Bild des Tages: Platine mit DTL-Technologie

Das Bild zeigt eine Platine mir Schaltkreisen in DTL (Diode-Transistor-Logik). DTL wurde Anfang der 1960er Jahre als Nachfolger der RTL (Widerstands-Transistor-Logik, RTL) entwickelt. Die Logikfunktionen wurden durch die Verknüpfung von Dioden im Eingangsbereich und anschließender Verstärkung Transistoren realisiert. Die verwendeten ICs sind allesamt 4-fach NAND/NOR Gatter von Mullard vom Typ FCH181 und FCH192.

Im Schaltbild sind die vier NOR-Gatter mit Open Collector gut zu sehen. Ist ein Eingang Low, sperrt der Transistor und der Ausgang wird High (Pullups aufgrund des Open Collectors). Sind beide Eingänge High, schaltet der Transistor durch und zieht das Signal am Ausgang auf 0V.

Lehrsystem Siemens SIMATIC N

Über 60 Jahre gibt es nun die SIMATIC-Steuerungen der Fa. Siemens. Am 2. April 1958 wurde die Marke SIMATIC – ein Kunstwort aus „Siemens“ und „Automatic“ – von den Siemens-Schuckertwerke beim Deutschen Patentamt angemeldet.

Ein Jahr später wurde das „Baukastensystem für kontaktlose Steuerungen“ unter der Bezeichnung „SIMATIC G“ auf der Werkzeugmaschinen-Ausstellung in Paris vorgestellt. Mit diesem System wurden die fehleranfälligen Relais-Steuerungen durch Germanium-Halbleiter ersetzt. Damit wurde dieses System zum Grundstein für alle zukünftigen Steuerungen. 1964 folgte das Modell N, welches temperaturunabhängigere Silizium-Halbleiter einsetzte. In den folgenden Jahren wurden weitere Modelle entwickelt, wie die SIMATIC H (für höhere Arbeitsfrequenzen), P und C (1973) mit integrierten Schaltungen.

Mit der SIMATIC entstand eine einheitliche Technik, welches eine Voraussetzung war, dass Regelungssysteme und andere Schaltkreise in der Automatisierung reibungslos zusammenarbeiteten konnten. Durch den Einsatz von Halbleitern wurde die Systeme zudem zuverlässiger und konnten über einen größeren Temperaturbereich eingesetzt werden. Hatte die SIMATIC G (siehe Bild rechts, Steuerung einer Drehbank) mit ihren Germanium-Bauelementen noch etliche Nachteile, waren diese in der SIMATIC N, welche für niederfrequente Anwendung vorgesehen war, beseitigt. Silizium war weniger störanfällig und bot einen größeren Temperaturbereich beim Einsatz. Die SIMATIC konnte ohne besondere Abschirmungen aufbaut und betrieben werden.

Die SIMATIC N war gegen Störungen – verglichen mit den Vorgängern – sehr unempfindlich und für eine Zählfrequenz von maximal 10 kHz ausgelegt. Damit konnte sie vielseitig, auch unter erschwerten Bedingungen, eingesetzt werden. Mit der SIMATIC H konnten später auch schnellere Signale verarbeitet werden und zwar bis zu einer maximalen Arbeitsfrequenz von 700 kHz, weshalb das System vorzugsweise in Anlagen mit schnellen Meß-, Steuer- und Regelvorgängen eingesetzt wurde. Beide Systeme waren zueinander kompatibel und konnten unter Beachtung einiger Regeln miteinander kombiniert werden.

SIMATIC H und N im Vergleich

Die Schaltelemente der SIMATIC N und H waren jeweils einzelne Grundschaltungen, die miteinander kombiniert werden konnten. Es gab diese in zwei Bauweisen: Als „Flachbaugruppe“ und in „Blockbauweise“ (die Blockbauweise ist in den Bildern zum Lehrsystem zu sehen). Bei der Flachbaugruppe (aufgelöste Bauweise) wurden die Bauelemente einzeln auf geätzten Leiterplatten befestigt und anschließend schwallgelötet. Die Flachbaugruppen waren mit einem Rahmen versehen und ließen sich bei Bedarf auf beiden Seiten vergießen. Sie besaßen eine 31-polige Steckerleiste mit vergoldeten Rundstiften.

