ ist, sondern durch Funktionstests zwischendrin Fehler direkt ausschließt.
Die Überprüfungen heben zudem die Moral: Wenn man Dutzende Bauteile gelötet hat, ist die Freude groß, wenn man anschließend merkt, dass alles funktioniert. Wer den Gigatron TTL bauen möchte, sollte sich aber im Klaren darüber sein, dass es sich um ein ziemlich umfangreiches Projekt handelt.
Die Anzahl an Lötstellen ist astronomisch, an dieser Stelle ist Geduld und ein guter Lötkolben gefordert. Im Grunde kann man aber nicht viel kaputtmachen, auch wenn man noch nicht viel Erfahrung im Löten hat. Auch hier hilft die Anleitung: Der erste Schritt des Zusammenbaus ist das Einlöten von um die 40 Kondensatoren, die zum einen einfach zu löten sind und zum anderen nicht kaputtgehen sollten. Dadurch können unerfahrene Nutzer erst einmal ein bisschen das Löten üben, bevor sie sich an die feineren Komponenten wie die ICs machen.
Der Gigatron TTL ist ein tolles und nicht allzu teures Projekt für Retro-Fans und Bastler, die vor Lötarbeit nicht zurückschrecken. Im nächsten Teil schauen wir uns an, was der Rechner von der Software her alles so kann.