TECHNO BROTHER

• Автор: MaFrance351

• Больше интересных фото и комментариев в оригинале материала

Приветствую всех!
Я уже не раз рассказывал про устройство, работу и использование различных принтеров (так уж получилось, что по большей части чековых). Но один экземпляр так и остался в стороне, несмотря на то, что штука эта, пожалуй, один из самых необычных вариантов конструкции такого принтера. Удивительно, насколько часто его путают с другими типами, с которыми он не имеет практически ничего общего.

Итак, в сегодняшней статье поговорим о чековых принтерах барабанного типа. Узнаем, зачем они вообще нужны и как устроены. Традиционно будет много интересного.

❯ Суть такова

В комментариях к последним двум моим статьям про принтеры несколько раз упоминали печатающие калькуляторы. Штука весьма экзотическая, в обычной жизни такой чаще всего можно встретить где-нибудь на кассе в банке, в бухгалтерии, на точке обмена валют или другом подобном месте.

Так вот, принтеры, используемые в таких девайсах очень сильно отличаются от обычных чековых. И я, не найдя какого-то хорошего описания их работы, решил написать пост и про эту технологию.

❯ При чём здесь АЦПУ?

Думаю, все, кто имел дело с большими ЭВМ или просто увлекается данной темой, знают, как устроен и работает принтер барабанного типа.

Главной его частью является барабан с символами (литерный вал). Вдоль него расположен ряд молоточков, который приводятся в действие управляемыми с компьютера электромагнитами, которые бьют по бумаге, отпечатывая символы через красящую ленту.

Сами по себе эти принтеры были очень суровыми и производительными агрегатами, а по шуму им мог позавидовать даже линейно-матричный принтер.

Так вот, в большинстве печатающих калькуляторов используются механизмы именно такой конструкции. Безусловно, аппараты с матричными или термопринтерами существовали, но в сравнении с общим числом моделей их куда меньше.

❯ Что даёт использование такого принтера в калькуляторе?

Разумеется, причин для того, чтобы ставить именно их, было немало:

• Такому принтеру не нужен знакогенератор, так как символы жёстко выбиты на барабане. Соответственно, упрощается и схема калькулятора.

• Можно печатать несколькими цветами, в частности, в подобных устройствах чёрным печатают приход, а красным — расход.

• В отличие от матричного, этот экземпляр куда менее шумный.

• В отличие от термопринтера, распечатки с которого выцветают, эти могут храниться очень долго.

• Нет каких-то чувствительных к жизненным потрясениям частей типа игл или тонкоплёночных нагревателей, соответственно, он, прост, дубов и надёжен.

Именно это и стало причиной столь широкого их распространения, в отличие от других своих собратьев.

❯ Обзор оборудования

Ну что же, самое время посмотреть на такой артефакт в работе. Изначально у меня были планы намутить этот печатающий механизм и попытаться оживить, но с этим совершенно не задалось, так что было принято решение намутить калькулятор в сборе и на его примере посмотреть на работу принтера.

А вот и предмет нашего обзора. Citizen CX-146. Это типичный представитель поздних печатающих калькуляторов. Индикатор на четырнадцать разрядов, принтер, типичные для бухгалтерского калькулятора функции.

К слову, на момент написания статьи эти аппараты даже до сих пор продают, причём по весьма негуманной цене.

Обратная сторона. Наклейка с инвентарным номером, кнопка Reset, отсек для батарейки CR2032 (что именно ею поддерживается, мне неведомо) с так и не выдернутым хлястиком.

Принтер. Крышка его давно потеряна, но на работу это не влияет. Вообще, уверен, что за один день в кассе банка он печатал больше, чем за всё то время, что валялся у меня дома.

А вот и аппарат в работе.

❯ Печать

Впрочем, уверен, мы все здесь не ради обсуждения бухгалтерских функций, а ради самого принтера. Из его режимов работы нас интересуют два — в первом калькулятор ведёт себя как обычный и ничего не печатает, во втором же число из буфера распечатывается вместе с нажатым знаком операции. В левом верхнем углу кнопки FEED и PRINT, одна для протяжки бумаги, другая для печати числа без совершения операций над ним (например, какого-нибудь там номера отчёта).

