In meinem Beitrag „PicoMite VGA/PS2 Reference Design (DIY-Projekt)” [1] habe ich den Aufbau eines kleinen Stand-alone-Computers auf Basis des Raspberry Pi Pico 2 und MMBasic vorgestellt. Das Reference Design von Geoff Graham bietet VGA-Ausgang, PS/2-Tastaturanschluss, SD-Karte und einen 40-poligen Erweiterungsanschluss.
Was dem kleinen Rechner im Vergleich zu größeren MMBasic-Systemen allerdings fehlt, sind eine Echtzeituhr (RTC) und ein Audioausgang.
Peter Mather (matherp), einer der Hauptentwickler von MMBasic, hat dafür im TheBackShed-Forum [2] eine interessante Erweiterungsplatine vorgestellt. Sie wird über den vorhandenen 40-poligen Anschluss mit dem PicoMite VGA/PS2 verbunden und ergänzt das System um eine batteriegepufferte Echtzeituhr und einen Stereo-Audioausgang.
Die Erweiterungsplatine
Die Zusatzplatine ist bewusst kompakt gehalten und nutzt die bereits auf dem PicoMite VGA/PS2 herausgeführten Signale. Dadurch sind keine Änderungen an der eigentlichen PicoMite-Platine notwendig.
Die Erweiterung bietet im Wesentlichen zwei neue Funktionen:
- eine batteriegepufferte Echtzeituhr mit DS3231M
- einen Stereo-Audioausgang über eine 3,5-mm-Klinkenbuchse
Als Pufferbatterie für die Echtzeituhr kommt eine CR1220-Knopfzelle zum Einsatz.
Der DS3231M ist über den System-I²C-Bus mit dem PicoMite verbunden. Damit bleiben Datum und Uhrzeit auch dann erhalten, wenn der PicoMite ausgeschaltet oder von der Stromversorgung getrennt wird.
Für den Audioausgang enthält die Platine die erforderliche Filterbeschaltung für den linken und rechten Audiokanal sowie eine 3,5-mm-Stereo-Klinkenbuchse.
Passend zum VGA Reference Design
Besonders interessant ist die überarbeitete Variante der Platine für Besitzer des PicoMite VGA/PS2 Reference Designs.
Nach einem Hinweis von Volhout wurde die Pinbelegung so angepasst, dass sie der Konfiguration des VGA Reference Design 2 entspricht.
Für Audio werden verwendet:
OPTION AUDIO GP6,GP7Der System-I²C-Bus für die Echtzeituhr verwendet:
OPTION SYSTEM I2C GP14,GP15Damit entspricht die Erweiterung der von MMBasic vorgesehenen Konfiguration für das VGA Reference Design 2.
Peter Mather weist darauf hin, dass sich Geoff Grahams VGA-Board mit dieser Pinbelegung vollständig über
OPTION RESET VGA DESIGN 2konfigurieren lässt.
Das macht die Erweiterung besonders interessant für das in meinem früheren Artikel vorgestellte PicoMite VGA/PS2 Reference Design.
Audioausgabe mit MMBasic
Durch den zusätzlichen Audioausgang lassen sich die Audiofunktionen von MMBasic nun auch mit dem PicoMite VGA/PS2 verwenden.
Damit können beispielsweise Töne, Soundeffekte oder Musik direkt aus einem BASIC-Programm ausgegeben werden. Gerade für Spiele und kleine Retro-Anwendungen ist das eine interessante Ergänzung, denn aus dem bisher weitgehend „stummen“ PicoMite VGA/PS2 wird damit ein deutlich vollständigerer kleiner BASIC-Computer.
Eine echte Uhr für den PicoMite
Die zweite wichtige Erweiterung ist die Echtzeituhr.
Ohne RTC kennt ein Mikrocontroller nach dem Einschalten zunächst weder Datum noch Uhrzeit. Der auf der Zusatzplatine eingesetzte DS3231M läuft dagegen über seine Knopfzelle weiter, wenn der PicoMite ausgeschaltet ist.
MMBasic kann dadurch beim Start auf eine dauerhaft verfügbare Uhrzeit zurückgreifen. Das ist beispielsweise für Programme interessant, die Datum und Uhrzeit anzeigen, Dateien mit Zeitbezug verarbeiten oder Messwerte protokollieren.
Platine selbst herstellen
Peter Mather hat für die Erweiterung nicht nur den Schaltplan veröffentlicht, sondern auch die Gerber-Dateien sowie BOM- und Pick-and-Place-Daten zur Verfügung gestellt.
Damit kann die Platine beispielsweise bei einem PCB-Hersteller gefertigt und auf Wunsch auch bestückt werden.
Die Platine lässt sich aber ebenfalls von Hand bestücken. Laut Peter Mather sind keine Bauteile kleiner als Baugröße 0805 vorgesehen.
Bei seinem ursprünglichen Angebot nannte er für fünf komplett bestückte Platinen bei JLCPCB Kosten von etwa 57 US-Dollar. Später ließ er die unbestückten Leiterplatten fertigen und berichtete von £4,02 für fünf Platinen einschließlich Steuer und Versand nach Großbritannien.
Bei meiner Test-Bestellung kosten 10 Platinen ca. 80,- € netto:
Am 21. Januar 2025 bestätigte er schließlich im Forum, dass die gefertigten Platinen angekommen seien und einwandfrei funktionieren.
Zwei Varianten beachten
Im TheBackShed-Thread werden zwei Varianten der Erweiterungsplatine beschrieben.
Für das PicoMite VGA/PS2 Reference Design ist die zuletzt veröffentlichte Variante interessant:
OPTION AUDIO GP6,GP7
OPTION SYSTEM I2C GP14,GP15Die ältere Variante verwendet dagegen:
OPTION AUDIO GP4,GP5
OPTION SYSTEM I2C GP6,GP7Diese Version ist unter anderem für verschiedene Waveshare-SPI-Displays vorgesehen.
Wer die Erweiterung für Geoff Grahams VGA Reference Design beziehungsweise für das in meinem vorherigen Artikel beschriebene PicoMite VGA/PS2 aufbauen möchte, sollte daher auf die aktualisierte Version vom 12. Januar 2025 achten.
Fazit
Die Erweiterungsplatine ist eine schöne Ergänzung für das PicoMite VGA/PS2 Reference Design.
Mit relativ wenig zusätzlicher Hardware erhält der kleine MMBasic-Rechner zwei Funktionen, die ihm bisher gefehlt haben: Stereo-Audio und eine batteriegepufferte Echtzeituhr.
Das ursprüngliche PicoMite-Board muss dafür nicht verändert werden. Die Erweiterung nutzt einfach den vorhandenen 40-poligen Anschluss und lässt sich dadurch als Zusatzplatine aufstecken.
Damit rückt der selbstgebaute PicoMite VGA/PS2 noch ein Stück näher an einen vollständigen kleinen Retro-Computer: VGA-Monitor, PS/2-Tastatur, SD-Karte, BASIC, Sound und eine echte Uhr – und das alles auf Basis eines Raspberry Pi Pico 2.
Links
[1] Mein ursprünglicher Beitrag:
PicoMite VGA/PS2 Reference Design (DIY-Projekt)
[2] Projekt und Diskussion:
TheBackShed Forum – „Adding audio and a RTC to Geoff’s VGA board“
Dort stehen auch der aktuelle Schaltplan, die Gerber-Dateien sowie BOM- und Pick-and-Place-Daten zum Download bereit.
Lieben Dank an @Franky, der mich auf dieses Erweiterung aufmerksam gemacht hat 😉