Der Skanner

★ Layout des Skannerboards ★

Das Skannerboard hat die Aufgabe den gewünschten Text ins System, genauer den Speicherbaustein einzu bringen. Dazu digitalisiert das Board die hell-dunkel Informationen, die über den Programmierstreifen ganz klassisch eingelesen wurden (Die ersten Computer arbeiteten mit Lochkarten zur Einlesung der Programme und Daten). Die “Daten” sind hier die aktivierten Zeilen 1-7 (fast ein Byte). Der Papierstreifen liefert die Adresse der Speicherstelle gleich mit, in die das Byte dann abgelegt werden soll, sowie auch den notwendigen Digitalisierungstakt “Clock_S”.

Das Board ist das Unterste von den Dreien: Wird der Programmierstreifen eingeschoben könnte optional ein kleiner Gleichstromgetriebemotor den gleichmäßigen Einzug des Streifens aktivieren (noch nicht realisiert).

skannerboard_2015.pdf

Die Punkte des Programmierstreifens werden durch Fotodioden abgetastet: Dabei nutzt man die Diode anders als bei der in der Einführung vorgestellten Leuchdiode diesmal in Sperrrichtung. Denn auch in Sperrrichtung betrieben fließt ein Strom durch die Fotodiode, wenn eine Spannung vorgegeben wird und zwar um so mehr, je hell die Fotodiode beleuchtet wird. Dieser Strom ist anders als in Durchlassrichtung sehr klein. Das macht aber nichts, da die Spannung am T-Punkt zwischen Vorwiderstand und Fotodiode von dem angeschlossenen Smithtriggerbaustein ausgewertet wird: Solange die Diode unbeleuchtet ist, fließt durch den hohen Widerstand kein Strom in den Trigger, die volle Spannung steht an. Daraus macht der invertierende Trigger dann ein logisches low (0V).

Wird die Fotodiode dann aber beleuchtet, fließt durch sie ein Strom in Sperrrichtung ab. Wie in der Einführung gezeigt baut sich die Betriebsspannung von anfänglich +5V über ihren Weg durch den Vorwiderstand und die Fotodiode komplett ab, um auf GND wieder 0V zu betragen. Die beiden Elemente bilden also einen Spannungsteiler. Die Schaltschwelle des Smithtriggers liegt bei 2,5V. Liegt der Wert am T-Punkt darunter führt er am Ausgang (Inverter) ein High also +5V. Liegt er darüber geht der Ausgang des Triggers auf low.

Hier wird also der am Eingang analoge Spannungswert (mit beliebigen Werten) in ein TTL Signal mit genau zwei Zuständen high (5V) und low (0V) umgesetzt, also digitalisiert!

In der praktischen Umsetzung hat sich gezeigt, dass unter normaler Beleuchtung und und der aktuellen Beschaltung auch die weißen Stellen eines normalen Papierstreifens noch zuviel Licht weg nehmen, sodass sie wie auch die schwarzen Stellen Lows produzieren. Das läßt sich mit Transparentpapier vermeiden und enger Führung über die Fotodioden. Ggf. sollten transparente Overheadfolien genutzt werden.