El pasado mas presente que nunca

A

ENTRADA RGB
PARA TV NEX

Por 133mhz

Este tutorial es para los que gustan obtener la mejor calidad de vídeo de sus consolas, aquellos que siempre soñaron con una TV que tuviera entrada SCART para jugar sus juegos en RGB puro, o los que tienen tarjetas arcade y ningún monitor para probarlas. Aquí en Chile nuestras TV no tienen ningún tipo de entrada RGB ya que seguimos el estándar americano donde éste no está considerado, sin embargo esto acaba de cambiar!

Desde que me metí en el tema de la reparación de TV que me las he craneado una y otra vez buscando la forma de agregar una entrada RGB directa a los TVvisores chilenos, sobre todo los viejos que la gente tira y/o regala no porque estén malos, sino porque no tienen pantalla ultra-plana de 29" o tres entradas HDMI. Mis planes siempre fallaban por una u otra razón, alguna idiosincrasia en el diseño de la TV que lo impedía. Hay TV (sobre todo las más viejitas) que ni siquiera trabajan con RGB, excitan los cátodos con un método llamado diferencia de color (algo bien parecido a lo que es el vídeo componente hoy en día). Otras traen un procesador de chroma tan integrado que no hay por donde meterse a inyectar RGB ya que todo está metido dentro del silicio, obligándote casi a rediseñar la TV desde cero, y lo más común y peligroso de encontrar es el infame chasis vivo, el diseño de la fuente de poder de la mayoría de las TV del siglo pasado no tiene ningún tipo de aislación entre la línea domiciliaria de 220V y los voltajes internos de operación del TV. Ponerse a cablear algo tan simple como una toma de audífonos en un TV así es como andar metiendo los dedos al enchufe para ver qué se siente. Una entrada RGB directa en un TV de esos quemaría toda consola que le conectes y aparte te daría un buen huascazo si llegaras a tocar los terminales, ya que te encontrarías con los 220V AC directo de la pared al ser una fuente sin aislación galvánica. Año tras año y TV tras TV siempre me encontraba con uno o más problemas de ese tipo, por lo que dejé botada la cuestión por un largo tiempo.

Viendo el monitor color del ST del atarox en la atariada pasada y lo genial que se ve me dio la wea nuevamente por el RGB, esta vez recordando que para la navidad del 2005 me regalaron una TV NEX de 14", de esas chinas genéricas que venían con un reproductor de DVD de regalo por un precio muy accesible. Al ser una TV CRT moderna y genérica, seguramente su chasis es mucho más universal, para vender un solo diseño en todo el mundo y adaptarlo a los estándares de cada país sólo cambiando unos pocos componentes internos. Esto me llevó a especular que debería haber una mayor probabilidad de que se pueda modificar para RGB, ya que incluso es posible que los componentes y conexiones para RGB vengan ya en la placa pero no hayan sido instalados en el modelo americano, ya que aquí no se ocupa. Así que me puse a estudiar la TV en profundidad, leyéndome el diagrama esquemático y las hojas de datos de todos sus componentes principales, hice varias pruebas y encontré que sí se puede adaptar a RGB, por lo que diseñé un circuito para poder usarla como monitor RGB sin perder las funciones de TV normales, y ahora estoy más contento que perro con dos colas jugando al Sonic en true RGB!

Esta es la TV de la que hablo, la tipica TV NEX de 14":


Esta TV es muy popular en Chile debido a su bajo precio ya que se comercializó agresivamente en grandes tiendas y supermercados bajo distintas marcas y modelos e incluso distintos diseños de carcasas, pero por dentro llevan todas lo mismo. En particular esta es la NEX 14NT01, pero no dudo que la misma se pueda encontrar remarcada como Recco, Starlight, Bluesky, entre muchas otras. Esta es la típica TV china que no funciona con control remoto universal, sólo el original le sirve y ningún otro, osea si perdiste el original estás perdido.

