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TS1000-Count

Ein elektronischer Ersatz für den mechanischen Zähler mit Autostopp-Funktion A

Eine Entwicklung für TS1000.de

Sehr vorläufig(!)

Inhalt

Einleitung

Der Kunststoff der mechanischen Zählwerke der TS1000 ist für eine Lebensdauer von vielen Jahrzehnten nicht unbedingt geeignet. Viele dieser Zählwerke funktionieren daher nicht mehr, was natürlich für die Besitzer dieser herrlichen Maschinen sehr schade ist. Für andere Tonbandgeräte gibt es elektronische Ersatz-Zählwerke, aber für die TS1000 bis jetzt nicht, denn:

Es war außerordentlich anspruchsvoll, nicht nur einen einfachen Zähler, sondern ein so komplexes System wie den TS1000-Zählwerk mit seiner Autostopp-Vorwahl zu realisieren, und zwar so, dass das Erscheinungsbild und die Bedienung für den Besitzer nahezu unverändert bleibt. Eher nur zufällig wurde eine Lösung gefunden, die diese "wasch' mich - aber mach' mich nicht nass"-Forderung erfüllt. Aber die ist schaltungstechnisch, vom Bauteileaufwand her aber am meisten wegen der erforderlichen handwerklichen Arbeit und Erfahrung sehr anspruchsvoll bzw. aufwändig.

Hier ein Foto von einem Original-Zählwerk (ungereinigt - es gibt noch schlimmere):

Fotos von einem der Prototypen:

Es bot sich an, aufbauend auf dieser Entwicklung auch für die mechanischen Zähler der Revox-Tonbanggeräte A77, B77 und PR99 MKI ein Ersatz-Zählwerk zu entwickeln, dass abgesehen von der Autostopp-Funktion, die gleichen erweiterten Eigenschaften bietet.

Eigenschaften

• Zähleranzeige wie Originalzählwerk, d. h., gleiche Zählgeschwindigkeit
• 7-Segment-Anzeige weiß, 5 mm (mit Filterfolie auch andere Farben)
• Minimale Änderung des originalen Erscheinungsbildes der TS1000, nur die 7-Segment-Anzeige ist anders
• 5-stellige Anzeige mit 0.1er-Stelle, die den langsamen, aber sichtbaren Fortschritt der 1er-Stelle des mechanischen Zählwerks ersetzt
• Zählerstand bleibt auch bei Ausschalten erhalten
• Wahlweise Anzeige der ungefähren Bandlaufzeit (h.mm.ss), für verschiedene Bandtypen, Bandgeschwindigkeiten sowie Spulendurchmesser geeignet
• Vorwahl für Autostopp-Funktion wie beim Originalzählwerk funktionsfähig

Ausbau des alten und Einbau des neuen Zählwerks

Der Aus- und Einbau des alten und neuen Zählwerks ist nicht sehr kompliziert. Es genügt etwas Erfahrung beim Abisolieren und Löten von dünnen Leitungen, aber Achtung: Eine der Leitungen ist ein dünnes abgeschirmtes Kabel, da muss man vorsichtig sein. Der Aus- und Einbau durch den Kunden spart den aufwändigen doppelten Transport des ganzen Tonbandgerätes zu TS1000.de und die Kosten für den Einbau.

Zunächst muss das alte Zählwerk ausgebaut werden, damit es umgerüstet werden kann. Das Abnehmen der Frontplatte ist sehr einfach: Es brauchen nur 5 Schrauben auf der Frontplatte und die Schrauben in den Füßen herausgedreht und die Füße abgezogen zu werden, das ist alles. Es braucht kein Knopf abgezogen oder sonst etwas gemacht zu werden. Nach Entfernen der Frontplatte werden die zwei Schrauben, mit denen das Zählwerk befestigt ist, abgeschraubt. Eine der Schrauben ist unter dem Halter der roten Autostopp-LED versteckt. Damit der abgenommen werden kann, muss die Lasche, die den LED-Halter hält, etwas zurück bzw. gerade gebogen werden. Die Leitungen zum Zählwerk müssen am Zählwerk abgetrennt werden en (ablöten, evtl. auch abschneiden).

Das mechanische Zählwerk kann nun zur Umrüstung nach TS1000.de geschickt werden. In der Regel ist es erforderlich, das Zählwerk zu reinigen, oft sogar intensiv.

Im Tonbandgerät werden folgende Umbaumaßnahmen getroffen: Die aus dem Gerät kommenden Leitungen werden auf eine Adapter-Platine, die eine 5-polige Stiftleiste enthält, aufgelötet. Diese Adapter-Platine kann später im Tonbandgerät auf einer freien Fläche befestigt werden.

