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.

---

Возможно, захочется почитать и это:

• ➤ Самый суровый магнитный ключ
• ➤ Программирование для Palm OS: что же там самое сложное?
• ➤ Удивительные клеточные автоматы: дефицитные правила
• ➤ Что внутри у однорукого бандита? Разборка, моддинг, и написание кейгена
• ➤ Dark Souls, Project Dark: семь раз умри, один раз убей