Danas ćemo razmotriti nekoliko kalkulatora domaće proizvodnje iz 1970/80-tih godina. Osobno se ne bavim ciljano skupljanjem kalkulatora, no svakako iskoristim priliku za povoljnu kupnju nekog starijeg modela džepnog kalkulatora sa VFD ili LED displejom. Tako se sakupilo nekih 60-tak modela, a u ovoj objavi ćemo izdvojiti primjerke proizvedene u domaćim tvornicama.
- Digitron db801
- Digitron db802
- Digitron db813
- Digitron Vektor 3
- Digitron Scalar 30
- RIZ Descom 86 M
- RIZ Descom 89
Kalkulatori sa numeričkim elektroničkim displejima počeli su se proizvoditi krajem 1960-tih godina, a već početkom 1970-tih godina pojavili su se prvi džepni kalkulatori bazirani na jednom specijaliziranom čipu (Calculator-on-a-chip). Prvi takav čip predstavio je Mostek u siječnju1971. godine pod oznakom MK6010 (MK5010). Čip je razvijen po narudžbi, odnosno proizveden prema ekskluzivnom prodajnom ugovoru s tvrtkom Nippon Calculating Machine Co. iz Tokija za korištenje u Nipponovoj liniji Busicom kalkulatora. Čip je podržavao četiri osnovne računske operacije i 12 znamenkasti prikaz. Sadržavao je 2100 tranzistora koji su bili sastavni dio 360 logičkih vrata i 160 flip-flopova. Ugrađen je u novu inačicu kalkulatora Busicom Junior gdje je sada jedan čip zamjenjivao njih 22 ugrađivanih u staru inačicu Busicom Juniora. U novoj inačici je zadržan je displej za zasebnim VFD cijevima za svaku znamenku i pripadajući tranzistorski drajveri. Međutim, već u veljači 1971. godine Mostek je razvio poboljšanu inačicu čipa sa oznakom MK6010L koji je imao manju potrošnju struje i bio pogodan za baterijsko napajanje. To je omogućilo lansiranje prvog pravog džepnog kalkulatora Busicom LE-120A “HANDY-LE” koji je sada dobio 12 znamenkasti LED displej. Čipovi Mostek MK6010 i MK6010L nalaze se samo u kalkulatorima koje je proizvodio Busicom, a kasnije je pušten u opću prodaju kao MK5010.
Nakon Mosteka i drugi veliki proizvođači kalkulatora ušli su u natjecanje za razvoj kalkulatora na jednom čipu. Tako su krajem 1971. godine na tržište izašli prvi kalkulatori sa Texas Instruments TMS1802NC (TMS0102) čipom, a početkom 1972. godine kalkulatori sa General Instrument G250 čipom. U tržišnom natjecanju razvoja “kalkulatora na čipu” već u prvoj polovici 1970-tih godina znatno su pali troškovi proizvodnje kao i sama cijena takvih kalkulatora, te su se isti počeli masovno proizvoditi kao roba široke potrošnje.
Što se tiče domaće proizvodnje, tvornica Digitron iz Buja (Istra) osnovana je 1971. godine i iste godine je lansirala prvi elektronički džepni kalkulator u Europi, model db800 baziran na čipu Texas Instrumentsa. Kalkulator je podržavao četiri osnovne računske operacije i prikaz na 8 znamenki. Prema podacima koji se mogu pronaći na Internetu kalkulator db800 je pušten u prodaju u svibnju ili lipnju 1971. godine i sadržavao je čip američke tvrtke Texas Instruments (vjerojatno TMS1802). Ovo malo pobuđuje sumnju jer je Texas Instruments svoje prve čipove TMS1802 proizveo u rujnu 1971. godine, a njihovo službeno predstavljanje je slijedilo još mjesec-dva kasnije.
TMS1802 je u početku istina prodavan na slobodnom tržištu raznim proizvođačima kalkulatora i na njemu se baziraju prvi džepni baterijski kaklulatori. Texas Instruments pak je proizvodnju i marketing svojeg prvog kalkulatora baziranog na tom čipu odgodio za srpanj 1972. godine (TI-2500 “Datamath”). Do tada je već nekoliko modela kalkulatora koristilo TMS1802, no nigdje se ne spominje Digitronov db800. Negdje se čak spominje i dovršetak kalkulatora db800 krajem 1970. godine što nema nikakvog smisla. Moguće da je ovaj kalkulator nastao krajem 1971. godine, no politička propaganda je ovaj uspjeh domaće industrije svakako željela svrstati u što ranije razdoblje kako bi bili uz bok vodećim svjetskim proizvođačima iz razvijenih zemalja.
