home *** CD-ROM | disk | FTP | other *** search
/ System Booster / System Booster.iso / Archives / HardwareProjects / AtariTBconv.lha / AtariTrackballConv next >
Text File  |  1995-02-11  |  16KB  |  385 lines
  1.                     Atari Trackball to Amiga Conversion
  2.                     -----------------------------------
  3.  
  4.                               By John H. Lee
  5.                          (jhlee@hac2arpa.hac.com)
  6.  
  7.            Copyright 1995 by John H. Lee.  All Rights Reserved.
  8.  
  9.  
  10.  
  11.  
  12.                                   NOTICE
  13.                                   ------
  14.            Permission to freely redistribute this file is hereby
  15.            granted provided that it is redistributed in its
  16.            entirety.  The author assumes no liability for any
  17.            damage or injury resulting from use of or following of
  18.            directions in this document.  USE AT YOUR OWN RISK.
  19.  
  20.  
  21. This file documents how to convert Atari model CX22 and CX80 trackballs
  22. (originally manufactured for the Atari Video Computer System(TM) and Atari
  23. home computers) for use on Commodore Amiga computers.
  24.  
  25. I've encountered at least two different Atari trackballs:  the model CX22
  26. and model CX80.  The model CX22 has a beige trackball and two round
  27. buttons.  The model CX80 has a black trackball and twp triangular buttons.
  28. The CX22 appears to be the original model while the CX80 is the newer
  29. cost-reduced model.  They are functionally identical with somewhat similar
  30. circuit designs.  Their construction differ considerably, but both can be
  31. converted into Amiga trackballs while preserving their switchable trackball
  32. and joystick modes.
  33.  
  34.  
  35.  
  36.  
  37.  
  38. Atari CX22 Trackball Conversion (Round Buttons & Beige Trackball)
  39. -----------------------------------------------------------------
  40.  
  41. Theory of Conversion:
  42.  
  43.         The CX22 trackball generates quadrature signals from vertical and
  44.         horizontal optical interrupters just like an Amiga mouse.  A LM339C
  45.         quad op-amp IC is used as a quad comparator to clean up the signals
  46.         from the optical pickups.  A 4538 (dual D-flip-flop) and a 4011
  47.         (quad 2-input NAND) IC take the quadrature signals and generate
  48.         four direction signals:  left, right, up, and down.  The four
  49.         direction signals, the vertical pulse signal, and horizontal pulse
  50.         signals are fed into a 4019 (quad AND/OR selector) IC that selects
  51.         between the joystick signals and the Atari mouse velocity &
  52.         direction signals.
  53.  
  54.         The conversion works by replacing the Atari mouse signals at the
  55.         4019 selector IC with the quadrature signals from the comparator.
  56.         The Atari joystick signals are the same as the Amiga's.  If
  57.         desired, the right trackball button is separated from the left
  58.         button and turned into Mouse Button 3 (the right mouse button).
  59.         Some games also recognize it as a second joystick button.
  60.  
  61. Parts Needed:
  62.         9-pin cable with female DB9 connector (if a right-mouse button is
  63.                 desired)
  64.         Parts to connect the 9-pin cable (heatshrink tubing for insulating
  65.                 splices or 6 crimp terminals for a .100"-center Molex-type
  66.                  housing)
  67.         Hookup wire
  68.  
  69. Tools Needed:
  70.         #2 Phillips screwdriver
  71.         Anti-static wriststrap
  72.         IC puller
  73.         Needle nose pliers
  74.         Ohmmeter
  75.         Soldering iron
  76.         Solder
  77.  
  78.  
  79. 1.  Remove the four screws from the corners on the underside of the case.
  80.  
  81. 2.  Carefully pry apart the two halves of the shell, which are held together
  82.     by two pressure-fit posts.  They might be tight, so be patient.  You
  83.     might want to try pushing on the post with a screwdriver through what
  84.     look like two screw holes in the bottom shell.  Be careful not to drop
  85.     the freed trackball on your foot.
  86.  
  87. 3.  Remove the two interrupter shafts and bearings.
  88.  
  89. 4.  Remove the two screws that hold down the printed circuit board and
  90.     carefully disengage the plastic hook that holds down the corner.
  91.  
  92. 5.  Lift up the PCB and unplug the cable connector J1.
  93.  
  94. 6.  Remove the PCB from the shell.
  95.  
