Sinclair Cambridge type 2

Danas je nabavljen džepni kalkulator Sinclair Cambridge type 2, proizvod britanske tvrtke Sinclair Radionics 1973. godine.

Tvrtku Sinclair Radionics osnovao je 1961. godine britanski inovator Clive Sinclair u gradu Cambridge, Engleska. Tvrtka se bavila proizvodnjom Hi-fi pojačala, radio prijemnika i kalkulatora, a  dizajnirala je i jedan model TV uređaja, digitalnog multimetra i digitalnog ručnog sata. Naglasak kod dizajna svih ovih uređaja bio je postići što manje dimenzije gotovog uređaja, prenosivost i autonomnost u radu. Međutim, mnogi od Sinclairovih proizvoda nisu doživjeli komercijalni uspjeh, najviše zbog tehničkih problema (baterijsko napajanje i visoka potrošnja struje), problema sa nabavkom dijelova, nepouzdanosti ili visokih troškova proizvodnje. Jedino je digitalni multimetar DM1 lansiran 1974. godine dobio neupitnu reputaciju pouzdanog i kvalitetnog mjernog uređaja.

Što se tiče kalkulatora, Sinclair Radionics ih je proizvodio u razdoblju od 1972. do 1978. godine, a prvi modeli dobili su naziv Sinclair Executive. Kalkulator se napajao preko malih dugmastih baterija te je zahvaljujući njima dizajniran kao tada najtanji i najmanji džepni kalkulator na svijetu. Problem velike potrošnje struje riješen je intervalnim baterijskim napajanjem. Naime, a obzirom da je postojala znatna latencija u radu memorije i LED displeja, napajanje nije moralo biti kontinuirano već impulsno u kratkim brzim intervalima jer bi unutarnji kapacitet čipa pohranio dovoljno energije za napajanje između dva intervala. Napajanje se uključivalo u impulsima trajanja 1,7 µs frekvencijom 200 kHz tijekom računanja, odnosno 15 kHz u ostatku vremena. Ovakva nekontinuirano napajanje smanjilo je potrošnju struje sa 300 mA na 25-30 mA čime je omogućen daleko veći vijek trajanja upotrijebljenih baterija malog kapaciteta koje bi se inače na kontinuiranom napajanju ispraznile za svega nekoliko minuta. Da bi bili što tanji, kalkulatori serije Sinclair Executive imali su i poseban dizajn tipki u obliku malih gumenih čepova koji izravno pritišću kontakte na kontaktnoj foliji. Zahvaljujući lijepom dizajnu i inovativnoj kompaktnosti tvrtka Sinclair Radionics je na kalkulatorima Sinclair Executive ostvarila veliki poslovni uspjeh. Prvi modeli kalkulatora Sinclair Cambridge počeli su se proizvoditi 1973. godine, a do 1977. godine razvijeno je najmanje deset inačica kalkulatora ove serije. Ostale serije Sinclairovih kalkulatora imale su naziv: Scientific, Oxford, Sovereign, Enterprise i President.

Do 1977. godine britanski državni industrijski odbor NEB (National Enterprise Board) već je imao 73% udjela u tvrtci Sinclair Radionics, te je 1979. godine tvrtku prodao grupi ESL Bristol (Binatone) kao Radionic Products Ltd.  Clive Sinclair je podnio ostavku, a NEB je preimenovao ono što je ostalo od Radionics Products Ltd. u Sinclair Electronics Ltd. U siječnju 1980. ovo je promijenjeno u Thandar Electronics Ltd, a 1989. godine Thandar Electronics Ltd se spojilo s Thurlby Electronics Ltd, formirajući Thurlby Thandar Instruments Ltd. Ova tvrtka sada posluje pod imenom Aim and Thurlby Thandar Instruments (Aim-TTi).

Neovisno od tvrtke Sinclair Radionics, Clive Sinclair je u Cambridgeu osnovao i tvrtku Sinclair Research Ltd, registriranu za proizvodnju potrošačke elektronike. Tvrtka je 1973. godine prvotno osnovana kao Westminster Mail Order Ltd, zatim je preimenovana u Sinclair Instrument Ltd, nakon toga u Science of Cambridge Ltd, pa u Sinclair Computers Ltd, i na kraju 1981. godine u Sinclair Research Ltd. Tvrtka je bila u mirovanju do 1976. godine kada je aktivirana s namjerom da nastavi Sinclairov komercijalni rad iz rasprodane tvrtke Sinclair Radionics. Prvo je 1977. godine lansiran kalkulator-sat koji se nosio na ruci Sinclair Wrist Calculator (Science of Cambridge). Iako se ovaj uređaj dobro prodavao imao je stari Sinclairov problem loše kontrole kvalitete. Nakon ovoga slijedi serija Sinclairovih računala: MK14 (1977. godina), ZX80 (1980. godina), ZX81 (1981. godina), ZX Spectrum (1982. godina), Sinclair QL (1984. godina), ZX Spectrum+ (1984. godina) i ZX Spectrum 128 (1985. godina). Osim računala, ponovno je 1983. godine lansiran model džepnog TV prijemnika oznake TV80 koji je ponovno doživio komercijalni neuspjeh, a 1997. godine proizveden je jednostavan model radio prijemnika ugrađenog u slušalicu koji se nosio zakvačen za uho.