Итак, откидываем металлическую скобу, надеваем моточек ленты и заправляем её в щель сзади. Далее жмякаем FEED, принтер заглотит бумагу и протянет её. Всё, можно пробовать печатать.

Выглядит это примерно так:

Да, некоторые наверняка заметили, что лента заправлена неправильно. Дело в том, что офсетной бумаги у меня под рукой нет, поэтому я использовал термоленту, только печатал на обратной стороне, где нет термочувствительного слоя, чтобы краска нормально впитывалась.

Ну а вот и сама бумажка. Само собой, кроме цифр и нескольких символов этот принтер ничего печатать не умеет.

❯ Внутренности

Ну что же, самое время посмотреть на аппарат изнутри. Выкручиваем саморезы снизу и расцепляем защёлки. Судя по задирам на корпусе, я далеко не первый, кто лезет внутрь…

А вот и внутренности. По центру плата управления, собранная на двух микросхемах-каплях. Кстати, впервые вижу, чтобы в калькуляторе на ВЛИ была столь простенькая схема, все экземпляры, что я видел ранее, были на чипах в нормальных корпусах. Платы тоненькие, гетинаксовые.

Трансформатор, выдающий напряжения для питания принтера, калькуляторного чипсета и ВЛИ. Переключатель питания на деле не отключает девайс от сети, при вставленной вилке плата находится под напряжением всегда.

Лицевая сторона платы. На ней ВЛИ, немного пассивных компонентов, парочка транзисторов. Диодный мост и предохранитель.

Вся электроника калькулятора. Клавиатура резиновая, как в пульте от телевизора. Впрочем, кнопки нажимаются отлично, никакие не западают. Движковые переключатели тоже бескорпусные, в виде площадок на плате.

ВЛИ произведён хоть и в Китае, но под контролем японской Futaba. По номеру ничего не гуглится.

❯ Принтер

А вот и печатающий механизм. Это Epson M-32TL. Весьма неожиданно увидеть здесь этот принтер, ведь в лучшие годы Citizen и сама выпускала такие изделия.

Принтер, снятый с крышки корпуса. Видны электромотор, направляющие, печатающая головка.

Картридж. Устроен он максимально просто — два валика, пропитанных краской.

А вот и самая главная часть этого принтера — барабан. Две его секции отведены под печать чёрным, ещё одна — красным.

От принтера к плате идёт всего восемь проводов. Этого полностью достаточно для управления этим механизмом.
Помимо электромотора другим исполнительным механизмом является электромагнит (изначально думал, что это магнитная муфта, но нет, вал вращается всегда). Он управляет практически всем: выбором цвета, непосредственно пропечатыванием символа и перемещением головки.

Если слегка сдвинуть корпус головки, то можно увидеть сам молоточек, который бьёт по барабанам. Чуть ниже червячный вал, перемещающий головку. Возврат каретки осуществляется пружиной: после снятия напряжения с электромагнита и отключения мотора вал начинает свободно прокручиваться.

Над нижней направляющей видна зубчатая рейка, за которую цепляется каретка при перемещении.

С другой стороны принтера находится программный переключатель. Одна его контактная группа замыкается, когда литерный вал стоит в нулевом положении, другая — при начале поворота барабана на угол, равный размеру одного символа, третья — при завершении этого манёвра.

❯ Управление принтером

Таким образом, для подключения принтера надо всего пять цифровых портов микроконтроллера — два будут дёргать соленоид и мотор, три других — следить за концевиками (нулевым и индексным). Существовали даже специальные чипы, предназначенные для управления мотором и несколькими соленоидами (и специально приспособленный к подключению индуктивной нагрузки). Таким образом, для печати необходимо отслеживать, когда появляется нужный символ, далее активировать соленоид. После этого необходимо отсчитать ещё один оборот (чтобы каретка сдвинулась), снова выбрать символ и выбить его. Если же вместо этого нужно пустое место, то барабан нужно крутить до символа пробела.