Također, tadašnja cijena kalkulatora db800 se često uspoređuje s tadašnjom cijenom „fiće“, odnosno automobila Zastava 750 što je 1971. godine iznosilo oko 12 do 18 prosječnih mjesečnih plaća. Ne znam može li itko izračunati kolika bi to bila današnja protuvrijednost jer je 1971. godine bila aktualna stalna devalvacija dinara i revalorizacija domaće prema stranim valutama. Prosječna zarada je bila oko 1250 dinara, a jedan dolar je vrijedio 15 dinara, pa bi za db800 trebalo izdvojiti oko 1000 dolara. Za usporedbu, spomenuti Busicom LE-120A “HANDY-LE” se početkom 1971. godine prodavao po cijeni od 395 dolara, a bio je napredniji kalkulator sa 12 znamenki. Svakako da je sa takvom cijenom rijetko tko mogao kupiti prvi Digitronov džepni kalkulator, a nije mogao biti ni konkurentan za izvoz.
Uz Digitron Buje proizvodnju elektroničkih kalkulatora nekad su imali TRS (Tvornica računskih strojeva Zagreb) i RIZ (Radio Industrija Zagreb). Oba ova poduzeća osnovana su 1948. godine i postepeno uništena nakon privatizacije u 1990-tim godinama.
Digitron db801
Na svim integriranim krugovima i čitavoj pločici sa tipkovnicom vidimo oznaku tvrtke Texas Instruments. Također, na dvije pločice sa elektronikom ne nalazimo karakteristične oznake Digitrona Buje. Moguće da su se ovi prvi modeli Digitronovih kalkulatora nabavljali kao gotovi KIT kompleti.
Digitron db801 se bazira na integriranom krugu TMS0105NC (Texas Instruments), a prema datumskom kodu na našem primjerku isti je proizveden 1973. godine (prvi primjerci ovog čipa datiraju iz 1972. godine). Isti ovaj čip vidjeli smo i u kalkulatoru Olympia CD 100. Texas Instruments je tijekom 1970-tih godina razvio desetak sličnih inačica čipova serije TMS01xx koji su implementirali kalkulatore sa četiri osnovne matematičke operacije i podržavali prikaz na 8 ili 10 znamenki. TMS0105 sadrži ROM veličine 3520-bita, RAM veličine 182-bita, te decimalnu aritmetičku logiku i izlazni dekoder za pogon 7-segmentnih drivera. Sastoji se od oko 5000 tranzistora.
Na posebnoj tiskanoj pločici izveden je tranzistorski oscilator takta frekvencije cca 250kHz i DC/DC pretvarač baterijskog napona u dvije razine negativnih napona od cca -7 V / -14 V (pozitivni pol baterije je GND).
Za pogon numeričkog LED displeja koriste se integrirani drajveri, SN75492 za znamenke i SN75491 za segmente.
Točkaste LED diode koje čine segmente pojedinih znamenki su za ono vrijeme najmanjih mogućih dimenzija kako bi potrošnja struje bila što manja. Ispred displeja je postavljen crveni filtar tako da se preko njega vidi samo svjetlost LED dioda, no taj filtar je također sferičan kako bi se malo optički povećale minijaturne znamenke.
Zbog velikog kontrasta i multipleksiranog displeja vrlo teško je fotoaparatom uhvatiti stvarni prikaz znamenki LED displeja. Gledan golim okom prikaz je vrlo oštar, bez svjetlosnih sjena i lako se uočava svaka pojedinačna točkasta LED dioda. Na našim slikama se može primijetiti kako prednji sferični filtar optički malo povećava svjetleće segmente, a pod određenim kutom gledanja oni se još malo optički razvuku.
Tri magnetska kontakta punjača sa kalkulatorom.
Kalkulator se napaja preko četiri punjive AA baterije (1,2 x 4 = 6 V). Punjač je ugrađen u kutiju izrađenu za čuvanje kalkulatora ili bolje rečeno punjač je napravljen u obliku kutije za držanje i čuvanje kalkulatora. Na dnu kutije, jednako kao i na donjoj strani kalkulatora nalaze se tri kontakta (dva za minus i jedan za plus) preko kojih se punjač priključuje na kalkulator. Radi boljeg prianjanja kontakti su magnetski. Radi se o malim magnetima smještenim ispod kontakata koji odgovaraju kvaliteti toga vremena i do danas su već uglavnom gotovo izgubili magnetska svojstva pa se i ne primjećuje njihovo djelovanje.