  96. 7.  Take anti-static precautions and locate the 16-pin IC marked "A5" on
  97.     the PCB (a 4019) on the left side of the PCB.  Carefully remove IC A5
  98.     from its socket, noting the orientation of the IC (look for the dot
  99.     at pin 1 or the notch at one end.)
  100.  
  101. 8.  Carefully straighten pins 1, 3, 5, and 7 so that they stick straight
  102.     out to the side of the IC.
  103.  
  104.         Dual In-Line Package IC Pin Numbering
  105.         (looking from COMPONENT side at a 16-pin IC):
  106.         ---------------------------------------------
  107.              Dot---\  v------Notch
  108.                     +-U-+
  109.                   1 |o  | 16
  110.                   2 |   | 15
  111.                   3 |   | 14
  112.                   4 |   | 13
  113.                   5 |   | 12
  114.                   6 |   | 11
  115.                   7 |   | 10
  116.                   8 |   |  9
  117.                     +---+
  118.  
  119. 9.  Reinsert IC A5 into its socket, making sure it's oriented correctly.
  120.  
  121. 10. Solder the following jumper wires directly to IC A5 from the test points
  122.     marked "TPx" placed along the bottom of the PCB.  Be careful to avoid
  123.     overheating the IC.
  124.  
  125.         IC A5 Pin   Test Point      Which Is Connected To (for reference)
  126.         ---------   ----------      -------------------------------------
  127.             1           TP3                 IC A1 pin 13
  128.             3           TP2                 IC A1 pin 1
  129.             5           TP4                 IC A1 pin 14
  130.             7           TP1                 IC A1 pin 2
  131.  
  132. 11. Unfortunately, the original cable does not connect pin 9, so it cannot
  133.     support a right mouse button.  If you don't want the right mouse
  134.     button, you can leave the original cable and skip to step 16.
  135.  
  136. 12. Replace the original cable with the new 9-pin cable.  Connect the
  137.     following pins from the female DB9 cable to connector J1.  I reused
  138.     the J1 connector shell from the original cable and installed new
  139.     crimp-on terminals purchased from an electronics store.  You may find
  140.     it easier to cut the wires, leaving about 2" to splice the connector
  141.     onto the new cable (don't cut the black ground wire to the buttons!)
  142.     I highly recommend heat-shrink tubing to seal the splices; electrical
  143.     tape *will* come apart, permitting shorts to occur.
  144.  
  145.         DB9 Pin     J1 Pin          Used For
  146.         -------     ------          --------
  147.            1          4             Mouse Vertical / Forward
  148.            2          3             Mouse Horizontal / Back
  149.            3          6             Vertical Quadrature / Left
  150.            4          5             Horiz. Quadrature / Right
  151.            5        (not connected) Mouse Button 2 (Middle) / Horiz. Pot
  152.            6        (Left Button)   Mouse Button 1 (Left) / Fire
  153.            7          2             +5
  154.            8          1             Ground
  155.            9        (Right Button)  Mouse Button 3 (Right) / Vertical Pot
  156.  
  157.         DB9 Pin Numbering (looking at the end of the female DB9):
  158.  
  159.                  +-----------+
  160.                  | 5 4 3 2 1 |
  161.                   \         /
  162.                    \9 8 7 6/
  163.                     +-----+
  164.  
  165. 13. Cut the red wire that runs between the two buttons.  Cut it as close
  166.     as possible to the connector at the left button.
  167.  
  168. 14. Splice the left button red wire to the DB9 pin 6.
  169.  
  170. 15. Splice the right button red wire to the DB9 pin 9.
  171.  
  172. 16. At this point, all wiring has been completed.  Double check your work
  173.     and make sure there are no shorts.
  174.  
  175. 17. Plug connector J1 back onto the PCB.
  176.  
  177. 18. Snap the PCB back into the bottom shell, but do not install the screws
  178.     yet.  Replace the two interrupter shafts and bearings, and place the
  179.     trackball on the shafts.
  180.  
  181. 19. Test the trackball while it's still disassembled.  Set the mode select
  182.     switch on the trackball to "Trackball" and plug the trackball into the
  183.     mouse port of your Amiga.
  184.  
  185. 20. Turn your Amiga on and verify that the mouse cursor moves and the
  186.     buttons work as expected.
  187.  