Na vrhuncu svog uspjeha, a uvelike inspirirano japanskim računalnim programom nove generacije, tvrtka je osnovala istraživački centar “MetaLab” u Milton Hallu kod Cambridgea kako bi se bavila umjetnom inteligencijom i drugim naprednim projektima. Kombinacija kvarova računala Sinclair QL i TV80 dovela je do financijskih poteškoća 1985. godine, a godinu dana kasnije Sinclair je prodao prava na svoje računalne proizvode i robnu marku tvrtci Amstrad. Sinclair Research Ltd i danas postoji kao tvrtka s jednim čovjekom s ciljem očuvanja nasljeđa izumitelja i inovatora Clivea Sinclaira.

Kalkulator Sinclair Cambridge type 2 bazira se na specijaliziranom integriranom krugu TMS0801NC (Texas Instruments). Isti integrirani krug ugrađivan je u kalkulatore MX-20 (90911) američke tvrtke Bowmar i u kalkulatore LE-84 japanske tvrtke Canon. Zanimljivo je da je Sinclair za svoje kalkulatore koristio LED displeje tvrtke Bowmar čiji logo se lijepo vidi otisnut sa zadnje strane displeja. Od početka 1970-tih godina razvijen je čitav niz integriranih krugova (one-chip-calculator, single-chip-calculator, calculator-on-a-chip) koji su sadržavali logičke krugove za matematičke operacije, RAM i ROM memorije, displej drivere i ostale krugove za konstrukciju kalkulatora tako da je od vanjskih krugova u većini slučajeva bilo dovoljno dodati samo tipkovnicu i displej. To su bili prilično kompleksni integrirani krugovi te su i oni najjednostavniji sadržavali preko 5000 tranzistora.

Integrirani krug TMS0801NC implementira četiri osnovne računske funkcije, tipke C (clear) i CE (clear last entry) te podržava displej sa 8 numeričkih znamenki (7-segmenata i decimalna točka) plus jedna dodatna znamenka samo za prikaz negativne vrijednosti. Ukoliko se kod računanja premaši kapacitet od 8 znamenki displeja rezultat će treptati. Znak za negativnu vrijednost rezultata prikazuje se na prvoj slobodnoj znamenki do broja, tako da se deveti segment pali samo kada treba prikazati negativnu vrijednost broja sa 8 znamenki.

Za vremensko multipleksiranje LCD displeja, odnosno za pogon svake pojedinačne znamenke koristi se driver SN75492N. Ovaj integrirani krug sadrži drivere za šest znamenki, tako da se preostale tri znamenke pogone preko tri tranzistora montirana uz integrirani krug. Ovdje bi bilo uobičajeno upotrijebiti dva komada SN75492N no izvedba sa tri diskretna tranzistora umjesto da se koristi samo polovica SN75492N vjerojatno je bila jeftinija opcija. Nemamo nikakvu elektroničku shemu za kalkulator Sinclair Cambridge type 2, no elementi lijevo od TMS0801NC (tranzistor, mali transformator, dvije diode te pripadajući kondenzatori i otpornici) sasvim sigurno čine mali DC/DC pretvarač napona jer se integrirani krugovi napajaju višim naponom (10-20 V) od baterijskih 6 V (4 x 1,5 V).

Kalkulator Sinclair Cambridge type 2 je za prvu polovicu 1970-tih godina svakako bio vizualno privlačan kalkulator kojemu su male dimenzije i baterijsko napajanje bila prednost pred velikim brojem drugih kalkulatora toga doba. Međutim, ovo su zapravo i sve njegove prednosti. Zbog što manjih dimenzija i mase, kućište kalkulatora je napravljeno od dva komada iznimno tanke i krhke plastike koji se međusobno spajaju nježnim plastičnim zakačkama. Također, da se postignu što manje dimenzije tipkovnica je folijska, a takve tipkovnice su daleko kraćeg vijeka trajanja i daleko osjetljivije na oštećenja od pravih mehaničkih ili relejnih tipaka (Kalkulator Olympia CD 100). Baterijski kontakti i kontakti sklopke napravljeni su od tankih elastičnih limova, a to smo se već uvjerili da ne garantira ni trajnost ni pouzdanost kontakata (Grundig MINI-BOY 400).