Punjač je jednostavni regulator napona sa serijski vezanim tranzistorom kojem je napon baze stabiliziran zener-diodom. Ovo je vrlo uobičajeni spoj regulacije kakav smo susretali kod mnogih elektroničkih uređaja i različitih napajanja. U našem slučaju je paralelno izlaznim priključnicama dodan „bleeder“ otpornik od 3,3 kΩ koji služi za brzo pražnjenje filtarskog kondenzatora nakon isključenja iz mrežnog napona. Ovakvi otpornici se obično stavljaju paralelno filtarskim kondenzatorima velikog kapaciteta i visokog radnog napona, kako bi se nakon isključenja napajanja brzo ispraznila uskladištena energija u kondenzatorima koja može biti opasna ako se slučajnim dodirom isprazni preko korisnika uređaja. Ovdje pak taj otpornik pomaže i boljem radu indikacijske LED diode čiji intenzitet svijetljenja ovisi o izlaznoj struji iz punjača.
Na dvije serijski vezane silicijske diode stvara se pad napona od oko 1,6 V. Mjerenjem smo utvrdili da je pad napona na svakoj diodi 0,8 V što je prilično visoka vrijednost čak i za silicijske diode. Time je na LED diodi prisutan napon od 1,6 V i ista se počinje paliti kada ukupna struja iz ispravljača dosegne 60 mA. Maksimalna struja iz ispravljača je oko 200 mA i tu LED svijetli punim sjajem (struja kroz LED je oko 10 mA). Ovo funkcionira kao indikacija punjenja baterija. Početna struja punjenja je najveća i tu LED svijetli najjače. Kako se baterije pune tako struja punjenja pada, a time i intenzitet svjetla indikacijske LED sve dok se kod punih baterija LED potpuno nje ugasi.
Za naš konkretni punjač, na zener-diodi smo izmjerili napon 8,8 V što uz pad napona na BE spoju izlaznog tranzistora daje izlazni napon iz regulatora od 8,2 V. Na diodama nastaje dodatni pad napona od 1,6 V tako da na izlazu dobivamo napon od 6,6 V. Za Ni-Cd baterije koje su u 1970-tim godinama bile u upotrebi napon punjenja mora biti u rasponu 1,2-1,45 V po ćeliji, a on je u našem slučaju 1,65 V.
Ovo su vrijednosti dosta više od nominalnih (na kutiji piše 6 V / 250 mA) pa je moguće da neke komponente otkazuju od starosti. Prilikom mjerenja ispravljač smo opteretili strujom od 100 mA, no na struji od 150 mA napon padne na 6 V i tranzistor se već prilično grije pa nismo dalje opterećivali ispravljač. Slično se ponašaju oba ispravljača koje imamo na raspolaganju, a to se ne bi smjelo dešavati. Napon mora ostati stabilan pod opterećenjem, a tranzistor umjereno zagrijani jer BC 286 izdrži 1A kolektorske struje. Vjerojatno je potrebno zamijeniti filtarski kondenzator, zener diodu, moguće i tranzistor jer je zener napon previsok. Na shemi smo ispisali vrijednosti kakve bi trebale biti za izlazni napon 6 V. Ovo su 50 godina stare komponente i ne treba se čuditi ako su im električne tolerancije porasle izvan dozvoljenih granica.
Digitron db802
Digitron db802 se bazira na integriranom krugu MK5020BN (Mostek), a prema datumskom kodu na našem primjerku isti je proizveden 1975. godine (prvi primjerci ovog čipa datiraju iz 1973. godine). Ovaj čip ima interni oscilator takta pa su mu dovoljni samo vanjski otpornik i kondenzator za određivanje nominalne frekvencije takta od cca 140 kHz. Četiri diode koje vidimo na pločici služe za kodiranje matrice tipkovnice, u našem slučaju za postavljanje tipke za računanje kvadratnog korijena i sklopke za pomak decimalne točke. Dva preostala čipa DM75492 su drajveri za LED displej.
Osim navedenih, ističe se i jedna pravokutna komponenta sa tri izvoda i oznakom ASTEC International AA 1640 (sa donje strane). ASTEC International je filipinska tvrtka specijalizirana za proizvodnju raznih napajanja. Za ovu našu komponentu nismo našli nikakve podatke, no ista posve sigurno služi za dobivanje simetričnih napona (Vss i Vgg) iz baterijskog napajanja, potrebnih za rad čipa MK5020BN.
