sunnuntai 10. toukokuuta 2015

IBM 1627 - Kuulakärkitulostin


Otsikko on hiukan metsässä. Vaikka aparaatissa lukee "IBM 1627", on se oikeasti CalCompin 565. Ja jos tarkkoja ollaan, kyseessä ei ole tulostin vaan plotteri. Ja tässä tapauksessa ensimmäinen kaupallisesti menestynyt sellainen sekä ainoa taloudellinen tapa tehdä graafisia tulosteita omana aikanaan. Taloudellinen siis siihen aikaan...

Se alkuperäinen.


Laitteen juuret alkavat vuodesta 1959, jolloin CalComp julkaisi ensimmäisen plotterinsa. Kukaan ei varmaankaan uskonut silloin, että siitä tuli parin sadan miljoonan bisnes tulevina vuosina. Sillä CalComp hallitsi plotteri-markkinoita kolme vuosikymmentä. Kuten yleensä, kaikelle on aikansa; yritys on nykyisin varjo entisestään ja hajonnut pieniin osiin lukuisten yrityskauppojen seurauksena.

Tälläinen se oli tulleessaan.



IBM 1627


1959 julkaistu plotteri on oikeastaan yksi yhteen tämän 70-luvun alun yksilön kanssa. Miksi tässä kuitenkin lukee "IBM 1627", johtuu siitä että IBM ei valmistanut omia plottereitaan, vaan liimasi tarransa toisen tuotteeseen. Tämä oli aika poikkeuksellista, koska IBM teki itse lähes kaiken ja kolmannet osapuolet pidettiin poissa kuvioista.

Tätä plotteria oli vähän kaikkien tietokoneiden kaverina, joko tietokonevalmistajan omalla logolla tai sitten CalCompina. Valmistusmäärät ovat takuulla olleet aikanaan tuhansia, harvinainen tämä ei ole.

Kuoret ja kynä poistettuna. Kynän solenoidi saa sähkönsä siirtovaijerien kautta.


Mallinumero 1627 tulee käsittääkseni siitä, että tätä kyseistä plotteria tarjottiin ensimmäiseksi IBM 1620-tietokoneen yhteydessä. Tämä yksilö tuli 1800:n mukana. Tarkalleen ottaen se löytyi kun kurkistin korotetun lattian alle, sinne oli jemmattu tälläinen yllätys.

Todelliset juuret löytyvät askelmoottorin tarrasta.


Jostain syystä 1620:n yhteydessä 1627 on tarvinnut toimiakseen 1626 "Plotter Control"-kaapin. Tälläistä ei Vuonokselta löytynyt ja mielestäni johdot menivät suoraan 1800:n IO-väylään. Ehkä sellaista ei 1800:n tapauksessa tarvittu.



Askelmoottoritekniikkaa menneisyydestä


Idea plotterissa on yksinkertainen. Askelmoottorit liikuttavat rumpua ja kynää tietokoneen käskyttämänä, joka sitten piirtää mitä nyt piirtää. Kynän nostaa irti paperista kynänpitimen sisällä oleva solenoidi. Sähkönsä solenoidi saa eristettyjen vaijereiden kautta, jotka liikuttavat kynää X-suunnassa. Lisäksi teloja paperille on kaksi ja molemmilla oma (DC-)sähkömoottori, joilla sitten saadaan paperi pysymään tiukalla.


Rummun askelmoottori. Moottorin alapuolella ja oikealla ovat paperirullien jousihihnat. Askelmoottorien ulkonäkö tai tehovastukset eivät ole muuttunut mihinkään viimeisen 40 vuoden aikana.


Tähän aikaan ei tunnettu mitään hybridi-askelmoottoreita, vaan tässä pelissä käytetään 3-vaiheisia reluktanssi-askelmoottoreita. Kyseinen moottorityyppi pyöriin ilman sähköjä lähes vapaasti, toisin kuin hybridi- tai kestomagneettiaskelmoottori.

Kynävaihtoehdot ovat olleet muste- ja kuulakärkikynä, parina eri pituutena. Oma plotterini on lyhyellä kuulakärjellä. Itsessään kynäpaketti on taas kerran uskomattoman hieno näyte aikansa tekniikasta.