  188. 21. Run your favorite joystick game, move the trackball to the second
  189.     mouse port if needed, switch the trackball to joystick mode, and
  190.     verify the that trackball now acts like a joystick.
  191.  
  192. 22. Turn your Amiga off and unplug the trackball.
  193.  
  194. 23. Install the two screws that hold down the PCB.  Make sure that the
  195.     interrupters spin without touching the optical sensors.
  196.  
  197. 24. Reassemble the shell and install the four screws in the corners.
  198.  
  199. 25. Enjoy your new trackball!
  200.  
  201.  
  202.  
  203.  
  204.  
  205.  
  206.  
  207. Atari CX80 Trackball Conversion (Triangular Buttons & Black Trackball)
  208. ----------------------------------------------------------------------
  209.  
  210. Theory of Conversion:
  211.  
  212.         The CX80 trackball generates quadrature signals from vertical
  213.         and horizontal optical interrupters just like the Amiga mouse.
  214.         Two-thirds of a 40106 (hex Schmitt-trigger inverter) IC is used
  215.         as a quad comparator to clean up the signals from the optical
  216.         sensors.  A 4098 (dual precision retriggerable monostable
  217.         multivibrator), 4013 (dual D-flip-flop), and remaining one-third
  218.         of the 40106 IC take the quadrature signals and generate four
  219.         direction signals, left, right, up, and down.  The four direction
  220.         signals, the vertical pulse, and horizontal pulse signals are fed
  221.         into a 4019 (quad AND/OR selector) IC that selects between the
  222.         joystick signals and the Atari mouse velocity & direction signals.
  223.  
  224.         The conversion works by replacing the Atari mouse signals at the
  225.         4019 selector IC with the quadrature signals from the 40106 hex
  226.         inverter.  The Atari joystick signals are the same as the Amiga's.
  227.         If desired, the right trackball button is separated from the left
  228.         button and turned into Mouse Button 3 (the right mouse button).
  229.         Some games also recognize it as a second joystick button.
  230.  
  231. Parts Needed:
  232.         9-pin cable with female DB9 connector (if a right-mouse button is
  233.                 desired)
  234.         Heatshrink tubing (for insulating splices)
  235.         Hookup wire
  236.  
  237. Tools Needed:
  238.         Anti-static wriststrap
  239.         #1 Phillips screwdriver
  240.         Needle-nose pliers
  241.         Soldering iron
  242.         Solder
  243.         X-acto knife
  244.  
  245.  
  246. 1.  Peel off the four stick-on rubber feet on the underside of the case.
  247.  
  248. 2.  Remove the four screws hidden by the feet.
  249.  
  250. 3.  Open the shell.  Be careful not to drop the loose trackball on your foot.
  251.  
  252. 4.  Take anti-static precautions.  The main printed circuit board is
  253.     attached to two small circuit boards by ribbon cable.  These small PCBs
  254.     hold the optical sensors for the vertical and horizontal interrupters.
  255.     They are slid into place and held by friction.  Carefully pry up and
  256.     loosen them.
  257.  
  258. 5.  Carefully lift the PCB assembly from the bottom shell.  Do not
  259.     disconnect the cable yet.
  260.  
  261. 6.  There are four IC's on the PCB.  Looking at the component side of the
  262.     PCB with the connectors to the cable at top, locate the 4019 (16 pin)
  263.     and 4013 (14 pin) IC's on the right side of the PCB.
  264.  
  265. 7.  Turn the PCB over and on the solder side locate the solder pads for the
  266.     4013 and 4019 IC's.
  267.  
  268. 8.  Using a sharp Xacto knife, cut the traces to the 4019 IC at pins 4, 6,
  269.     and 15.  Be sure to cut only the traces to those pins.  Pin 1 is marked
  270.     with a small "1".  Remember that the left and right sides are reversed
  271.     when you're looking at the solder side.  My favorite technique is to
  272.     make two cuts close to each other and then lift (or scrape) the copper
  273.     sliver between the cuts away from the PCB.
  274.  
  275.         Dual In-Line Package IC Pin Numbering
  276.         (looking from COMPONENT side at a 16-pin IC):
  277.         ---------------------------------------------
  278.              Dot---\  v------Notch
  279.                     +-U-+
  280.                   1 |o  | 16
  281.                   2 |   | 15
  282.                   3 |   | 14
  283.                   4 |   | 13
  284.                   5 |   | 12
  285.                   6 |   | 11
  286.                   7 |   | 10
  287.                   8 |   |  9
  288.                     +---+
  289.  