Godinu dana mlađi kalkulatorski čip MK5020BN (Mostek) već ima puno veći stupanj integracije od TMS0105NC (Texas Instruments) koji je ugrađen u db801. Vidimo da mu je za punu funkcionalnost dovoljno više od upola manje vanjskih komponenti.
Punjač/ispravljač je isti kao kod db801. Za početak 1970-tih godina ovakva kutija je svakako bila privlačna kupcima i označavala skupi proizvod. Ugradnja punjača u ovu veliku (transportnu) kutiju može biti i pomalo nespretno rješenje, no “beskontaktno” punjenje ili bolje rečeno punjenje bez potrebe za fizičkim spajanjem neke priključnice i priključka, također je za to vrijeme djelovalo vrlo napredno i tehnološki superiorno. Magneti (kad su bili novi) u kombinaciji sa jednim duplim kontaktom vrlo vjerojatno su osiguravali dovoljno dobar spoj. U konačnici, zahvaljujući indikacijskoj LED odmah se dobije potvrda da li je kalkulator dobro stavljen na punjač i da li je punjenje započelo.
Ovo je zatečeno stanje kog jednog drugog primjerka Digitrona db 802 iz kojeg nikad nisu bile izvađene originalne punjive Ni-Cd baterije.
Plavi kristali nastali su vjerojatno kemijskom reakcijom baterijskog elektrolita sa bakrenim kontaktima.
Digitron db813
Digitron db813 se bazira na integriranom krugu MK50312N (Mostek), a datumski kod na našem primjerku ukazuje da je isti proizveden 1975. godine (prvi primjerci ovog čipa datiraju iz 1974. godine). Ovom čipu dodan je jedino drajver za LED displej u obliku jednog čipa BD5025, te svega tri diode i tri otpornika. Diode vjerojatno služe za konfiguriranje matrice tipkovnice na željene funkcijske tipke. I ovdje imamo ASTEC-ovu komponentu za dobivanje simetričnog napajanja čipa MK50312N.
Osim jeftinije unutrašnje strukture Digitron db813 dolazi i u jeftinijem papirnatom pakiranju, a ispravljač/punjač je izveden kao zaseban uređaj. Shema punjača je ostala ista osim što je izostavljen krug indikacije struje punjenja sa LED diodom.
Transformator sa C-jezgrom zadržao se i u ovoj inačici Digitrona serije db8xx.
Iz našeg ispravljača smo izmjerili relativno niskih 5,7 V (nominalna vrijednost bi trebala biti 6 V). Na zener diodi pak mjerimo napon 6,3 V, no za kompenzaciju pada napona na BE spoju tranzistora taj napon bi trebao biti 6,8 V. Očito je i ovdje potrebno zamijeniti dotrajale komponente.
Digitron LC-X1
Prednja aluminijska maska inče se ne bi trebala odvajati od plastične šasije, no u našem slučaju ljepilo koje drži ove dvije komponente popuno se sasušilo i izgubilo svojstva.
Digitron LC-X1 se bazira na integriranom krugu T3603 (Toshiba). Prvi primjerci ovog čipa datiraju s kraja 1977. godine, te se Digitron LC-X1 vjerojatno proizvodio 1978. godine ili kasnije. Ovo je bio vrlo popularan čip za kalkulatore koji je ugrađivan u puno različitih modela.
Kao što se vidi sa slika, T3603 je gotovo potpuni “Calculator-on-a-chip” jer mu za rad treba dodati samo jedan otpornik i jedan kondenzator, vjerojatno za određivanje frekvencije internog oscilatora takta. T3603 izravno pogoni LCD displej sa 8 znamenki bez potrebe za bilo kakvim dodatnim drajverima.
Nakon blagog čišćenja zebra kontakata uspjeli smo povratiti prikaz gotovo svih segmenata. Moguće je nadomjestiti, obnoviti ili još malo bolje očistiti ove kontakte, no pitanje je koliko to zapravo ovdje ima smisla.
Krajem 1970-tih godina kalkulatori su već postali jeftini, rašireni i svima dostupni. Proizvođači su se natjecali tko će napraviti manji i tanji kalkulator i tako privlačniji kupcima. Međutim, zbog kritičnih dimenzija ti kalkulatori su imali krhka kućišta te maksimalno pojednostavljene sklopke i tipkovnice što im je skraćivalo životni vijek, te smanjivalo vanjsku robusnost i otpornost.