❯ Тайминги

Даташит на этот принтер найти не удалось. Я уже думал лезть за логическим анализатором, чтобы показать подаваемые на него сигналы, но внезапно нашёл всё это на просторах.

Перед началом печати включается мотор. Электроника калькулятора выжидает, пока он не сделает один оборот (данные между метками A и B).

А вот и печать символа. Отсчитав нужное число импульсов, МК подаёт сигнал на активацию электромагнита. Барабан при этом не крутится, что видно по отсутствию сигналов с датчика вращения. Мотор же в это время не выключается, отчего головка едет к позиции следующего символа в строке.

❯ Немного о более старых принтерах

Помимо рассмотренного в данной статье экземпляра существовали конструкции, полностью повторяющие по принципу работы АЦПУ.

Вот типичный такой принтер, в нём литерный вал абсолютно неподвижен, как это сделано в его большом собрате. По управлению он тоже абсолютно идентичен.

❯ Вот как-то так

Как можно видеть, казалось бы ничем не примечательный принтер оказался весьма интересным устройством. Конечно, он не лишён недостатков, в частности, его механика требует весьма строгих таймингов включения электромагнита, чтобы принтер мог что-то печатать, да ещё и нужным цветом. Причём в отличие от матричного или термопринтера, где это влияет по большей части на скорость печати, такой девайс при неправильном подключении, скорее всего, сломается. А низкое количество печатаемых символов ещё сильнее снижает область их использования.

Такие дела.

Речь пойдет о небольшом настольном приспособлении именуемом «подрезка». Инструмент из обязательных, используется часто и располагается под рукой на рабочем столе. Предназначен для получения в размягченной стеклянной заготовке-трубке местных кольцевых вдавлин – круговых колец-канавок. Как правило, изготавливается из пластинки с углублениями, укрепленной на небольшой деревянной подставке (Рис. 2).

Как всегда, мы вынуждены самое пристальное внимание уделять материалам – лучшим, для контакта с раскаленным стеклом является графит (терморасширенный). После, в порядке ухудшения эксплуатационных свойств – латунь (медь), текстолит и даже – древесина. Латунь и медь тщательно шлифуют и перед работой смазывают жиром или воском, текстолит и дерево с плотной древесиной перед работой обугливают в пламени. Служат они поменьше металлов и графита, зато дешевы и легко заменяются. Многие сложные стеклянные приборы с помощью которых были совершены научные открытия, делали мастера-стеклодувы позапрошлой исторической эпохи, с применением обугленных деревянных инструментов.

Пластинки подрезки имеют несколько или даже целый ряд уменьшающихся правильных канавок. Иногда подрезку выполняют в виде вращающегося диска из листовой латуни на подставке, со стопором. По окружности диска выпилены ряд канавок. Дерево для горячей работы со стеклом подбирают плотное – дуб, клен, ясень, груша и – гип-гип-ура! – береза. У нас ее, в отличии от прочих, полно. В бытность, рабочую часть подрезки делали из обычной березовой фанеры хорошего качества.

У меня нашелся кусок нетолстого листового текстолита (Фото 3), применим его.

Что понадобилось для работы.

Набор столярных и слесарных инструментов, ЛКМ, крепеж, мелочи.

К делу.

Начал с изготовления рабочей части. Разметил подходящий кусок текстолита. Под линейку-шаблон, шилом процарапал будущие канавки (Фото 4). Размер – ориентируясь на имеющийся ассортимент стеклянных трубок.

Пластинку текстолита выпилил мелкозубой пилой, торцы выровнял на куске наждачной бумаги со средним зерном, положенной на ровную поверхность (Фото 5). Притупил острые края. Канавки выпилил ручным лобзиком по дереву (Фото 6).

Рабочие поверхности – соприкасающиеся непосредственно с размягченным стеклом должны быть вполне гладкие их неровности и заусенцы могут быть причиной складок и смятого стекла. Выровнял канавки наждачной бумагой обернутой вокруг хвостовика подходящего сверла (Фото 7). Саму пластинку для удобства зажал между парой плоских деревяшек и притянул на краю стола струбциной.

