Elektronický psací stroj Konstrukční změny u elektrického psacího stroje s kulovou hlavicí 1. 2. 3. 4. 5. 6.
typový koš je nahrazen kulovou hlavicí pevný vozík s válcem pohyblivá tisková jednotka nylonová barvící páska v kazetě použití samostatné korekční pásky zařízení pro záznam a opětovný tisk textu
Výhody elektronického psacího stroje 1. umožňuje korekci psaného textu v průběhu psaní nebo i po kontrole psaného textu 2. psaný text se může ukládat do paměti, což umožňuje několikanásobnou reprodukci 3. umožňuje volbu typu tisku (řádkování, rozteč, podtržení, tučné písmo) bez zásahu do tiskového mechanizmu 4. umožňuje kontrolu psaného textu před tiskem na displeji 5. umožňuje režim přímého psaní nebo textového editoru 6. umožňuje snadnou výměnu pásky v kazetě 7. umožňuje snadnou výměnu typového kolečka
Základní části a) mechanické • • • • •
kostra a kryty uvolňovač papíru převody tiskový válec typové kolečko…
b) elektromechanické • • • •
posuv tiskové jednotky tisková jednotka (příklepový mechanizmus, pohon barvící pásky, pohon a zdvih korekční pásky, pohon typového kolečka, typové kolečko) posuv papíru klávesnice
c) elektronické • •
napájecí zdroj základní deska (jednočipový mikropočítač, obvody paměti RAM, obvody paměti ROM, obvody pro vytváření taktu a reset, řízení indikace LED a LCD, obvody pro přepnutí na baterii, obvody napájení a řízení motorků a elektromagnetů)
Ing.Petr Bouchala
strana 1
Elektromechanické části 1. Posuv tiskacího vozu – je realizován pomocí krokového motorku, který je umístěn přímo na tiskové jednotce, nebo je umístěn mimo tiskovou jednotku. a) krokový motorek na tiskové jednotce – tisková jednotka je vedena po hlavní vodící hřídeli a pomocné vodící liště. Tiskovou jednotkou prochází pevná ozubená lišta. Do ozubení lišty zapadá ozubený pastorek krokového motorku. Jestliže se motorek otáčí, pastorek se odvaluje po ozubení a tisková jednotka se pohybuje vlevo nebo vpravo, podle smyslu otáčení motorku. Rotační pohyb se mění na přímočarý. 1
2
4
3
1. hlavní vodící hřídel 2. ozubená lišta 3. tisková jednotka 4. krokový motorek 5. pastorek krokového motorku 6. vodící lišta
5
6
obr.1. Posuv tiskové jednotky s ozubenou lištou
obr.2. Pohled na pohon tiskové jednotky
Ing.Petr Bouchala
strana 2
b) krokový motorek mimo tiskovou jednotku – krokový motorek pohání přes pastorek ozubené kolo, které je na společné hřídeli s kladkou. Tažné lanko, ke kterému je připevněna tisková jednotka, je nataženo přes dvě kladky. Rotační pohyb krokového motorku se pomocí kladek a lanka převádí na přímočarý. Podle směru otáčení se vozík pohybuje doleva a doprava. Nejmenší možný krok, který vozík provede je 1/120 palce (asi 0,2 mm).