Bei der Blockbauweise (geschlossene Bauweise), dem SIMATIC-Block, wurden die Bauelemente auf kleinen geätzten Leiterplatten befestigt, schwallgelötet und in einem Kunststoffgehäuse vergossen. Einige der SIMATIC-Blocks enthielten mehrere gleichartige Schaltungen. Ein Block besaß 17 Drahtanschlüsse und konnte damit wahlweise stehend oder liegend auf einer Flachbaugruppen-Leiterplatte befestigt werden. In dem Bild rechts sind die Blöcke zusätzlich in einem Kunststoffgehäuse eingebaut wurden, um so im Lehrsystem eine einfachere Kontaktierung über Buchsen zu ermöglichen. Wer ein solches System besitzt und in Betrieb nehmen möchte, legt die Versorgungsspannung an folgende Pins an (N = negative Versorgungsspannung, M = Masse, P = positive Versorgungsspannung; die Spannung darf jeweils im Bereich von 12V bis 30V liegen).

1973 wurde mit der SIMATIC S3 aus der verbindungsprogrammierten Steuerung (VPS), die speicherprogrammierbare Steuerung (SPS), allerdings nur mit mäßigen Erfolg. Erst die S5 wurde sehr erfolgreich vom Markt angenommen und ist sogar heute noch verfügbar. 1994 wurde die S7 vorgestellt, die heute noch aktuell ist.

Seit kurzem befindet sich eine SIMATIC N, als Lehrsystem, in der Sammlung des 8Bit-Museums. Das abgebildete Lehrsystem wurde zwischen 1964 und Herbst 1966 gebaut.  Die zeitliche Eingrenzung ergibt sich aus dem Logo der Siemens-Schuckertwerke AG (SSW), denn Ernst von Siemens veranlasste 1966 die Fusion der SSW mit der Siemens & Halske AG und der Siemens-Reiniger-Werke AG zur heutigen Siemens AG.

 

Folgende Bilder mit freundlicher Genehmigung des Siemens Historical Institute:

SIMATIC Drehbank, Aufbau des SIMATIC-Systems von Wolfgang Weitbrecht und Gerhard Sinn, Oktober 1959; SIMATIC H und N im Vergleich, Sonderdruck: Die Schaltkreissysteme SIMATIC H und SIMATIC N,  Siemens-Zeitschrift, Heft 9, September 1965, Hans Körner, Jens Piening und Gerhard Sinn

Zum 25. Todestag von Konrad Zuse

Konrad Zuse (1992)Konrad Zuse, der am 22.6.1910 in Berlin geboren wurde, begann 1927 mit seinem Studium an der Universität Berlin-Charlottenburg. Nach seinem Abschluss als Bauingenieur arbeitete er für die Firma Henschel, ein Flugzeugbauer, im Bereich der Belastungsanalyse. Bei seiner Arbeit hatte er mit einer Menge von Berechnungen zu tun, so dass er 1934 damit begann an einem Computer, den Z1, zu arbeiten, der diese vereinfachen sollte. Dieser Rechner arbeitete noch voll mechanisch.

1938 fasste er den Plan, einen besseren und schnelleren Rechner zu entwickeln. Der 2.Weltkrieg unterbrach seine Arbeit, aber er konnte die Armee davon überzeugen, ihn an seinem Rechner weiterarbeiten zu lassen. Es wurde ein weiterer Rechner, der Z2, entwickelt, der schon elektromechanisch arbeitete, aber noch den mechanischen Speicher der Z1 benutzte.

1941 stellte Konrad Zuse den ersten frei programmierbaren Computer der Welt vor, den Z3, der wie sein Vorgänger ebenfalls elektromechanisch arbeitete. Der Speicher bestand aus 1400 Relais, die Steuerung der Arithmetik aus 600 Relais und 600 weitere Relais wurden für andere Zwecke eingesetzt. Die Wortlänge betrug 22 Bits und für eine Multiplikation benötigte die Z3 ganze drei Sekunden.

