Storia
Il KENBAK-1 fu sviluppato da John Blankenbaker (da cui prende il nome) agli inizi degli anni ’70, inteso come strumento didattico.
I criteri guida erano che fosse a basso costo, didattico ed in grado di soddisfare gli utenti con semplici programmi.
Poteva essere un computer seriale, e quindi lento, il che avrebbe ridotto i costi, ma avrebbe ugualmente raggiunto tali obiettivi. Avrebbe dovuto dimostrare quanti più concetti di programmazione possibili. A causa delle piccole dimensioni, il linguaggio nativo sarebbe stato il linguaggio macchina. Soprattutto, avrebbe dovuto essere una macchina a programma memorizzato, nel senso di von Neumann. Lo scopo era la progettazione di un computer semplice.

Progettato prima che fossero disponibili i microprocessori, la sua logica consisteva di 132 circuiti integrati della serie standard TTL montati su un’unico PCB. La memoria seriale era implementata tramite 2 shift register MOS da 1024 bit ciascuno, per un totale di 2048 bit. L’input avveniva tramite interruttori e l’output era visualizzato tramite spie. Anche se il computer aveva un clock di 1 MHz, elaborava solo poche centinaia di istruzioni al secondo, perché aveva un’architettura seriale, per cui elaborava un solo bit alla volta.

Le vendite iniziarono nel 1971, a $ 750 completamente assemblato e funzionante. I professionisti del campo ne furono entusiasti, ma fu faticosissimo convincere i non-professionisti che avrebbero potuto comprare un vero computer a quel prezzo. La prima (ed unica) serie prodotta della Kenbak Corp. fu di 50 unità con numeri di serie a partire dal 167.
Le macchine di produzione differivano leggermente dal prototipo come stile, ma avevano lo stesso insieme di istruzioni e le stesse prestazioni. Nel 1987, fra vari computer storici candidati, il Kenbak-1 fu eletto dal Boston Computer Museum il primo “personal Computer” (PC) commercialmente disponibile.
Anni fa veniva venduta una replica su un sito (http://www.kenbakkit.com/) che non è più aggiornato, ma riporta qualche schema ed elenco di componenti. Ulteriori foto, informazioni e materiale sono reperibili in vari altri siti.

Criticità
• PCB da ricostruire partendo da foto: quelle ad alta risoluzione sono fatte con i componenti montati, quelle senza componenti sono a bassa risoluzione. Bisogna tentare di sovrapporle per risalire alle tracce complete.
• Verificare la disponibilità dei componenti: ce n’è uno (1404a) abbastanza rara, ed altri 4-5 di media rarità.
• Dimensioni della cassa da dedurre a partire da informazioni indirette, quali foto e proporzioni rispetto ad altri oggetti di cui siano note le dimensioni reali.
• Necessità di riprodurre la meccanica.

Realizzazione
La realizzazione del circuito stampato è stata possibile grazie al paziente lavoro di ricostruzione svolto da Stefano Ferilli (disegno del circuito stampato) e Gianfranco Mazzarello (realizzazione del file gerber necessario alla produzione dello stesso circuito stampato). Successivamente la squadra composta dal responsabile, Michele Perniola, e dallo stesso Stefano, è passata alla realizzazione del prototipo. La realizzazione del pannello frontale è stata possibile grazie alla componentistica elettrica ed all’esagono in metallo messi a disposizione da Stefano. La realizzazione del case è stata possibile grazie all’impegno ed alla competenza di Vito Fariello.

Il responsabile del progetto, Michele Perniola

Ecco alcune foto che documentano il lavoro svolto.

Inizio controllo con microscopio

Anche i tasti sono pronti, stampati in 3D

Il 30.11.2021 è stato realizzato il prototipo del pannello frontale.

Il 23.12.2021 in sede arriva, grazie al socio Vito Fariello, il prototipo del case.

Aggiornamento al 30 dicembre 2021

Procede l’assemblaggio del prototipo da parte del nostro Michele Perniola/The assembly of the prototype by Michele Perniola is proceeding

Test dei circuiti integrati/Integrated circuit testing

Alcuni risultano buoni con un tester ma con l’altro no/Some components look good with one tester but not with the other one

Comunque non sono stati trovati circuiti segnati difettosi da entrambi i tester/However, no circuits marked bad by both testers were found

 

Per cui si è proceduto al montaggio/So the assembly proceeded

Il risultato dell’assemblaggio. Mancano solo 4 chip al termine.