В порядке тренировки – разметил и выгравировал ручным гравером цифры под канавками – диаметр соответствующей окружности в миллиметрах, хотя для дела они нужны не слишком. Воспользовался самодельной граверной фрезой сделанной из хвостовика обломанного сверла (Фото 8).

Надписи получились слишком тонкими – прошелся сверху еще и некрупным круглым бором (Фото 9). Правильнее было бы заполнить выгравированные углубления краской – затереть и чуток подсушив удалить лишнее, но не нашлось контрастного к текстолиту цвета.

Подставка.

Сделана из куска нашедшегося в деревянном хламе, строганного березового бруска. Подходящий кусок разметил и отпилил на торцевой пиле, для красоты сделал на торцах наклонные спилы (Фото 10). Выпиленный чурбачок отшлифовал наждачной бумагой.

Крепление рабочей части в подставке.

Простейшее – из двух отрезков брусочков (Фото 11) было забраковано как не достаточно эстетичное. На четверочку. С минусом. Обычно применяемый паз (Рис. 2) по зимнему заснеженному времени изготовить затруднительно, пришлось делать две пары лапок-держалок, заякоренных в деревянной подошве. С темным коричневым текстолитом (и эбонитом!) чудо как хорошо выглядят шлифованные латунные детали. Подходящей толщины пластинки из хромированной (части старого сломанного электросамовара) латуни нашлись в хламе.

Удалось подобрать несколько подходящих заготовок и выкроить из них заготовки ушек (Фото 13).

Для выпиливания латуни, к месту пришелся и мой любимый инструмент – ювелирный лобзик (Фото 14). Пилочка №0, смазка мылом или воском не применялась.

Латунные ушки выпилил с некоторым запасом в длину. Торцы деталей выровнял после лобзика на наждачной бумаге аналогично (Фото 5). По возможности сошлифовал верхний слой железок – никелирование с подслоем меди (Фото 15). Очищенную поверхность обработал тонкой наждачкой.

Латунные ушки и текстолит разметил, накернил и просверлил (Фото 17), отверстия зенковал сверлом крупного диаметра.

В деревянной подставке разметил и просверлил два глухих отверстия для замуровывания латунных держателей. Оказалось достаточно 10 мм. На такой диаметр нашлось удобное спиральное сверло по дереву – с центрирующим шипом по центру. На больших оборотах (3000 об/мин – сверлильный станок) в плотном дереве удаются замечательно чистые и ровные отверстия.

После примерки деревяшку отшлифовал и в несколько слоев покрыл подкрашенным лаком – как говорят художники – «поддержать» (темный цвет).

Рабочую часть - пластинку с канавками в сборе, закрепил на высохшей подставке – своим любимым клеем-цементом из молотого и жидкого стекла (Фото 20).

У готовой подрезки, скрепя сердце, обжег рабочую часть ручной газовой горелкой (Фото 21). На открытом воздухе.

Работа с инструментом.

P. S. Интересующихся и сочувствующих располагающих литературой (книги, статьи, заметки) 1920-30-х годов касательно изготовления первых радиоламп, прошу поделиться.

Babay Mazay, декабрь, 2022 г.

Стеклодувное дело удивительное занятие – по локоть в пламени, изменять форму такого волшебного материала как стекло. Замечу, весьма капризного и трудного в обработке любыми способами. Некоторая возня с горелками позволила в основном делать в их пламени некрупные детали для семейного занятия – витражного дела. Для последующего сплавления в специальной печи. Это нужный, но прискорбно простейший навык. Дочь приступившая в этом году к изучению школьной программы по химии подвигнула на новые эксперименты. Увы, сельская средняя школа не располагает средствами для содержания полноценного кабинета химии с демонстрацией экспериментов, лабораторными и практическими работами. Кроме прочего, к лаборатории должен в обязательном порядке прилагаться преподаветель-энтузиаст, а таковые были редкостью во все времена.

