Przeglądając popularne serwisy aukcyjne, trafiłem kiedyś na ofertę wyświetlacza podobnego do tych produkowanych w latach 70. i 80. XX wieku. Był on opisany jako nasza rodzima konstrukcja CEMI, choć na płytce widoczne było logo „NN”, oznaczające National Semiconductor. Oczywiście tego typu konstrukcje były produkowane w PRLu, choć nie na dużą skalę, znacznie częściej spotkać można wyświetlacze z Czechosłowacji, gdzie wolumeny produkcji były większe. Tak więc sądzę, że można wybaczyć sprzedającemu marketingową gafę z oznaczeniem elementu jako produkcji CEMI, choć jest to też pewne wprowadzenie w błąd. Niemniej cena tego elementu była dość niska, dlatego postanowiłem go zamówić, a w tym artykule opowiem wam o jego budowie i perypetiach związanych z próbą uruchamiania.
Z zewnątrz wyświetlacz wygląda podobnie do innych konstrukcji z tamtych lat. Na dwustronnym epoksydowo-szklanym laminacie znalazły się ścieżki łączące szereg wyprowadzeń umieszczonych przy dolnej krawędzi z pozostałymi elementami konstrukcji. Do złącza przylutowałem wyprowadzenia typu goldpin, aby ułatwić sobie uruchomienie wyświetlacza. Moja modyfikacja jest też widoczna z lewej strony cynowa zworka łącząca linię zasilania z wyprowadzeniem, znak „+” również nie był tam oryginalnie. Większa część przedniej strony wyświetlacza ukryta jest pod wykonanym z tworzywa elementem, którego głównym zadaniem jest zwiększenie widoczności niewielkich cyfr. Tych jest aż dziewięć, z czego każda jest osobnym, siedmiosegmentowym wyświetlaczem.
Po drugiej stronie modułu zobaczyć możemy wspomniane wcześniej logo National Semiconductor – „NN”, oraz oznaczenie M830 6213. Nieco niżej znalazł się kojarzony głównie z chińskimi konstrukcjami czarny glut. Zdjęcie nie oddaje tego w pełni, ale na jego wierzchniej warstwie można zauważyć zarys dwóch krzemowych rdzeni ukrytych wewnątrz.
Dość łatwo było znaleźć piny zasilające całą konstrukcję, bo są to dwa pierwsze wyprowadzenia. Po podaniu na nie napięcia około 5V wyświetlacz ożywa. Pojedyncze segmenty zaczynają świecić, układając się w konkretne cyfry, ułożone jednak dość losowo.
W międzyczasie postanowiłem wykonać kilka mikroskopowych zdjęć krzemowych struktur emitujących światło. Jak widać, na podłoże naniesione zostały najprawdopodobniej fosforek galu, tworzący poszczególne świecące segmenty, a w zasadzie subsegmenty, bo każda linia składa się z pięciu elementów. Wyjątkiem jest tutaj kropka, rozdzielona na dwie części. Na półprzewodniku znalazła się warstwa metalu, rozdzielająca świecące linię, do której przytwierdzone zostały metalowe elektrody podłączone do ścieżek na płytce PCB. Z warstwy metalu wykonano także oznaczenie producenta – „N”.
Trzeba przyznać, że warstwa półprzewodnika nie wygląda na coś co pod wpływem napięcia może świecić, cóż magia mikroelektorniki. Na widocznej powyżej fotografii zauważyć możecie też zbrudzenia, niewielkie czarne drobinki, które znalazły się na powierzchni kremu. Nie znam ich pochodzenia, być może pojawiły się one po zdjęciu pokrywy wyświetlacza, choć operacje tą przeprowadzałem w pomieszczeniu typu cleanroom, dlatego można podejrzewać, że są to zabrudzenia oryginalne.
Od samego początku wyświetlacz ten był dla mnie pewną zagadką. Mimo oznaczenia, przeszukując internet nie natknąłem się na nic szczególnego. National Semiconductor produkowało całkiem sporo różnego rodzaju wyświetlaczy, ale opisu tej konkretnej konstrukcji nie udało mi się znaleźć. I w ten sposób wyświetlacz wylądowała w szufladzie na dłuższy czas.
Przypadkowe zdjęcie zmieniające wszystko
Jakiś czas temu postanowiłem raz jeszcze spróbować znaleźć jakieś informacje na temat wyświetlacza M830. Niestety tym razem internet również milczał, ale przeglądając produkty National Semiconductor, trafiłem na ciekawe zdjęcie. Przedstawia ono wnętrze kalkulatora oznaczanego jako Novus 835. Co by nie mówić płytka z wyświetlaczem wygląda w tej konstrukcji bardzo podobnie, jak nieidentycznie z moim modułem. Zdjęcie to zasadniczo zmieniło zasady gry, bo od tego momentu można było przyjąć, że konstrukcja, która kiedyś kupiłem, nie jest tylko wyświetlacze. A ukryte pod czarną masą układy sprawiają, że może to być w pełni funkcjonujący kalkulator.
Na płytce ze zdjęcia widoczne jest oznaczanie M835, a nie M830. Szukałem informacji czy istniał taki kalkulator jak Novus 830, ale internet w tej sprawie milczy. W kilku miejscach pojawia się informacja, że rzeczywiście coś takiego mogło istnieć, ale informacji tych nie da się potwierdzić.
Jak widać na fotografii, do wyprowadzeń modułu przytwierdzona jest klawiatura, która prawdopodobnie zwiera odpowiednie piny, wywołując w ten sposób konkretną funkcję. Dlatego postanowiłem wykonać podobny eksperyment z moim wyświetlaczem. Poza tym w dostępnych opisach znajduje się informacja, że kalkulatory National Semiconductor zasilane były napięciem 9V, dlatego właśnie taką różnicą potencjałów postanowiłem zasiać mój moduł.
Eksperymenty z prób wywołania konkretnych klawiszy można uznać jednocześnie za udane i nieudane. Metodą prób i błędów udało się zidentyfikować kilka klawiszy odpowiadających konkretnym cyfrom, znakowi minus oraz zerowania. Jednak co dziwne zdarza się, że na zwarcie tych samych pinów moduł może zareagować inaczej, kilkukrotnie wyświetlone zostanie przykładowo osiem, ale z którymś razem pojawi się cyfra jeden. Poza tym po włączeniu zasilania nie zawsze wyświetlane jest zero, jak ma to miejsce we większości kalkulatorów. Dość często aktywne są wszystkie cyfry, z losowo świecącymi segmentami. Taki stan rzeczy oraz fakt, że nie udało mi się znaleźć połączenia wyprowadzeń, odpowiadającego jakiemuś działaniu skłania mnie do myśli, że z konstrukcją tą, może być coś nie tak.
Dlatego na ten moment nie będę próbować przywrócić modułu do swojej pełnej funkcjonalności. Tym bardziej, że nie do końca wiadomo, czy w ogóle kalkulator 830 istniał, przez co nie wiadomo jakie funkcje mógłby on obsługiwać. Cieszę się, że udało się, chociaż wywołać konkretne cyfry.
Źródła:
- https://wiki.calcverse.net/index.php?title=National_Semiconductor_835&mobileaction=toggle_view_desktop
- https://americanhistory.si.edu/collections/object-groups/handheld-electronic-calculators?edan_q=%2A%3A%2A&edan_fq%5B0%5D=set_name%3A%22Handheld%20Electronic%20Calculators%22&page=10
- http://mycalcdb.free.fr/main.php?l=0&b=267