1942 begann er damit seinen letzten Rechner zu entwickeln, den Z4. Kurz vor der Vollendung des Z4, musste dieser zunächst nach Göttingen und kurze Zeit später nach Hinterstein gebracht werden. Schließlich wurde der Z4 in die Schweiz an die ETH Zürich gebracht, wo er bis 1955 im Einsatz blieb.

1945 entwickelte Zuse die erste algorithmische Programmiersprache, bekannt als Plankalkül und verwendete diese dazu ein Schachprogramm zu schreiben. 1950 gründete Zuse seine eigene Computerfirma, die 1967 von Siemens übernommen wurde. Zuse forschte bei Siemens weiter im Gebiet der Computertechnik. Am 18.12.1995 verstarb Konrad Zuse in Hünfeld nahe Fulda.

Bilder: Konrad Zuse, Wikipedia, CC-BY-SA, Wolfgang Hunscher; Zuse Z1, Wikipedia, CC-BY-SA, ComputerGeek

Yandex Retro Games Battle 2020

Vor nun fast 40 Jahren erschien der ZX Spectrum und er erfreut immer noch eine sehr große Fangemeinde. Es gibt auch ständig neue Software (meistens Spiele), insbesondere für den ZX Next sind in den letzten Monaten zahlreiche Spiele erschienen und noch angekündigt.

ZXBITLES hat für den „Yandex Retro Games Battle 2020“ das Plattformspiel „Red Raid: The beginning“ für den klassischen ZX Spectrum veröffentlicht. Das Spiel bietet:

  • 31 Stufen,
  • 10 zu erreichende Ziele,
  • zwei Musik-Themen,
  • abwechslungsreiches Gameplay und
  • interaktive Level, die sich während des Spiels ändern.

In dem Plattformspiel muss der Spieler herausfinden, was mit seinem verlorenen gegangenen Haustier, dem Hasen Daisy, passiert ist. Aus der Suche trifft er auf viele feindliche Gesellen und muss zahlreiche Rätsel lösen, die mit jeder Stufe schwieriger werden.

Video: Red Raid: The beginning Side A, ZXBITES, YouTube

Etwas ausführlicher wird dieses Spiel, zusammen mit allen anderen teilnehmenden Spielen, auf dieser Website vorgestellt. Die Spiele aus dem Vorjahr können hier heruntergeladen und online gespielt werden.

Bilder: ZXBITLES

ZX Spectrum Next: Die zweite Kickstarter-Kampagne startet

Seit April wurden die 3113 Spectrum Next der ersten Kickstarter-Kampagne ausgeliefert. Nun ist es soweit: Wer damals nicht dabei war, bekommt eine zweite Chance.

Seit einem Tag ist es möglich die Kampagne zu unterstützen und schon wurde das Finanzierungsziel von 250.000 EUR mit knapp 900.000 EUR von über 2.200 Usern fast vervierfacht. Dabei ist die zweite Ausgabe des Spectrum Next alles andere als günstig: Kostete ein Spectrum Next Accelerated damals 230 GBP (ca. 255 EUR), sind es jetzt 325 GBP (ca. 360 EUR). Dazu kommen knapp 30 EUR für den Versand…

Die technischen Daten entsprechen denen der Issue 2b aus der ersten Kampagne:

  • Prozessor: Z80 mit 3,5 MHz, 7 MHz, 14 Mhz und 28 MHz (simuliert mit einem FPGA Altera SLX16)
  • Speicher: 1024Kb RAM (erweiterbar auf 2048 Kb)
  • Video: Hardware Sprites, 256 Farben, Timex 8×1 Modus etc.
  • Video Ausgabe: RGB, VGA, HDMI
  • Speicher: SD Karten, DivMMC-kompatibel
  • Audio: Turbo Sound Next (3x AY-3-8912 Audio Chips mit Stereo Ausgabe)
  • Joystick: 2x DB9 (Cursor, Kempston und Interface 2)
  • PS/2: Maus mit Kempston Mode und externes Keyboard
  • Spezial: Multiface-Funktionalität
  • Kassettenrekorder: 2x 3,5mm Klinkenstecker
  • Expansionsport: Original External Bus Expansion Port
  • Beschleuniger Board (optional): GPU / 1 Ghz CPU / 512 Mb RAM (Raspberry Pi Zero)
  • Netzwerk (optional): WiFi Module (ESP8266)
  • Extras: Real Time Clock (Optional), interner Lautsprecher (optional)