Naravno da je i ovdje jedan baterijski kontakt puknut, a to sasvim sigurno nije posljedica lošeg rukovanja nego jednostavno posljedica zamora i pucanja materijala tijekom vremena. Stoga smo za početak morali izraditi novi baterijski kontakt od sličnog elastičnog lima. Nakon umetanja baterija (4 x AAA) primijetili smo da one dosta loše leže u kućištu. Kad se postave na kontakte između njih ostaje prazan prostor od cca 2 mm te se mogu zakrenuti ukoso i čak iskočiti iz kontakata ukoliko se kalkulatorom nezgodno zatrese. Moguće je da su i AAA baterije iz 1970-tih godina bile neznatno deblje nego današnje (milimetar u promjeru) pa bi onda takve baterije bolje prianjale jedna uz drugu.

Nakon što smo namjestili baterije uvidjeli smo da sklopka za uključenje/isključenje napajanja vrlo loše radi. Ovo je iz razloga jer su kontakti sklopke na štampanoj pločici već prilično istrošeni, a također (ponovno i ovdje) limeni elastični kontakt nema više dobro prianjanje. Sklopka je inače napravljena vrlo nepouzdano i nesigurno (opet zbog uštede prostora) te se mora dobro namjestiti da uhvati kontakt. Ista nema zatvoreno kućište i karakteristični “klik” kod preklapanja nego je to običan plastični gumb kojim se gura klizni kontakt po pločici. Takav sistem ima loše mehaničko vođenje, loše nasjedanje kontakata, a uslijed klizanja kontakti se brzo troše. Sve to još dobro funkcionira kad je novo, no kad se nakupi prljavština, te nastupi trošenje i zamor materijala sklopka brzo postaje nepouzdana, a zatim i potpuno neupotrebljiva. Metalni kontakt sklopke je puknuo na kritičnom pregibu čim smo ga malo pritisnuli prstima. To je zamor materijala i ovo ništa nije moglo spriječiti. Nije preostalo ništa drugo nego i ovdje izraditi novi klizni kontakt te presvući novim slojem lema istrošene kontakte na tiskanoj pločici.

Na sreću, tipkovnica našeg kalkulatora je još uvijek funkcionalna. No da nije tako, tipkovnicu bi bilo vrlo teško popraviti jer je ista zataljena preko plastičnih produžetaka maske za tiskanu pločicu i samo rastavljanje tipkovnice je nemoguće napraviti bez oštećenja spojeva te maske, gdje bi kasnije ponovno sastavljanje bilo vrlo problematično. Folijske tipkovnice su inače kratkog vijeka i vrlo osjetljive na prljavštinu, oksidaciju ili prolivene tekućine. Kod popularnog Sinclairovog mini-računala ZX Spectrum također imamo folijsku tipkovnicu sa gumenim tipkama koja je vrlo često otkazivala, te je kod kasnijih modela zamijenjena boljim mehaničkim tipkama.

Zanimljivo je spomenuti da se kalkulator Sinclair Cambridge type 1 mogao kupiti u KIT kompletu i sastaviti kod kuće. Type 1 je izvana vrlo sličan našem type 2, no koristi integrirani krug GI-C550, odnosno CZL550 (General Instruments Microelectronics) koji za razliku od TMS0801NC umjesto funkcije CE (clear last entry) ima implementiranu funkciju K (constant). Također, kao driver za LED u type 2 je ugrađen ITT-ov integrirani krug koji podržava osam znamenki tako da nema potrebe za dodatnim driver tranzistorima. Ukoliko malo pogledamo unutrašnjost kalkulatora Sinclair Cambridge type 2 (a slično stanje je i kod nekih drugih Sinclairovih kalkulatora) vidimo određenu neurednost u montaži elemenata (elektrolitski kondenzatori) što ukazuje na određene probleme u razvoju i proizvodnji elektroničkih uređaja. Sinclair je imao politiku da ukoliko se prodani uređaj pokvari u garantnom roku, kupac dobiva novi uređaj. Neriješeni problemi prije proizvodnje i prodajna politika tvrtke zasigurno je doprinijela tome da je veliki broj Sinclairovih uređaja doživio tržišni neuspjeh ili je profit bio znatno ispod očekivanog.

Kalkulator Sinclair Cambridge type 2 danas svakako predstavlja lijep kolekcionarski primjerak Sinclairovih proizvoda, no iako smo uspjeli ovaj naš primjerak dovesti u funkcionalno stanje, nije preporučljivo da se koristi za svakodnevni rad jer mu je konstrukcija prilično krhka i sklon je trošenjima sklopke i tipkovnice. Istini za volju, danas više i rijetko tko koristi ovakve diskretne džepne kalkulatore, danas se za sve takve stvari koriste multifunkcionalni džepni uređaji koje popularno zovemo mobiteli 🙂