...eivätkä muuten mikrokytkimetkään.



Kynänpidin...



...ja (kuulakärki)kynä sen sisältä.



Moottorien trankut löytyvät piirikortin yläreunasta.


Ennenkuin Heili on takaisin elossa, tätä voisi vaikka sovittaa jonkin liikeohjaus-PLC:n kaveriksi, miksei vaikka PC:n printteriporttiin tai sitten Hilijuskaan. Liitäntä on yksinkertainen, plotterissa on suuntapulssit, joilla moottoreita liikutetaan haluttuun suuntaan ja halutun matkan. Elektroniikan määrä piirilevyllä vihjaa, ettei mitään kovin korkeatasoista älyä laitteessa ole. Pienet transistori toimivat ylös/alas-laskureina moottorien kolmelle vaiheelle, siinä oikeastaan kaikki.

Pitää tähänkin tutustua paremmalla ajalla, ensin kun kiireisimmät projektit on saatu pois alta.


Ps. Loppuun vielä linkkejä ja video plotterista:






sunnuntai 3. toukokuuta 2015

Honeywell H316 - Heräämisiä

It's alive!


Hilijuska heräsi, tosin muutaman mutkan kautta. Virtalähde osoittautui toivottomaksi tapaukseksi, ongelman laatu oli sen liian innokas yli/alijännitesuojaus, joka liipaisi "15.5V totaaliseen oikosulkuun tyristorilla"-kytkennän.

Nopea ratkaisu oli sillata pari transistoria, poistaa tyristoria ohjaava kortti ja muutama muu luova ratkaisu. Lopputuloksena virtalähteeltä tuli kaikki jännitteet oikein.



Ongelmat eivät lopu


Ensimmäinen reaktio Hilijuskalta sähköihin oli vain yhden valon palaminen taulussa, T1/(D)1 paloi, siinä kaikki. Jos rekisterinappuloita paineli valo sammui. Ei kovin hyvältä näyttänyt, vaikutti siltä että Hilijuskan järki jäi jonnekin 70/80-luvun taitteeseen.

Nappuloiden renkuttamisen jälkeen tajusin että kone todella on jollain asteella järjissään, rekistereihin sai tuon yhden bitin/valon tilan tallennettua ja ohjelman askellusmoodissa joka kuudennella painalluksella valo syttyy, toisin sanoen se ajaa ohjelmaa! Ja todellakin, alkuperäinen ohjelma on vieläkin tallessa, ferriittirengasmuisti pitää sisältönsä vuosikymmenet ellei -sadat.

Seuraava vaihe oli tsekata lamput: 15 lamppua tuskin ovat poksuneet ja nopeasti mitattuna kaikki olivat ok. Vastusarvoissa toimivan ja ei-toimivien lamppujen välillä ei ollut juuri eroa, joten skooppi käteen ja tutkimaan. Kytkimetkin olivat ehjät. Oletusarvo näin pitkään seisseessä koneessa oli kuitenkin se, että ongelman laatu on melko monimutkainen. Tai ainakin näin luulin...



Skopetusta


Professional computer lab...


Kytkentäkuvat auki ja etsimään oikeat pinnit pohjalevyltä. Honeywellin dokumentaatio noudattaa aivan omaa logiikkaansa ja kaksi kirjaa pitää olla yhtäaikaa auki, että näkee kokonaisuuden. Puolisen tuntia meni, että pääsi kärryille mikä on homman nimi. Koska lamput eivät palaneet, Lamp Driver -kortti oli paikka josta lähteä hakemaan vikaa.
Lamppujen kytkis. AND-portille tulee rekisterikytkimeltä sigmaali (DSPLx) ja rekisterin/datalähteen signaali (xxxFF). Kuvassa B27 menee itse lampulle.


Ja sitten se toinen kuva, piirit ajavat transistoria, joka vetää lampun päälle.


Mittauksen perusteella signaalit tulevat portin tuloihin kuin pitääkin, täysin samalla tavalla ja tasolla kuin toimivassa. Sitten pitikin juottaa hyppylangat levyyn, että pystyi mittaamaan portin lähdön.