Resulta que esta TV no es de ninguna "marca" internamente. Utiliza un chasis chino genérico que vulgarmente se conoce como 3Y03, el cual es fabricado por varias empresas chinas anónimas. El diseño es totalmente propietario (por eso no sirve con ningún otro control) y utiliza sólo componentes comunes, nada de chips especializados. Su mayor gracia es su increíble flexibilidad: puede tener tantos agregados como quieras (múltiples entradas AV, audo estéreo, decodificador de MTS, subtítulos, etc) y puede manejar tubos de imagen de 14" a 21" sólo alterando algunas opciones en su software y la presencia o valores de algunos componentes clave. Más genérica no puede ser. Un gran punto a nuestro favor es que gracias a su diseño de fuente switching universal, no tiene el maldito chasis vivo lo que hace perfectamente seguro ponerse a inyectar señales en la placa!

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Para los que estén interesados en el procedimiento completo en amplio detalle, escribí todo como un artículo en mi blog (en inglés):

133MHz's Junk Box - Adding an RGB input to a cheap generic NTSC TV

Debo recalcar que la modificación no debe ser intentada si no se tiene experiencia en reparación de TV. Hay voltajes letalmente peligrosos dentro de una TV que quedan 'cargados' incluso aunque esté desenchufada. Si no cacha no meta las manos! En todo caso, aunque el artículo está escrito como un tutorial, omití ciertas cosas clave para que sólo pueda ser seguido por gente con suficiente experiencia en electrónica, quienes no tendrán problemas en efectuar la modificación con éxito si así lo desean, pero el que no cacha lo suficiente no podrá armarlo. Aún así estoy abierto a cualquier tipo de dudas y consultas sobre el proceso o los circuitos involucrados.

Para los que les de flojera leer el artículo o no le peguen mucho al inglés, voy a poner una especie de síntesis del proceso, en correcto español chilensis:

El único indicio de una posible entrada RGB que encontré fue un agujero (tapado) por el que se asomaría un conector RGB SCART europeo en el panel trasero:

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Lamentablemente no hay provisiones en la placa madre como para conectar una entrada RGB SCART. Aún así pude pillar una manera de inyectar RGB directo y hacer que la TV lo muestre. El microprocesador del TV entre todas sus funciones de control se encarga de generar la imagen que compone el menú en pantalla, también conocido como On Screen Display o por sus siglas OSD. El vídeo del OSD es generado internamente en un pequeño framebuffer al igual que en los microcomputadores de antaño, el que luego es codificado en RGB análogo para salir del integrado.

El integrado procesador de color (también conocido como croma o jungla) se encarga de obtener la señal decodificada en IF del sintonizador de TV y el vídeo compuesto de las entradas AV, obtener la información de sincronía de ellas para manejar los circuitos de deflexión y posteriormente decodificar el vídeo de vuelta en sus componentes separados R, G y B para excitar directamente a los cátodos del tubo de imagen.

Para poder dibujar el menú en pantalla, el integrado jungla posee una entrada RGB dedicada para recibir el vídeo del OSD proveniente del microprocesador para luego mezclarlo con la señal de vídeo proveniente de la TV normal y sacar la unión de ambas hacia los cátodos. He aquí un diagrama simplificado de este concepto:

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La mezcla del menú en pantalla con la imagen de vídeo regular puede verse como un simple switch RGB que selecciona entre las dos. Para lograr una superposición limpia del menú en pantalla sobre la imagen de vídeo (por ej. superponer texto como el número del canal) el microprocesador está sincronizado con el vídeo entrante y cuenta con una salida de control que maneja lo que el jungla está mostrando en todo momento. Esta salida controla directamente el switch RGB del jungla y se conoce como Fast Blanking.

Fast Blanking lo podemos ver como una simple entrada digital que cuando está activada reemplaza el vídeo original por el que proviene del menú en pantalla. Si se controla con gran precisión el estado de este pin durante el barrido de la imagen se puede superponer el menú sobre selectas partes de la imagen sin alterar al resto, como dibujar cajas flotantes de tamaño arbitrario o simple texto superpuesto. En mi artículo original hay varias imágenes que muestran los interesantes efectos de manipular estas señales manualmente, recomiendo que les echen una mirada.