  290. 9.  Verify with a ohmmeter that the traces have been cut.
  291.  
  292. 10. Solder the following jumpers from the pads of the 4013 IC to the pads
  293.     of the 4019 IC.  Use short pieces of hookup wire; 30-gauge wire-wrap
  294.     wire works pretty well.  Be careful not to overhead the IC's.
  295.  
  296.                 4013 IC Pin     4019 IC Pin
  297.                 -----------     -----------
  298.                      3               6
  299.                      9              15
  300.                     11               4
  301.  
  302. 11. Unfortunately, the original cable does not connect pin 9, so it cannot
  303.     support a right mouse button.  If you don't want the right mouse
  304.     button, you can leave the original cable and skip to step 15.
  305.  
  306. 12. Locate the contact area for the right button on the PCB.  There is a
  307.     trace that goes to the "BLUE" connector via a solder pad for a jumper
  308.     to the left button.  Cut this trace between the right button contact
  309.     area and the first solder pad, near the solder pad.  The wire to pin 9
  310.     of the DB9 cable will be soldered directly to the trace leading to the
  311.     contact area.
  312.  
  313. 13. Replace the original cable with the new 9-pin cable.  Connect the
  314.     following pins from the female DB9 cable to the connector pads along
  315.     the top edge of the PCB.  You'll probably want to solder the new
  316.     cable directly to the pads.  Optionally, you can cut off the spade
  317.     connectors from the original cable and splice them to the new cable.
  318.     (I couldn't find substitute spade connectors.)  I highly recommend
  319.     heat-shrink tubing to seal the splices; electrical tape *will* come
  320.     apart, possibly permitting shorts to occur.
  321.  
  322.         DB9 Pin     PCB Pad         Used For
  323.         -------     ------          --------
  324.            1        Brown           Mouse Vertical/Forward
  325.            2        Red             Mouse Horizontal/Back
  326.            3        Orange          Vertical Quadrature/Left
  327.            4        Yellow          Horiz. Quadrature/Right
  328.            5        (not connected) Mouse Button 2 (Middle)/Horiz. Pot
  329.            6        Blue            Mouse Button 1 (Left)/Fire
  330.            7        Purple          +5
  331.            8        Gray            Ground
  332.            9        (Right Button)  Mouse Button 3 (Right)/Vertical Pot
  333.  
  334.  
  335.         DB9 Pin Numbering (looking at the end the female DB9):
  336.  
  337.                  +-----------+
  338.                  | 5 4 3 2 1 |
  339.                   \         /
  340.                    \9 8 7 6/
  341.                     +-----+
  342.  
  343. 14. Scrape the oxidation off the trace to the right button and solder the
  344.     wire to the DB9 pin 9 directly to the PCB trace leading to the right
  345.     button.
  346.  
  347. 15. At this point, all wiring has been completed.  Double check your work
  348.     and make sure there are no shorts.
  349.  
  350. 16. Reinsert the optical sensor PCB's back into their slots.  Make sure
  351.     they're fully inserted and that the interrupters spin without
  352.     touching the optical sensors.
  353.  
  354. 17. Position the PCB back into the bottom shell and place the trackball
  355.     on the interrupter shafts.
  356.  
  357. 18. Fit the top shell back on and install only two screws, in diagonally
  358.     opposite corners.
  359.  
  360. 19. Test the trackball while it's still partially disassembled.  Set the
  361.     mode select switch on the trackball to "TB" and plug the trackball
  362.     into the mouse port of your Amiga.
  363.  
  364. 20. Turn your Amiga on and verify that the mouse cursor moves and the
  365.     buttons work as expected.
  366.  
  367. 21. Run your favorite joystick game, move the trackball to the second
  368.     mouse port if needed, switch the trackball to "JS" mode, and verify
  369.     the that trackball now acts like a joystick.
  370.  
  371. 22. Turn your Amiga off and unplug the trackball.
  372.  
  373. 23. Install the remaining two screws into the shell.
  374.  
  375. 24. Stick the four rubber feet back over the screw holes.
  376.  
  377. 25. Enjoy your new trackball!
  378.  
  379.  
  380.  
  381. ---------------
  382. Copyright 1995 by John H. Lee.  All Rights Reserved.
  383. All trademarks are the property of the respective trademark owners.
  384.  
  385.