Na ova četiri primjerka Digitronovih džepnih kalkulatora lijepo se može vidjeti kako su se postepeno ali također i vrlo brzo razvijali čipovi za kalkulatore. Prvim primjercima čipova bilo je potrebno obavezno dodati tranzistorske ili integrirane drajvere za pogon željene vrste displeja (obično VFD ili LED), no već dvije-tri godine kasnije razvijeni su čipovi kojima gotovo i nisu više bile potrebne vanjske komponente. Također, u masovnu upotrebu ušli su LCD displeji što je značilo drastično smanjenu potrošnju struje i omogućilo napajanje malim dugmastim baterijama. Baterije su dovoljno dugo trajale da se nije isplatilo ugrađivati punjive baterije i proizvoditi punjače. Iz svega ne čuti da Digitron želi prezentirati svoj prvi primjerak džepnog kalkulatora u što ranije razdoblje, jer je u samo 6 mjeseci napravljen ogroman iskorak u razvoju te tehnologije i širenju masovne proizvodnje takvih kalkulatora.
Šteta što nemamo prvi primjerak čuvenog Digitronovog kalkulatora db800, no po onome što smo vidjeli na db801 čini se da je tu bilo malo domaće pameti i da je čitavo sklopovlje bilo proizvedeno u Texas Instrumentsu. Ne znamo tko je proizvodio kućišta za serije db801 do db813, no vrlo je čudno napravljena zadnja strana gdje se smještaju baterije. Ta zadnja strana je sastavljena od dva polu-spojena dijela i ne vidim razlog takvoj konstrukciji. Moguće da su kućišta bila namijenjena nekom drugom uređaju ili predviđena za drugačiji tip baterija, pa je ovo zapravo neka prilagodba na Digitronove kalkulatore koji rade na četiri punjive baterije.
RIZ Descom 89
Tiskana pločica sa elementima i LED displejom zalemljena je poveznim žicama za modul tipkovnice nakon montaže, tako da ove elemente nije moguće razdvojiti bez odlemljivanja poveznih žica. Također, tipkovnica i sklopke su montirane u jedan trajno spojeni blok unutar zataljenog plastičnog kućišta. Ovakva montaža izrazito smanjuje mogućnosti popravka, čišćenja ili restauracije kalkulatora, no on nije ni bio predviđen za servis na razini zamjene pojedinačnih komponenti.
Kalkulator RIZ Descom 89 se bazira na integriranom krugu Nortec 4204 BL iz 1974. godine (prvi primjerci čipa su proizvedeni godinu dana ranije). Uz čip, na pločici se uočava devet tranzistora koji su drajveri za devet numeričkih LED displeja. Dva integrirana kruga SCL4001 (četiri NOR vrata sa dva ulaza) vjerojatno su u spoju oscilatora za dvije takt frekvencije potrebne za rad čipa 4204 BL.
Tvrtku Nortec je 1966. godine osnovao američki inženjer Robert (Bob) Norman koji je prije toga radio u Sperry Gyroscope Company i Fairchild Semiconductoru na uvođenju i dizajniranju integriranih krugova, te je bio suosnivač tvrtke General Microelectronics. Tvrtka Nortec je dizajnirala logiku i izgled čipa 4204, a proizveo ga je American Microsystems (AMI) iako je na čipu zadržana oznaka Nortec. Poveznica je vjerojatno ta što je Robert Norman nakon Norteca radio u AMI-u, a zatim i u raznim drugim tehnološkim tvrtkama poput Ion Equipment, Astrotech, Timex, Applied Micro Circuits, Singer i General Dynamics. Tijekom svoje karijere Norman je zaštitio 23 patenata.
Naš kalkulator nije u funkciji. Pronašli smo da ne radi baterijska sklopka, no daljnjim testom se pokazalo da je cijela tipkovnica u lošem električnom stanju i kontakti su vrlo nepouzdani. Kao i kod svih drugih džepnih kalkulatora koje smo ovdje vidjeli tako je i ovog tipkovnica nerastavljiva. Plastični okviri kućišta tipkovnice su međusobno trajno staljeni plastičnim spojevima. Za rastavljanje je potrebno odrezati ili izbrusiti te zataljene spojeve, a onda pronaći način kako ponovno fiksirati kućište tipkovnice. Naravno, najbolje je sve ostaviti u originalnom stanju i zadržati kalkulator kao kolekcionarski primjerak jer pokušaji restauracije često završe neuspjehom i vidljivim oštećenjem maske tipkovnice.
RIZ Descom 86 M
Plastično kućište za ove kalkulatore je naručeno iz Italije.
Ni pločice ovog kalkulatora nije moguće razdvojiti vez odlemljivanja nekoliko poveznih žica.