Sessione del 15 gennaio 2022

Nuovo pannello frontale in alluminio fornito da S. Ferilli dopo la foratura/New aluminum front panel supplied by S. Ferilli after drilling

Pannello con led e pulsanti montati/Panel with led and mounted buttons

Prima parte del cablaggio/First part of the wiring process

La squadra al lavoro!/The team at work!

Aggiornamento al 24 gennaio 2022

Realizzate etichette di carta attaccate con nastro Magic trasparente. Assolutamente provvisorie, per il prototipo, ed in ogni caso rimuovibili senza danni al pannello.

Montati i cappucci per i tasti realizzati da Vito Fariello.

Purtroppo il pulsante sottostante ruota liberamente con zero resistenza/Unfortunately the button underneath spins freely with zero resistance

Aggiornamento al 31 gennaio 2022

Cablaggio del pannello frontale.

Aggiornamento al 13 aprile 2022

Prima accensione

Manca una pista sul circuito stampato/A track is missing on the printed circuit board

Alcuni transistor sono errati (2n4403 al posto di 2n4401) e tutti i transistor hanno i piedini “invertiti” rispetto al layout “normale”/Some transistors are wrong (2n4403 instead of 2n4401) and all transistors have pins “reversed” with respect to the “normal” layout

I condensatori del multivibratore del clock sono fuori tolleranza e di valore errato (1.5 nF nominali, uno 2 nF e l’altro 2.5 nF)/The clock multivibrator capacitors are out of tolerance and incorrectly valued (nominal 1.5 nF, one is 2 nF and the other is 2.5 nF)

Sostituiti e “girati” i transistor, sostituiti i condensatori/Replaced and “turned over” the transistors, replaced the capacitors

Il multivibratore del clock oscilla correttamente/The clock multivibrator oscillates correctly

Fase di clock T7, T6, T5… corrette/Clock phase T7, T6, T5… are correct

Fase T1 in corto/Phase T1 is shorted

Caccia al corto sul circuito stampato

… non c’è alcun corto: il problema deriva dal fatto che sono stati forniti IC SN74LS54 al posto di SN7454. Questo è uno dei pochi casi in cui l’integrato della serie ’74LS’ non è direttamente sostitutivo del corrispondente serie ’74’, in quanto hanno una piedinatura completamente diversa 😖. Sono stati ordinati gli integrati corretti che dovrebbero arrivare nei prossimi giorni.

Alimentatore per +5V/Power supply for +5V

Alimentatore -12V/Power supply for -12V

Manuale e schemi pronti per il debug

Aggiornamento al 20 aprile 2022

Montate le “memorie” (shift register 1024 bit SY1404A)

Individuato un errore sul circuito stampato sotto l’integrato 104. Zoccolo smontato, pista tagliata e nuovo ponticello (accanto a quello fatto in precedenza per la pista mancante).

Primo test di funzionamento!

Aggiornamento al 24 aprile 2022

Purtroppo l’acquisizione del disegno del circuito stampato, molto difficoltosa, “non è venuta bene”, in particolare dal lato componenti dove l’unica foto buona disponibile era…con i componenti saldati.
Sono stati individuati circa 16 errori tra piste mancanti o collegate erroneamente.

Le piste sono state per il momento “riparate”, anche dissaldando alcuni zoccoli per tagliare piste errate sottostanti.

Il comportamento delle spie/tasti ora appare “più naturale”.

Il prossimo step sarà la verifica dei pattern di test riportati nel manuale del Kenbak.

Aggiornamento al 26 maggio 2022

Il prototipo del Kenbak-1 è finalmente funzionante. E’ stato testato con un programma di test riportato sul manuale, che prevede come output lo scorrimento delle spie luminose.

Aggiornamento al 2 giugno 2022

Si passa alla verniciatura del case.

Fasi del montaggio.

Arrivato il pannello stampato adesivo.

Ultime fasi del montaggio…

Video del test di funzionamento del prototipo completato.

Foto del prototipo assemblato.

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