Kytkiksen AND-piirit ja testijohdot lähtöjen mittaamiseen. Yläkulmassa näkyvät erikoisen malliset transistorit, jotka sytyttävät lopulta lamput.


Harmikseni (tai onneksi) vikaa ei löytynyt lähtöpuoleltakaan, joten seuraava looginen askel oli mitata transistorit ja sen oheiskomponentit. Ja taas kerran ei mitään vikaa...



Joskus viat ovat liian yksinkertaisia


Palasin takaisin lamppuihin, kun sisuskalut toimivat kuten pitikin. tarkempi tarkastelu tuotti ahaa-elämyksen. Joku oli joskus juottanut näihin uudet lamput ja kolvina on todennäköisesti ollut rautanaula, jonka ympärille on kiedottu kuparilankaa...

Ongelman syy.


Koska T1/(D)1 valolta lähtee yhteinen johto muille, aloin hiukan nitkuttamaan tinapalloa. Yhteisjohto lähti siististi irti suoraan tinapallon sisältä. Nähtävästi ilman sähköjä pystyi mittamaan kelvolliset vastuslukemat, mutta kun 24V potentiaaliero syntyi, juotoksesta ei enää virta jatkanut seuraaville lampuille. Ja kun mittasin jännitteen lampuilta, nollaahan ne näyttivät ja jatkopäätelmä oli loogisesti, että vian on oltava sisuksissa.



Hilijuskan insanity check


Kun sain lamput palamaan, piti testata mikä on Hilijuskan tajunnan taso. Ensin randomia renkutusta napeista ja käyttöliittymän (jos sanaa voi tässsä yhteysessä käyttää) salaisuudet selvisivät nopeasti. Kaikki tuntui toimivan, rekistereihin ja muistipaikkoihin pystyi tallentamaan dataa. Alkoi näyttämään hyvältä.

Virtalähde ja Hilijuska.


Vielä paremmalta näytti kun testasin ensimmäistä ohjelmaa. Ohjelmointiopas käteen ja ensimmäinen ohjelma sisään: ADD 1 to A & JMP -1. Ohjelma siis lisää A:han yhden ikuisessa loopisssa.

Sävyerot lamppujen välillä eivät johdu pelkästään vilkkumisesta, ne ovat todellakin hiukan eri värisiä. Testiohjelmalla bit15 vilkkui noin 3 kertaa sekunnissa, joten kahden käskyn ohjelma meni läpi noin 150 000 kertaa sekunnissa.


Ohjelman näpyttely pariin vapaaseen paikkaan (en viitsinyt tuhota alkuperäista muistini sisältöä, siitä pitää ottaa dumppi ihan historiallisista syistä) ja RUN-nappulaa. Ja se toimii!

RUN-nappulan valo on mykkä, se pitää vielä tutkia, mutta pääasia on, että kone toimii. Toki koneessa voi vielä olla vikaa, en testannut koko käskykantaa.

Uskomatonta että 30 vuotta (ellei enemmän) seissyt, talkin peittämä kone toimii parin tunnin räpläämisellä. Seuraavaksi tuuppaan tämän hyllylle odottamaan parempia (virtalähteen korjaamisen) aikoja ja jatkan IBM:llä leikkimistä.


perjantai 1. toukokuuta 2015

Honeywell H316 - Keittiötietokone prosessia ohjaamassa


Honeywell H316 aka "Hilijuska" pienen puhdistamisen jälkeen.


Outokummusta löytyi IBM:n lisäksi muutakin, Kentin PI(D)-säätimiä ja muuta minulle mieluisaa prosessinohjauskamaa. Yhden hyllyn alla oli pahvilaatikko, jonka sisältä löytyi sitten mysteerikone. Alkuun näytti että kyseessä on jokin IO-adapteri, mutta etutaulun tekstit "MRST", "OP" ja "ADDR" olivat vihje että kyseessä on jotain vähän älykkäämpää.

Tältä se näytti tullessaan.