Modul tipkovnice i ovdje je trajno zataljen u jedan kompaktni blok. Za čišćenje ili restauraciju kontakata tipkovnice trebalo bi odrezati ili izbrusiti sve ove crne plastične spojeve, no nakon toga je vrlo teško naći način kako da se ti spojevi ponovno rekonstruiraju. Ukoliko svi spojevi nisu u funkciji ili ne drže točno određenom silom, vjerojatno neke tipke tipkovnice neće dobro raditi.
Kalkulator RIZ Descom 86 M se bazira na integriranom krugu C-595 (General Instrument) iz 1975. godine (prvi primjerci čipa su proizvedeni godinu dana ranije). Uz čip, na pločici se nalaze dva drajvera za segmente LED displeja ITT 492 i tranzistorski oscilator takta za čip C-595.
Naš primjerak RIZ Descoma 86 M je još uvijek ispravan.
U međuvremenu smo nabavili još jedan primjerak RIZ-ovog kalkulatora sa oznakom Descom 86.
Kalkulator RIZ Descom 86 ima istu elektroniku kao i Descom 86 M. Bazira na integriranom krugu C-595 (General Instrument) iz 1975. godine (prvi primjerci čipa su proizvedeni godinu dana ranije). Uz čip, na pločici se nalaze dva drajvera za segmente LED displeja ITT 492 i tranzistorski oscilator takta za čip C-595.
Razlika između Descoma 86 i Descoma 86 M je u tipkovnici, odnosno u funkcijama koje se koriste od svih podržanih unutar čipa C-595. Tako Descom 86 za razliku od Descoma 86 M ne koristi memorijske tipke.
Zanimljivo je da je RIZ u isto vrijeme radio više inačica Descom 86 kalkulatora sa istim integriranim krugom, od kojih su neki iskorištavali samo dio mogućnosti čipa C-595. Moguće da je bila riječ o nekom marketinškom triku kako bi se proizvelo više “različitih” modela cjenovno i funkcionalno prilagođenih određenom tržištu. Teško da bi dodatak dvije ili tri dodatne tipke u blok tipkovnice značajno podigao proizvodnu cijenu kalkulatora, pogotovo jer se radi o jeftino izrađenim plastičnim elementima kućišta u Italiji.
Uvijek treba biti svjestan činjenice da govorimo o 1970-tim godinama, kada elektronička računala kod nas još uvijek nisu bila raširena u širokoj potrošnji. Pogrešno korištenje memorijskih tipki moglo bi dovesti po pogrešnih izračuna pa su za neke službene primjene moguće namjerno radile inačice koje imaju samo osnovne svima prepoznatljive funkcije. Također, neki kupci jednostavno nisu htjeli kupovati (plaćati) više od onoga što im je nužno potrebno bez obzira što dodatne funkcije tek neznatno povisuju cijenu uređaja. Kako god bilo, od sredine 1970-tih godina na tržištu džepnih kalkulatora se razvila već vrlo velika konkurencija, te su se proizvođači i trgovci služili svim mogućim trikovima da što bolje plasiraju svoje proizvode.
Na ovim primjercima kalkulatora mogli smo vidjeti kako se čipovi za kalkulatore vrlo brzo razvijali u razdoblju od početka 1971. godine kada su izašli prvi “Calculator-on-a-chip” integrirani krugovi koji su trebali vanjske oscilatore, prilagođena napajanja i drajvere za VFD ili LCD displeje, pa do kraja 1977. godine kada je čitav kalkulator praktički sadržavao samo jedan čip i LCD displej. Naravno, nisu svi proizvođači kalkulatora mogli u stopu pratiti nove trendove razvoja kalkulatorskih čipova. Novi čipovi sa većom integracijom sklopova, sa sve manje potrebnih vanjskih elemenata i sa sve manjom cijenom izlazili su na tržište jednom ili dvaput godišnje, a to su mogli pratiti samo veliki proizvođači kalkulatora sa svojim novim modelima. Digitron i RIZ su uglavnom ugrađivali “prošlogodišnje” čipove, no ne možemo znati da li je razlog tome bila povoljnija cijena nabave ili (pre)dugačak period od razvoja do proizvodnje konačnog proizvoda na određenom čipu. Kako god bilo, naša tri proizvođača kalkulatora uspijevala su nekako pratiti trendove razvoja tih uređaja, ali uspješnost proizvodnje svakako treba najviše zahvaliti na osiguranom domaćem tržištu.
Za kraj su nam ostala dva Digitronova stolna kalkulatora sa integriranim pisačem iz 1980-tih godina, sa oznakama Scalar 30 i Vektor 3.