5 7 6 2
1
2
1. vratná kladka 2. lanko 3. unášeč tiskového vozíku 4. krokový motorek
3
4
5
6
7
5. pastorek krokového motorku 6. ozubené kolo 7. hnaná kladka
obr.3. Posuv tiskové jednotky pomocí kladek
Ing.Petr Bouchala
strana 3
2. Pohon válce – posun papíru – je proveden krokovým motorkem, který přes ozubené převody otáčí gumovým válce. Válec má dvě funkce. Vytváří podložku pro příklep typů a posouvá papír po řádcích. 1 2 1. krokový motorek 2. pastorek motorku 3. ozubené převody 4. kolečko válce 5. gumový válec
3 4 5
obr.4. pohon válce
3. Tisková jednotka Je na psacím stroji nejsložitější elektromechanickou částí. V malých rozměrech tiskové jednotky je umístěné více mechanizmů, jejichž úkolem je: • zvolit požadovaný typ na typovém kolečku (krokový motorek, typové kolečko) • provést pomocí příklepového mechanizmu úder typu přes barvící pásku na papír a válec (příklepový mechanizmus) • posouvat barvící pásku v kazetě a v okamžiku příklepu provést zdvih barvící pásky (krokový motorek pro pásky – posun a zdvih pásky) • posouvat samostatnou korekční pásku, v případě použití provést její zdvih ( krokový motorek pro pásky, zdvih korekční pásky) • případně provést posun tiskové jednotky (krokový motorek)
obr.5. Příklepový mechanizmus tiskové jednotky Ing.Petr Bouchala
strana 4
1 2 3 4 5 1. typové kolečko 2. kladívko 3. pohon typového kolečka 4. váčka příklepového mechanizmu 5. pohon barvících pásek a příklepového mechanizmu
obr.6. Tisková jednotka
4. Typové kolečko Typové kolečko je snadno vyměnitelné za kolečko s jiným typem písma, čímž lze styl písma přizpůsobit druhu písemnosti. Typové kolečko obsahuje tři identifikační znaky. Třímístný kód národní znakové sady (Czech 38F), rozteč písma (pitch 10,12,15,), styl písma (pica, microm, prestige).
obr.7. Typové kolečko 5. Barvící páska Dodává se v kazetách, které umožňují snadnou výměnu. Používají se tyto druhy pásek: • Wordcart Nylon (hedvábná) – umožňuje až 1 200 000 znaků na pásku. V kazetě tvoří nekonečnou smyčku, protáčí se dokud nedojde barva. • Wordcart Poly (úhlová) umožňuje asi 100 000 znaků na pásku, je jednorázová • Wordcart Multistrike (úhlová s více úhozy) – asi 360 000 znaků na pásku • Wordcart Corretable (úhlová opravitelná) – 150 000 znaků na pásku. Vytisknutý znak je možné sejmout z papíru pomocí korekční pásky lift off. 6. Korekční pásky Dodávají se na cívkách ve dvou druzích • Lift Off (žluté cívky) – kapacita 1800 znaků. Lze použít pouze v kombinaci s barvící páskou correctable. hybné znaky jsou z papíru snímány. • Cover Up (červené cívky) – kapacita 2500 znaků, používá se ve spojení s ostatními druhy barvících pásek. Chybné znaky jsou na papíře překryté křídovou substancí. Ing.Petr Bouchala
strana 5
7. Klávesnice Klávesnice slouží k přímému psaní znaků na papír, vkládání znaků do paměti, ke konfiguraci psacího stroje a k vyvolávání různých funkcí. Rozložení kláves na klávesnici je normované. Klávesnice může být konstrukčně řešena podle dvou modelů. UK model a USA model. Tyto dva modely se liší v počtu vrstev, z kterých je klávesnice složena. U UK modelu se nachází nosná deska, fólie tištěných spojů s gumovými kloboučky a klávesová deska . U USA modelu je zvlášť fólie s tištěnými spoji a zvlášť fólie s gumovými kloboučky. Pružný gumový klobouček má dvě funkce. První je mechanická - po stisknutí klávesy se klobouček zmáčkne a po uvolnění vrátí klávesu do původní polohy. Druhá je elektrická – dno kloboučku je vodivé a po stisknutí klávesy vodivý segment propojí na fólii tištěných spojů řádkové a sloupcové vodiče.
obr.8. Modely klávesnic Princip činnosti klávesnice – řadič klávesnice neustále kontroluje stav kláves. Stiskne-li se tlačítko, dojde k propojení příslušného řádkového a sloupcového vodiče. Řadič rozpozná podle řádku a sloupce polohu kontaktu a vygeneruje příslušný dvojkový kód, který odešle procesoru. Procesor přijímá kód jako instrukci a pro její zpracování si najde příslušný mikrokód ve své paměti ROM. V průběhu zpracování mikrokódu vysílá přes rozhraní řídící signály pro pohonné jednotky (motorky).
