Black Widow #7: Testando um Arcade Vetorial com Osciloscópio

Após tentar sem sucesso diagnosticar problemas no monitor WG6100 do meu arcade Black Widow, eu cheguei à conclusão de que, para lidar com vector arcades, eu precisaria evoluir o meu conhecimento e aprender mais sobre a geração de imagens vetoriais.

Havia chegado a hora de aprender a mexer com o osciloscópio, ou, para simplificar, o scope. A característica deste tipo de equipamento é permitir receber uma grande gama de sinais de vídeo sem danificar o display, pois é uma ferramenta fabricada justamente para diagnosticar problemas de sinal, ao contrário dos monitores vetoriais dos arcades, que são projetados para operar dentro de limites técnicos.

Os osciloscópios antigos eram fabricados com monitores vetoriais incorporados e, por este motivo, podiam representar com perfeição o sinal XY. Aliás, muitos jogos pré-arcades foram desenvolvidos para funcionar em osciloscópios analógicos. Aqui está um exemplo do clássico Lunar Lander perfeitamente representado em um scope configurado para modo XY:

E este vídeo mostra um interessante experimento: ligar um Vectrex, o único videogame doméstico vetorial já fabricado, em um osciloscópio analógico antigo, com o funcionamento de diversos jogos:

Conforme os exemplos anteriores, sabemos que o ideal para testar vector arcades é contar com um antigo scope analógico. Porém é preciso encontrar um equipamento em perfeito estado de funcionamento, afinal de contas, osciloscópios também estragam.

Priorizando o diagnóstico mais preciso de eventuais problemas de imagem, eu optei por comprar um osciloscópio digital, com monitor raster. Pode não ser o ideal para representar vetores, porém traz maior confiabilidade ao processo. Optei pelo modelo Rigol DS1054Z, uma recomendação do especialista Andrewb.

Entendendo Voltagens AC e DC em um Vector Arcade

Uma das lições mais importantes que aprendi é como funciona a gama de correntes geradas por uma placa de arcade vetorial em suas saídas X e Y. A solução concebida pelos engenheiros da época é de uma perfeição técnica sem precedentes – a saída é composta por um misto de voltagens AC (corrente alternada) e DC (corrente contínua) no mesmo cabo. Algumas pessoas chamam a voltagem AC de DC offset – termo utilizado para designar o deslocamento da amplitude de onda da voltagem contínua ao longo do seu eixo.

A voltagem AC é a principal na geração do vetor, e sua amplitude determina o tamanho da imagem regulada pelos trimpots XSIZE e YSIZE – na saída XOUT, a voltagem AC determina o tamanho do sinal na horizontal; na YOUT, o tamanho na vertical. Geralmente, a medição deve estar entre 2V e 4V AC.

Já a voltagem DC é indicativa da centralização da imagem no monitor, regulada pelos trimpots XCTR e YCTR. Geralmente, a medição deve estar ao redor de 1V DC, podendo flutuar até 1V negativo durante a operação. Para a ligação segura de um monitor vetorial, é possível regular este sinal para próximo do zero, evitando que o trimpot esteja deslocado para sua amplitude máxima, uma vez que medições ao redor de 4V podem simplesmente fritar um monitor.

Sabendo disso, após muita leitura, eu consegui aprender a operar meu scope e configurá-lo para exibir os sinais vetoriais em modo XY. O vídeo a seguir mostra o osciloscópio + o multímetro ligados em série para facilitar a demonstração da saída de voltagens XOUT AC (no vídeo, ligeiramente acima de 4V) e DC (no vídeo, entre 1V e 2V).

A imagem gerada no scope digital, conforme explicado anteriormente, tem suas limitações. No vídeo acima, é possível visualizar mais pontos do que linhas, em parte porque o monitor é raster, em parte porque eu ainda não havia conseguido configurar o osciloscópio para aumentar o tempo de amostragem dos sinais de forma a permitir a visualização do desenho vetorial.

De todo modo, é possível perceber as diferentes telas sendo geradas, em ordem: o jogo, a tela inicial com o logo “Black Widow” e a tela de high scores. É muito interessante perceber a variação de voltagens conforme a imagem é desenhada.

Mais uma ferramenta, mais um aprendizado. E aqui, a certeza de que a PCB do Black Widow estava funcionando perfeitamente. Isolado este problema, o desafio é retornar ao monitor e buscar, mais uma vez, a origem de seu defeito.

Este post é parte de uma série. Os capítulos anteriores são: Post Introdutório: Arcades Vetoriais Coloridos, 01 – Uma Conversão a Partir do Gravitar, 02 – Tentativa de Reviver os Vetores Coloridos, 03 – WG6100 Monitor Rebuild: Um Desafio Gigante, 04 – Monitor Extraviado e a Dificuldade de Conseguir Outro, 05 – AVG Chip: O Componente que Vai Falhar e 06 – WG6100: O Desafio de Montar um Novo Monitor.

O próximo post é o 08 – A Substituição dos Transistores de Chassis do WG6100.

Conheça o passo a passo da restauração do Black Widow, arcade da Atari, através do índice dos capítulos.