Digitron Scalar 30
Iako u lošem kozmetičkom stanju, ovaj kalkulator je još uvijek elektronički ispravan.
VFD displeji (Vacuum Fluorescent Displays) zadržali se u stolnim kalkulatorima još dugo vremena nakon što su svi džepni kalkulatori već prešli na LCD displeje. Razlog tome je što VFD za razliku LCD-a sjaji vlastitom svjetlosti, te je vrlo kontrastan i lako čitljiv pod svim kutovima gledanja i pod svim uvjetima osvjetljenja. Glede toga, karakteristike su mu bolje i od LED displeja. Iz tog razloga VFD se zadržao i danas na registar-kasama i raznim elektroničkim uređajima gdje se iz estetskih razloga želi dobiti posebno lijepi i sjajni prikaz. Nedostatak VFD displeja je veća potrošnja struje i kraći vijek trajanja od LED displeja.
Ploča sa tipkovnicom i VFD displejom.
Ploča sa napajanjem i upravljačkom elektronikom.
Naš primjerak kalkulatora Digitron Scalar 30 vjerojatno je proizveden 1988. godine, a bazira na integriranom krugu D1251G (NEC) koji se počeo proizvoditi 1983. godine. Ovom čipu potrebno je samo osigurati napajanje i dodati drajverske tranzistore za VFD displej i pisač. Oni su sadržani u integriranim krugovima LB1274.
Mrežni transformator, RSO-filtar, sklopka i osigurači.
Pisači ovog tipa imaju bubanj (cilindar) sa otisnutim nizovima znakova. Bubanj se vrti određenom brzinom dok niz čekića s druge strane papira pritišće papir na površinu bubnja u pravom trenutku za ispisivanje željenih znakova. Kao što se vidi sa slike ovaj pisač može ispisati 18 stupaca tako da ima i 18 zasebnih ispisnih čekića. Upravljački softver koji generira signale za ispis preko ovog pisača mora sinkronizirati brzinu vrtnje bubnja sa pravovremenom aktivacijom čekića za otiskivanje pojedinog znaka unutar jednog stupca. da bi se mogle ispisati sve moguće kombinacije znakova u jednom retku, bubanj za svaki redak mora napraviti jedan puni okretaj. Stoga je i brzina ispisa konstantna, bez obzira na koliko je u jednom retku praznih polja.
Digitron Vektor 3
Naš primjerak kalkulatora Digitron Vektor 3 vjerojatno je proizveden 1985. godine, a bazira na integriranom krugu D1257G (NEC) koji se počeo proizvoditi iste godine. Ovom čipu potrebno je samo osigurati napajanje i dodati drajverske tranzistore za VFD displej i pisač. Oni su sadržani u integriranim krugovima LB1274 (Sanyo) i M54531P (Mitsubishi).
Uređaj ne daje nikakav prikaz na VFD displej, a pisač neprekidno okreće bubanj. Pokušali smo nacrtati shemu napajanja. Za integrirani krug D1257G ne postoje nikakvi podaci i ne znamo koji su mu radni naponi i koji elementi su potrebni za oscilator takta. Čini se da čip ima interni oscilator kojemu se frekvencija može ugoditi preko vanjskih LC elemenata, odnosno u našem slučaju preko induktiviteta koji se vidi pored čipa smješten u podesivi feritni lončić. Elementi do lončića pripadaju serijskom tranzistorskom regulatoru za -12 V i nemaju veze sa induktivitetom (ne čine vanjski oscilator).
Uobičajeno za kalkulatore do kraja 1980-tih godina je da je plus pol napajanja zapravo masa (GND), a za rad čipova u MOS tehnologiji su obično trebale dvije razine negativnog napona (Vdd i Vgg prema Vss).
Gotovo svi elementi na pločici (osim integriranih LED drajvera) su elementi regulatora i kontrole napona napajanja. No, osim dva klasična serijska tranzistorska regulatora (BC212/2N1482 za -12 V i BC212/2N3054 za -18 V) vidimo i neke druge krugove kojima upravlja sam čip D1257G, a završavaju svojevrsnim paralelnim (shunt) tranzistorskim krugom na izlazu iz regulatora -18 V (BC182/2N1482).
S obzirom da nemamo nikakve podatke za D1257G i ne znamo da li su grane reguliranog napajanja ispravne, ovdje onda ne možemo dalje razmatrati našu shemu. Anodni napon za VFD displej je vjerojatno nereguliranih 35 V, a grijanje katode VFD-a ide preko sekundarnih namotaja 2×2,7 V. Svi ovi naponi, uključujući i reguliranih -12 i -18 V su prisutni i bez drugih podataka dalje nemamo što tražiti po ovoj ploči.