Sin más rodeos, lo que queremos lograr es aprovechar esta entrada RGB directa para el OSD como una entrada auxiliar que nos permita meter RGB directo a la TV. Para esto tenemos que desconectar la salida RGB proveniente del micro e inyectar la nuestra directamente a las entradas del jungla, usando resistencias para igualar la impedancia y que la imagen se vea correctamente. Pero además hay que controlar Fast Blanking manualmente para indicar al jungla que queremos dibujar sobre toda la pantalla, ignorando el control del microprocesador. Asumiendo mi hipótesis de que Fast Blanking es una entrada digital, bastaría con forzarla permanentemente a un estado lógico alto usando una resistencia conectada a +5V en dicha señal.

Como al hacer esto perdemos el menú en pantalla y el control de la imagen, si queremos poder devolver la TV a su estado normal hay que intercalar switches entre las señales correspondientes de la siguiente manera:

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Así podremos intercambiar entre TV regular y RGB directo con sólo accionar un interruptor. Se estarán preguntando, ¿Y qué hay de la sincronía?
La sincronía, al igual que en el estándar SCART europeo, la metemos de manera compuesta a través de una de las entradas de vídeo compuesto de la TV. No podemos ingresarlas directamente al jungla aunque tenga una entrada de SYNC dedicada al OSD, ya que ésta funciona al revés de lo que podríamos creer. Es el micro el que sincroniza el OSD al barrido de la TV, no al revés, por lo que estamos obligados a ingresarla por una entrada de AV para que el jungla la separe y 'enganche' la deflexión del TV a ésta. En resumen para activar RGB hay que poner la TV en la entrada AV correspondiente y accionar el switch para obtener una imagen estable.

La adaptación de impedancia la encontré a puro ensayo y error, basándome un poco en la adaptación original entre el micro y el jungla más harto testing de mi parte hasta que logré una imagen con correcto balance de blancos y un brillo adecuado. Esta es la adaptación de impedancia original a la salida RGB del microprocesador:

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Y esta es mi adaptación para la entrada RGB externa:

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Algunas imágenes del prototipeo:

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Utilicé una Sega Genesis de sobra que tengo por su conveniente salida RGB y porque al ser de sobra me da lo mismo si la quemo por algún error mío, mientras mi Genny principal permanece segura y guardadita . Dejé la placa pelada y soldé cables directo a las pistas del conector DIN, y a puro protoboard adaptando la imagen hasta lograr la perfección. Afortunadamente no tuve que cortar pistas en la placa del TV, sólo retirar las resistencias de 330, lo que hacía muy conveniente intercalar un switch RGB ahí entre esas resistencias.

Por lo general tiendo a ser muy flojo como para hacer las cosas bien, no optimizo los circuitos y dejo marañas de cables y switches con tal de ahorrar esfuerzo y evitar la fatiga, pero increíblemente esta vez quise buscar una manera de dejarlo todo automático sin switches saliendo por los lados de la TV y complicados pasos para activar la entrada RGB, más que nada porque un switch de cuatro polos y dos posiciones no es fácil de encontrar, y eso de poner la TV en AV y recién ahí accionar el switch es una lata.

Como ya me había estudiado el esquemático de la TV, caché que la selección de las entradas de AV se hace a través de integrados HEF4052, dos multiplexores análogos de 4 entradas por chip. El microprocesador los controla a través de dos pines digitales llamados TV/AV SW y AV1/2 SW y de esa manera selecciona si se muestra TV, la entrada AV frontal o la trasera dependiendo de cuántas veces se pulse el botón TV/VIDEO.

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El 4052 es un integrado común, barato y se comporta muy bien con señales de audio y video, por lo que si la TV ya los tiene y los maneja se me ocurrió que yo podría agregar de esos mismos multiplexores en una plaquita aparte, controlados de manera piggyback de las mismas líneas de control que los 4052 internos y usarlos para switchear las líneas RGB y el Fast Blanking que necesito, de manera que se pueda "convertir" una entrada AV en una entrada RGB exclusiva.