Решено по мере сил и времени организовать ребенку хотя бы простые эксперименты в домашней мастерской в импровизированной лаборатории. В качестве химической посуды, разумеется, можно использовать и небольшие стеклянные пузырьки из под специй, лекарств и т.д. Но изящнее и правильнее, по возможности, обзавестись настоящей химической посудой, как у всамомделишних химиков. Это воодушевляет, многие работы по организации даже такой импровизированной мини-лаборатории также способствуют привитию и совершенствованию полезных навыков, их следует выполнять вместе с юным химиком – будущим академиком.

Что потребовалось для выполнения работ.

Газовая горелка, заготовки – стеклянная трубка легкоплавких сортов, стеклодувный нож или треугольный надфиль, медицинский пинцет, мелочи.

При выполнении работ стекло размягчается в пламени горелки. Время когда стекло находится в нужной консистенции весьма коротко, слишком долгий нагрев также не желателен, он может приводить к неприятным эффектам в стекле. Операции приходится выполнять быстро, планировать их следует заранее.

Заготовки – по случаю мне досталось, увы, небольшое количество стеклянных трубок – именно остатков разорившегося неонового производства. Среди нескольких прочих, есть и немного трубок Ø 18 мм хорошо подходящих для пробирок. Трубку-заготовку стандартной длины разметил спиртовым маркером и разрезал на равные куски. Такой диаметр всё ещё можно резать стеклодувным ножом, на манер вскрытия ампул – круговым движением нанести царапину, растягивая, разрывая трубку в стороны, сломать ее. Тем не менее, усилия требуются значительные, разломы не всегда удаются удовлетворительного качества – часто неровны. Случившиеся неровные края выравнивал на алмазном инструменте смачивая его водой (Фото 2).

Работа на горелке.

Моя настольная газо-воздушная горелка - небольшой мощности. Горючий газ получаю по месту в бензиновом карбюраторе стоящим под столом. Над рабочим столом вытяжка, на носу самодельные защитные «дидимовые» очки. Несмотря на несколько более высокую температуру сгорания паров бензина, трубка значительного диаметра размягчается неохотно – небольшой факел, не хватает тепла. Для увеличения мощности пламени, навстречу, подобно Рис.1 – а, поставил зажженную туристическую компактную газовую «паяльную лампу».

Выполнив подобия действий Рис. 1. получил пучок пробирок более или менее классической формы (Фото 4).

Увы, почти все они – сборник классических ошибок в данной работе (Фото 5, 6) в довершение и разной длины.

Тем не менее, первый опыт сочтен удовлетворительным.

Что еще делают со стекляшками после изготовления? Конечно нейтрализуют внутренние напряжения! Они могут остаться после быстрого остывания стекла и породить трещины, а то и вовсе разорвать стекло. Предмет первой необходимости в стеклодувной мастерской – хотя бы простейший полярископ. Пропуская поляризованный свет через нашу стекляшку, по характерным цветным пятнам можно увидеть очаги внутренних напряжений. Для прибора нужен источник ровного белого света и два поляризационных фильтра. В наше время простейший полярископ можно соорудить из единственного фильтра – второй, вместе с источником света уже установлен в любом ЖК мониторе, нужно только вывести на экран белое поле.

Мой поляризационный фильтр – от ЖК экранчика небольшой носимой электронной игры. Попробуем его применить.

Для подсветки исследуемого образца выведем на ЖК монитор белый фон, например, создадим новый документ в редакторе «Блокнота» и откроем его. Работа поляризационного фильтра зависит от его положения, при наблюдениях приходится вращать его параллельно плоскости экрана до получения наилучшего изображения – отчетливо видимых фиолетовых пятен внутри образца, конечно если они есть.

Исследование стеклянной иглы оставшейся от стеклодувных работ, имеющей внутренние напряжения наверное, показали (Фото 7, 8) полную работоспособность фильтра и такого упрощенного полярископа.  

Литература.

1. Д. Стронг. Техника физического эксперимента. ЛЕНИЗДАТ, 1948 г.

Babay Mazay, октябрь, 2021 г.