Kalkulatori Digitron Vektor 3 i Scalar 30 su konstrukcijski vrlo slični kalkulatori, a najveća razlika je u tome što Scalar 30 podržava 12 znamenki i ima pisač sa 18 stupaca, a Vektor 3 podržava 14 znamenki i ima pisač sa 21 stupcem.
S elektroničke strane gledano, kalkulatori nisu previše zanimljivi elektronički sklopovi. Baziraju se na jednom specijaliziranom čipu i za te čipove je danas vrlo teško iskopati bilo kakve podatke. U najboljem slučaju nađe se kakav pin-out za čipove iz 1970-tih godina ili vrlo jednostavni tvornički podaci o potrebnim vanjskim sklopovima.
S obzirom da se svi džepni kalkulatori napajaju preko jedne baterije (ili baterijskog paketa), a kalkulatorski čipovi izrađeni u MOS tehnologiji zahtijevaju barem dvije razine napona napajanja, osnovni vanjski sklopovi ugrađeni u kalkulatore su DC/DC pretvarači. Kako je to bilo uobičajeno u 1970-tim godinama, masa uređaja (GND) je plus pol napajanja, a onda se traže još dvije razine negativnog napona često višeg od napona baterije. Ovo se osigurava preko tranzistorskih DC/DC pretvarača sa transformatorom.
Drugi vanjski sklop je oscilator takta za rad kalkulatorskog čipa (mikrokontrolera). Ranije inačice čipova su zahtijevale kompletni oscilator (frekvencije stotinjak kHz), a neke inačice i dva oscilatora. To su uglavnom tranzistorski relaksacijski oscilatori u spoju astabilnog miltivibratora, no negdje su ugrađivani i oscilatori bazirani na logičkim krugovima (inverterima). Kasnije inačice čipova su dobile svoj vlastiti interni oscilator, kojemu je trebalo dodati samo vanjske RC ili LC elemente za određivanje frekvencije takta.
Na kraju, sve inačice čipova iz 1970-tih godina su trebale drajverske tranzistore jer sam čip ne može dati ni naponsku razinu ni jačinu struje potrebnu za pogon displeja i/ili pisača. To su u početku bili pojedinačni tranzistori, no brzo su se raširili integrirani krugovi koji su u jednom kućištu sadržavali obično po 6 drajverskih tranzistora u Darlingtovom spoju. LCD displeju su dovoljne vrlo male struje i naponi i kalkulatori sa takvim displejima obično ne trebaju dodatne drajvere.
Pišući objavu o domaćim kalkulatorima došao sam u kontakt sa g. Halasz Borisom koji je pribavio slike unutrašnjosti čuvenog Digitronovog džepnog kalkulatora db800, prvog takvog u Evropi. Dvojbeno je bilo točno vrijeme proizvodnje prvih primjeraka ovog kalkulatora.
Fotografije su ustupljene ljubaznošću g. Tomislava Talana, kolekcionara elektronike i aktivnog člana udruge Retro-bit.
U konkretni Digitron db800 je ugrađen integrirani krug TMS1802NC (Texas Instruments) proizveden u travnju 1972. godine i LED drajverski čipovi SN75492 i SN75491 proizvedeni u studenom 1971. godine. Ovo db800 može svrstati u razdoblje kraja 1971. godine, no ne daje nikakvu potvrdu da su prvi primjerci mogli biti završeni već sredinom 1971. godine ili ranije. Čini se da se db800 težišno proizvodio 1972. godine, a od 1973. godine je krenula proizvodnja modela db801 koji se bazira na vrlo sličnom čipu TMS0105NC (Texas Instruments).
Fotografije su ustupljene ljubaznošću g. Tomislava Talana, kolekcionara elektronike i aktivnog člana udruge Retro-bit.
Zanimljivo je primijetiti da je u db800 ugrađen displej sa ukupno 12 numeričkih LED, dok čip TMS1802NC podržava prikaz na samo osam znamenki. Ovakav displej više odgovara prvom pravom kalkulator čipu Mostek MK6010 iz siječnja 1971. godine. Možda je Digitron pribavio Texas Instruments čipove nakon što je propala trgovina sa Mostekom, no već sa trećim modelom db802 Digitron je prešao na Mostekove čipove.
Hallo,
weiter so!
Macht Spaß zu lesen und zu VERSTEHEN!
Beste Grüsse Harald