Die Farben der Leitungen sind auf der Leiterplatte angegeben:

G/W:     Einzelader Grün/Weiß
G:         Einzelader Grün
R, Y, W: 3-adrige Leitung Rot, Gelb und Weiß vom Sensor
G/Y:      Einzelader Grün/Gelb
R, r:      Abgeschirmte Leitung mit Abschirmung Rot (R) und Innenleiter Rot (r)

So ist es gedacht, angelötet zu werden:

Das umgerüstete Zählwerk ist mit einem zur Adapter-Platine passenden 5-polgen Steckverbinder ausgerüstet, so dass es nur gesteckt und wieder eingeschraubt werden muss.

Fotos: Adapter-Platine angeschlossen bzw. im Gerät befestigt:

Vorschlag auf dem Foto: Die Adapter-Platine mit doppelseitigem Klebeband und einer Zwischenlage für den nötigen Abstand eingeklebt (die Metalloberfläche muss vorher entfettet werden). Alternativ könnte ein dicker Tropfen Heißkleber (oder zwei), möglichst nicht im Bereich der Leitungen und Lötstellen, auch eine gute Lösung zur Befestigung der Adapter-Platine sein. Die Lötstellen dürfen die metallische Oberfläche natürlich nicht berühren.

Bedienung

Beim Einschalten des Tonbandgerätes wird für einen kurzen Moment die Nummer der Firmware-Version und danach der zuletzt erreichte Zählerstand angezeigt. Wenn die interne 5 V-Betriebsspannung des des Tonbandgerätes fällt, also insbesondere beim Ausschalten, wird der Zählerstand in den nicht-flüchtigen Speicher übertragen. Manchmal ist auch - zumindest teilweise - auch sichtbar, dass in diesem Zustand Lo U (= geringe Spannung) angezeigt wird.

Reset: Mit einem kurzen Tastendruck (< 800 ms) wird der Zählerstand auf 0000 zurück gesetzt.

Bandlaufzeit

Mit einem längeren Tastendruck (> 800 ms und < 2,4 s) wird von der Anzeige des Zählerstands auf die Anzeige der Bandlaufzeit umgeschaltet. Anzeige: h.mm.ss

Die angezeigte Zeit wird berechnet aus dem aktuellen Zählerstand, der Stärke des Bandes und dem Durchmesser der Aufwickelspule. Darüber hinaus wird aus der Zählgeschwindigkeit und dem Zählerstand auf die eingestellte Bandgeschwindigkeit 4¾, 9½, 19 oder 38 cm/s geschlossen und dementsprechend der Zählerstand in eine der Bandgeschwindigkeit entsprechende Bandlaufzeit umgerechnet.

Diese Anzeige kann nur dann vernünftige Ergebnisse liefern, wenn

1. ... das Zählwerk am Anfang des Bandes auf 0000 gestellt wird.
2. ... bei dem Zählwerk der Bandtyp, also die Stärke des Bandes (Standard-, Langspiel- oder Doppelspiel-Band) und der Durchmesser der Aufwickelspule (18, 22 oder 26,5 cm) korrekt eingestellt wurde. Das braucht nicht am Anfang des Bandes zu geschehen. Hinweis: Zu dem nominellen Kerndurchmesser wird zur korrekten Zeitberechnung noch jeweils ca. 0,9 mm Vorspannband hinzu gerechnet.
3. ... die tatsächliche Bandgeschwindigkeit einer der vier möglichen Bandgeschwindigkeiten entspricht. Die Bandgeschwindigkeit wird laufend ermittelt und Änderungen werden deshalb auch während des Betriebs berücksichtigt.

Zum Einstellen des Bandtyps wird die Taste lange (> 2,4 s) gedrückt. Es erscheint die momentane Einstellung:

26 LP: 26,5 cm (Kerndurchmesser 114,2 mm), Langspielband (35 µm)
26 dP: 26,5 cm (Kerndurchmesser 114,2 mm), Doppelspielband (26 µm)
26 SP: 26,5 cm (Kerndurchmesser 114,2 mm), Standardband (52 µm)
22 LP: 22 cm, (Kerndurchmesser 90 mm), Langspielband (35 µm)
22 dP: 22 cm, (Kerndurchmesser 90 mm), Doppelspielband (26 µm)
22 SP: 22 cm, (Kerndurchmesser 90 mm), Standardband (52 µm)
18 LP: 18 cm, (Kerndurchmesser 60 mm), Langspielband (35 µm)
18 dP: 18 cm, (Kerndurchmesser 60 mm), Doppelspielband (26 µm)

Mit jedem kurzen Tastendruck wird der nächste Bandtyp ausgewählt.