řádkové vodiče
sloupcové vodiče obr.9. Uspořádání kontaktů Ing.Petr Bouchala
strana 6
Elektronika psacího stroje Elektronický psací stroj je jednoúčelový číslicový stroj a tomu odpovídá i blokové schéma. Na obrázku č.10 rozeznáváme vstupní zařízení: klávesnice, výstupní zařízení: buzzer (akustická signalizace), LED (optická signalizace), LCD, pohony, výkonovou jednotku: centrální procesorová jednotka (jednočipový mikropočítač), konfigurační přepínače a napájecí zdroj. Jednotlivá zařízení jsou propojeny vodiči – sběrnicemi. klávesnice
posuv tiskové jednotky posuv papíru pohon typového kolečka solenoid přepínač klávesnice
pohon barvící pásky a příklepového mechanismu
zdroj stabilizovaného napájení rozhraní
obr.10. Blokové schéma elektronického psacího stroje
1. Napájecí zdroj Jedná se o lineární síťový napájecí zdroj tvořený transformátorem, můstkovým usměrňovačem, filtrem a stabilizátorem. Dodává pro elektroniku napětí okolo 8 V. Pro napájení procesoru se na napětí snižuje na 5 V. Na obrázku 11 je nakresleno blokové schéma lineárního napájecího zdroje. Ujasněte si (viz. elektronika), jaké jsou jednotlivé průběhy napětí v závislosti na čase (U1 = f (t)…) .
transformátor
U1
usměrňovač
U2
filtr
U3
stabilizátor
U4
U5
obr.11. Blokové schéma lineárního síťového zdroje
Ing.Petr Bouchala
strana 7
2. Jednočipový mikropočítač(microcontroller) Základním výkonovým a řídícím prvkem elektroniky je jednočipový mikropočítač. Jeho úkolem je interpretovat příkazy vkládané z klávesnice. Je řízen oscilátorem s kmitočtem v jednotkách MHz. Obsahuje řadič, obvody paměti RAM, obvody paměti ROM, rozhraní a sběrnice. Rozhraní bývá většinou typu UART. 3. Obvody pamětí RAM RAM – polovodičová paměť, určená pro čtení i zápis, energetický závislá, statická.U psacích strojů se kapacita paměti pohybuje v jednotkách kB. V elektronickém psacím stroji se využívá jako: a) operační – registry, slouží k ukládání právě probíhajících instrukcí b) konfigurační – ukládá se do ní konfigurace psacího stroje ( rozteč, řádkování, okraje, řez písma …). Tato paměť je připojena k obvodům pro zachování údajů. c) pracovní - slouží k uchování psaného textu, což umožňuje jeho prohlížení a editace na LCD a mnohonásobné opakované tisky. Je rovněž připojena k obvodům pro zachování údajů. d) korekční – opravná, pamatuje si psaný text, posledních několik znaků (podle typu EPS), což umožňuje korekci chyb pomocí korekční pásky. Používá paměť typu LIFO. Do této paměti se zapisuje v režimu přímého psaní, tedy pokud se nezapisuje do pracovní paměti. Po vypnutí stroje se korekční paměť vymaže. 4. Obvody paměti ROM ROM – polovodičová, určená pouze pro čtení, energeticky nezávislá. Používá se pro ukládání stále se opakujících, neměnných programů. Je přes datovou sběrnici napojena na řadič, který v ní vyhledává mikrokódy pro instrukce, vyvolané uživatelem klávesnici. 5. Obvody taktu a reset Jelikož se jedná o číslicový stroj, musí být všechny jeho obvody řízeny a synchronizovány taktovacími impulzy. Zdrojem taktovacího kmitočtu je oscilátor s kmitočtem 3 až 4 MHz. Signál RESET je odvozen od zapnutí síťového napájení (zapnutí síťového vypínače, otevření a zavření krytu). Reset se projeví nastavením typového kolečka a tiskové jednotky do výchozí polohy. 6.Obvody pro zachování údajů Údaje se v pamětech RAM zachovávají pomocí lithiové baterie. V případě odpojení síťového napětí se obvody RAM automaticky napájejí z baterie. Napájecí napětí bývá 2,2 V a odebíraný proud 2 µA. obvody rozhraní konektor klávesnice
konektor LCD konektor LED
bzučák paměti µcontroller
obr.12. Elektronika EPS Ing.Petr Bouchala
strana 8