Die neue Issue 2c soll aber zumindest über folgende Verbesserungen verfügen:

  • einen geschützten Expansions Port
  • das WiFi Modul wurde neu positioniert, wodurch weniger Interferenzen auftreten sollen
  • die Rückspeisung über HDMI soll gefixt sein.

Diese Verbesserungen sind sicherlich keinen Aufschlag von über 100 EUR wert, als Begründung werden hier steuerliche Gründe und eine zu geringe Gewinnmarge angegeben.

Warten wir ab, welche Verbesserungen bis zum August 2021 noch implementiert werden, denn so lange müssen Unterstützer auf die Auslieferung mindestens warten.

Bilder: ZX Spectrum Next, Henrique Olifiers, Kickstarter

Webtipp: Alles über den Apple II

apple2history.orgSeit über 35 Jahren beschäftigt sich Steven Weyhrich mit dem Apple II und so wurde seine Website apple2history.org im Laufe der Zeit zu einer wahren Fundgrube für jeden Apple-Fan und zu der Referenz für den Apple II.

Eigentlich logisch, dass nun auch ein Buch zu diesem Thema folgte. Seit Dezember 2013 ist Sophistication & Simplicity: The Life and Times of the Apple II Computer (Link: Amazon) erhältlich.

ZX Spectrum Next: Die Auslieferung hat begonnen

Es gibt einen weiteren sehr stark modernisierten Nachfolger eines der erfolgreichsten Rechner der 1980er, den ZX Spectrum Next. Die Auslieferung sollte ursprünglich Januar 2018 beginnen, daraus wurde jetzt das erste Quartal 2020.

1982 brachte Sir Clive Sinclair den ZX Spectrum auf den Markt. Der Nachfolger des ZX81 brachte einige Verbesserungen mit: 16 kB oder 48 kB RAM, 16 Farben (8 Farben in zwei Stufen), Sound, eine Z80 CPU mit 3,5 MHz, die nicht mehr durch Speicherzugriffe auf den Bildschirmspeicher gebremst wurde. Gut 10 Jahre war der ZX Spectrum auf dem Markt vertreten und sogar heute gibt es immer noch Gruppen, die Software für diesen nun fast 40 Jahre alten Rechner entwickeln.

Nach einigen Versuchen einen würdigen Nachfolger auf den Markt zu bringen – man denke nur an die katastrophalen Versuche mit dem Vega und Vega+ zurück, bei denen zumindest der Vega ausgeliefert wurde, für den Vega+ aber letztendlich über 3300 Backer um knapp 600.000 EUR betrogen wurden – ist es unter der Leitung von Henrique Olifiers  jetzt endlich gelungen einen solchen Nachfolger zu entwickeln, den ZX Spectrum Next.

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Ein Gehäuse für den Speichertester

Als ich den Speichertester entwickelte, hatte ich ein Gehäuse nicht eingeplant und war mit der nackten Platine sehr zufrieden. User GMP aus den Foren classic-computing bzw. forum64 ist mit dem Tester so zufrieden, dass er aktuell dabei ist ein Gehäuse für den Speichertester zu erstellen. Ich muss zugeben, dass der Tester mit einem Gehäuse noch einmal professioneller aussieht.

Update 15.4.2020:

GMP hat das Gehäuse jetzt fertig. So sieht die finale Version des Gehäuses für die Rev.7.1 des Speichertesters aus. Einfach toll. Leider sind die aktuellen Versionen (7.3/8.0) leicht verändert worden. Aber es dürfte leicht sein, den Entwurf entsprechend anzupassen.