Enempää en paikan päällä tutkimaan, pistin kaikki rojut autoon. Kotona sitten laatikkoa avatessa leuka putosi lattialle, tyyppikilvessä luki Honeywell H316! En tätä tunnistanut heti kaiken talkin alta, vaikka tämänkin manuaaleja on aiemmin tullut netissä selattua.



Miniä parhaimmillaan


Ja mikä tämä H316 sitten on? Se on ensimmäisiä mikropiirein tehtyjä minitietokoneita, valmistettu 1969-1972. Sen edeltäjä on 3C:n (Computer Control Company) DDP-116 vuodelta 1965, ensimmäinen 16-bittinen minitietokone usean lähteen mukaan. Honeywell osti 3C:n ja arkkitehtuuri siirtyi 16-sarjaan, johon tämän 316 kuuluu.

Arkkitehtuuri noudattaa oman aikansa tuttua kaavaa: ei rautapinoa tai -rekistereitä, A ja B accut (B varattuna 31-bittisille laskutoimituksille), ferriittirengasmuisti, DMA, kaikki hyppykäskyt "Skip if"-tyylisiä ja jne.

Tämä kaveri ei näytä aivan yhtä innostuneelta Honeywellistään kuin minä. Tietokoneet olivat silloin vakavaa bisnestä.


Tämän yksilön historiasta ei ole toistaiseksi mitään käsitystä. Nimetty Hilijuskaksi ja vuosimalli ehkä 1969. "Outokumpu Oy" lukee IO-kaapeleiden päässä, joten olisko tämä sitten ollut joku Outokummun varhainen prosessinohjaus. Asiasta tietävät ottakoot yhteyttä.

ALUa ei tämän ikäisissä hirveästi mainosteta, se on vain "adder".


Kun kyseessä on näin vanha kone, on rauta sitten erikoisempaa. Piirit ovat hyvin varhaisia DTL-flatpackeja Philcolta, Texas Instrumentilta ja 3C:ltä. Yksi piiri sisältää muutaman loogisen portin, joten on aika ihme että neljääntoista korttiin on saatu mahdutettua tietokone 72 käskyn kannalla. Käyttöjännitteet luonnollisesti ufot +6 ja -6V ja ferriiitimuistille +15.5V.


Nopealla vilkaisulla voisi kuvitella tämän olevan paljon uudempi. Ainoa vinkki iästä on oikeastaan ferriittirengasmuisti ja flatpack-piirit. CPU vasemmassa yläkulmassa, muisti oikeassa alakulmassa ja IO-kamat sen vieressä.


 Varhaisia pintaliitospiirejä Phicolta ja Texas Insrumentilta. Päiväysten perusteella vuosilta 1968-1970. Punaiset kelat alareunassa ovat viivelinjoja, joilla synkataan sisuskalut.



Kotelomalli on aika eksoottinen. Sinänsä hauskaa, että pintaliitoksesta taannuttiin pitkäksi aikaa DIP-koteloon. 


Alkuperäiset juuret näkyvät 3C:n logon muodossa usealla kortilla.



Raketti aikalaisekseen


1969 tämä on ollut nopea kone. Esimerkiksi monta kertaa suurempaan IBM 1130/1800:n verrattuna H316 on jopa nopeampi ja laajemmalla käskykannalla. Se ei tarkoita etteikö IBM olisi ollut nopea omana aikanaan, 1965. Tekniikka ajoi vain ohi neljässä vuodessa vasemmalta ja oikealta, mutta IBM:n DMA (tai cycle-stealing) piti pintansa, 1Mb/s kyytiin ei Honeywell kyennyt.


Yksi kolmesta ferriittimuistista, tämä Mullardin tekele, loput Littonia. Muistin luku- ja kirjoitus 1.6us!


Käskyjä 316 suorittaa normaalisti 4.8 - 1.6us välillä, karkeasti 300 000 kpl sekunnissa. Kyseisessä yksilössä on vielä High Speed Arithmetic Unit -optio, joka sitten mahdollistaa raudalla kerto- (8.8us) ja jakolaskut (17.6us). Raju laite, aikaa kun on mennyt reilu 40 vuotta julkaisusta.