La idea es detectar la combinación binaria que selecciona la entrada AV trasera y usarla para accionar mis multiplexores de modo que conecten la entrada RGB externa y fuercen Fast Blanking a 1, mientras que en el resto de estados posibles dejen Fast Blanking en paz y el OSD del microprocesador de manera original. Conecté mi analizador lógico a las señales (que de hecho es una placa perforada con LEDs, ya que soy pobre ) para poder sacar la tabla de verdad:

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La combinación 1 0 es la que me sirve, por lo que he de conectar mi RGB externo a la tercera entrada de los muxes, y el RGB original del OSD al resto de las entradas, ídem con el pin de Fast Blanking. Ya que el 4052 tiene resistencia interna aún en ON, tuve que modificar mis resistencias para mantener el mismo nivel de voltaje en las entradas de vídeo. En este caso puse resistencias de 75 ohm a las entradas en lugar de 330 y mantuve la resistencia de 680 ohm a ground en la salida.

Me da flojera diseñar un impreso para un circuito relativamente simple que seguramente usaré una pura vez, así que lo hice en un pedazo de placa perforada:

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Y la atornillé a un disipador que tenía un agujero para tornillo libre convenientemente posicionado:
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Dos 4052 dan cuatro salidas: tres para el RGB y una para el Fast Blanking. La TV los alimenta con +9V así que hice lo mismo, pero el pin de FB le hago pull-up a +5V a través de una resistencia de 680 ohm. Como hay un diodo a la salida del micro no necesito cortar pistas en la placa, le chanto directo los +5V a la wea ya que el diodo impide que se metan al micro y causen problemas.

Ahora cuando selecciono VIDEO2 en la TV la pantalla se va a negro automáticamente y me habilita la entrada RGB. Por supuesto la entrada AV trasera ahora queda inutilizada y en modo RGB no se puede ver el menú en pantalla, lo que al fin y al cabo me da exactamente lo mismo. Estoy más que feliz con el hecho de que quedó completamente automático, sin switches ni nada por el estilo. RGB seleccionable desde el control remoto FTW!

Teniendo listo el mecanismo de switcheo, es hora de añadir un conector al panel trasero para poder ingresar el RGB. Estaba entre ponerle un DB-9 o un HD-15 (VGA), pero ambos requerían que cortara plástico y el panel posterior es irregular por todos los hoyitos para RCA que tiene ya hechos. Al final encontré un conector DIN-8 tipo C entre mis cachureos que caché que pasa directamente por los hoyos grandes que vienen hechos de fábrica - incluso vienen con los agujeros para los tornillos listos, así que DIN se ha dicho!

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Ya que es el mismo conector de vídeo que el de la Neo-Geo y la Genesis (aunque el de la Genny es tipo U), lo dejé con el pinout SNK/Sega para así poder ocupar un simple cable 1:1 con esas consolas. En el futuro puedo hacer un adaptador de DIN a DB-9, VGA o SCART si lo llegara a necesitar.


Y el resultado final quedó más prolijo de lo que yo esperaba
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Fotos? Fotos!

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Háganle zoom a la imagen para apreciar la calidad de los píxeles. La calidad del vídeo compuesto de la Sega Genesis es como el forro, jugar en RGB es otra cosa! Para mejores comparaciones y con más consolas, cachen esta página: I want my RGB - Screenshots

Nada que decir. Convertí mi miserable TV NEX, que no ocupaba nunca, en un excelente monitor RGB, que además se ve espectacular puesto que el CRT está prácticamente nuevo, la TV la usé súper poco. Ahora tengo mi propio monitor RGB para las consolas o los computadores como el ST / Amiga, o hasta para probar placas arcade, y sin gastar una fortuna en un monitor Commodore que aparte de escasísimos es difícil encontrarlos con buena imagen debido a los años de uso, además que estas TV están por todos lados y botadas de baratas. Aparte que al fin logré cumplir mi sueño de sacarle RGB a una TV no europea.

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