Tietokone tulee keittiöön


Oma outo käänteensä H316:sta historiassa on jo legendaksi muodostunut "Kitchen Computer", joka on täysin sama 316 uusilla kuorilla. Kyseessä on joko hyödyttömin keksintö ikinä tai sitten äärettömän nerokkasta markkinointia. Veikkaisin molempia.

Vaikka Kitchen Computer oli täysin luokaton keksintö, se tuskin johti osaltaan rintaliivien polttotalkoisiin 60-luvulla.


Tuskin markkinointiosaston idea on ollut, että kotiäiti katsosi reseptit kaksi merkkiä kerrallaan 16-bittisestä valonäytöstä ja 8K muistiin tallennettaisiin makaronilaatikon resepti. Anemiahan siinä iskisi. Oletettavasti koneen kaverina olisi ollut ASR33-kaukokirjoitin ja jokin massamuisti. Ja sitten keittiö olisi muistuttanut jo armeijan laskentakeskusta, ASR33:n paukkeessa olisikin ollut kiva kokata...

Funktio tietokoneelle keittiössä jäi ainakin 1969 vähäiseksi ja takuulla myyntikin; hinta oli omana aikanaa huimat 10 000$. Vertauksen vuoksi Corvette samaan aikaan maksoi 4 000$ (...siis USA:ssa, yhden nollan voi hintaan lisätä Suomessa)

Voisimme vetää johtopäätöksen, kyseessä oli täysin puhtaasti markkinointi ja mielikuvien luominen. Tälläinen ei edes oikein olisi mennyt statussymbolina, kuten esimerkiksi taskulaskinkello vuosikymmen myöhemmin.



Ei se herää, vielä


Vapun kunniaksi kokeilin Honeywellia sähköihin, mutta tulokset jäivät aika laihoiksi. Ensin manuaali käteen ja tutkimaan miten vehjes toimii.

Virtalähde on koneen alle tuleva erillinen 20 kiloinen mööpeli, melkoisen hieno sellainen viantunnistuksineen. Virtalähteestä mene kaksi moninapakaapelia itse tietokoneeseen; toinen kovalle sähkölle (pääkytkin on tietokoneen taulussa) ja toinen käyttöjännitteille.

Jälkimmäinen kaapeli irti ja sen liittimeen sopivan kokoinen vastus matkimaan ferriittimuistin thermoa. Kovasähkökaapeli sitten kiinni ja kytkimestä. Virtalähde paukautti pääkytkimen auki, ei hyvältä näyttänyt...

Jos virtalähde huomaa ongelman, se pystyy vapauttamaan pääkytkimen +24V pulssilla. Oikea piuha irti pääkytkimestä ja uudelleen yritys. Nyt virtalähde jäi päälle, flektit pyörivät ja kaikki teoreettisesti toimi. +6V ja -6V olivat ok, mutta +15.5V puuttui johtuen virtalähteen vikatilasta.

Oletettu ongelma C1.


Armottoman skopettamisen jälkeen löysin lopulta verkon alijännitettä mittaavalta kortilta tasasuuntaajan ja konkan jälkeen siniaallon = konkka sökö. Teoria: aalto kun käy nollassa, se liipaisee verkon alijännitevian. Ja kun kortin otti ulos, niin näkihän sen otsallaakin että konkka on kuollut, sisukset ovat kovaa kyytiä tulossa ulos, ellei ole jo tulleet.

Miljoonalaatikosta löytyi sopiva, vaihto, yritys, ei toimi. Pitänee perehtyä syvemmin tämän virtalähteen toimintaa, tässä kun on kaikki mahdolliset yli- ja alijännite suojat. Ja takuulla vielä lisää kuolleita konkkia.

Ja tätä kirjoittessa tulikin mieleen, että ongelman laatu saattaa olla myös se, että ilman kuormaa jännite karkaa käynnistäessä ja liipaisee vikatilan...


Linkkejä vielä loppuun!

Esite: http://archive.computerhistory.org/resources/text/Honeywell/Honeywell.H316.1965.102646157.pdf

Manuaalit ja muuta infoa:
http://bitsavers.trailing-edge.com/pdf/honeywell/series16/h316/
http://h316.org/