Mit einem längeren Tastendruck (> 800 ms, < 2,4 s) wird wieder auf Zählerstand- bzw. Zeitanzeige zurück geschaltet.

Bei Zählwerkständen < 0000 werden auch negative Zeiten angezeigt, aber das ist nur für kleine negative Zeiten sinnvoll - eigentlich nur im Bereich des Vorspannbandes.

Hintergrund-Informationen: Ungenauigkeiten bei der Bestimmung der Bandlaufzeit

Aus verschiedenen Gründen ergeben sich Ungenauigkeiten bei der Bestimmung der Bandlaufzeit. Das sind:

• Abweichungen von der Sollgeschwindigkeit
• Abweichungen des Aufwickel-Kerndurchmessers vom nominellen Kerndurchmesser
• Unterschiedlich langes (und dickes) Vorspannband (-> größerer Kerndurchmesser)
• Abweichungen von der nominellen Stärke des Bandes
• Schlupf während des Bandtransportes
• Ungenauigkeiten des Zählwerks (Schlupf des Antriebsriemens, ungenaue Übersetzung)

Stärke der Bänder:

Die Stärke der verschiedenen Bänder, sowohl bei verschiedenen Herstellern, als auch innerhalb der Produktpaletten der Hersteller, variiert bei den verschiedenen Bandtypen. Siehe auch die Tabelle weiter unten. Das hat einen erheblichen Einfluss auf die angezeigte Zeit, insbesondere gegen Ende des Bandes.

Hinzu kommt, dass man den offiziellen Angaben aus den Datenblättern auch nicht unbedingt trauen kann. So habe ich bei einem Agfa PEM 268, was laut technischen Daten DP-Band mit einer Stärke von 27 µm sein soll, eine tatsächliche Stärke von 30,2 µm gemessen (ein Wickel mit 500 Windungen mit einer Stärke von 15,1 mm bzw. mit Zunahme des Durchmessers um 30,2 mm). Das liegt ziemlich genau mittig zwischen dem Standard für LP- und für DP-Bänder(!). Die Länge des Bandes ergab sich aus dem Außen- und Innendurchmesser des vollen Wickels (jeweils ohne Vorspannband) und der Banddicke zu 1281 m statt nominell 1440 m. Dementsprechend war eine tatsächliche Laufzeit von 112 min statt 126  min zu erwarten, und die gemessene Laufzeit war auch nur ca. 30 s geringer. Daraus lässt sich schließen, dass in diesem Fall die Bandgeschwindigkeit - eher zufällig - ziemlich genau gestimmt hat.

Kerndurchmesser, Vorspannband:

Für die korrekte Zeitberechnung ist natürlich der Kerndurchmesser, nicht der Außendurchmesser der Spule, wichtig. Darauf kann man sich aber auch nicht immer verlassen: Z. B. 22 cm-Spulen von Braun haben nach unseren Erfahrungen einen Kerndurchmesser von 100 statt der genormten 90 mm. Das Vorspannband verändert den Kerndurchmesser um ca. 1 mm, auch das verusacht deutliche Abweichungen. Wir haben einen Zusatzdurchmesser von ca. 0,85 mm berücksichtigt, der bei einem Agfa PEM 286 gemessen wurde.

Sollgeschwindigkeit:

Das ist natürlich recht einfach überschaubar. 1% Abweichung ergibt 1% Zeitfehler, also z. B. bei einer Stunde (3600 Sekunden) Laufzeit 36 Sekunden.

Schlupf:

Schlupf ist bei Geräten ohne Bandzugregelung deutlich stärker ausgeprägt als bei Geräten mit Bandzugregelung und verursacht in der ersten Halbzeit eine höhere und danach eine geringere Geschwindigkeit.

Beispiele:

Angenommen wird ein 26,5 cm Langspielband mit 1080 m Länge und einer nominellen Stärke von 35 µm, abgespielt mit 19,05 cm/s. Es hat eine nominelle Laufzeit von ca. einer Stunde und 34 Minuten. Nehmen wir folgende Fehler jeweils unabhängig voneinander an, die jede zu mehr angezeigter als tatsächlicher Bandlaufzeit führen:

• Bandgeschwindigkeit 1% zu hoch (ein eher realistischer Wert)
• Kerndurchmesser 1 mm kleiner (ein eher pessimistischer Wert)
• Stärke des Bandes 1 µm weniger (sehr optimistisch, in der Praxis ist das oft sehr viel mehr)

Die angezeigten Zeiten scheinen sich nicht sehr voneinander zu unterscheiden. Aber wenn man die Differenz zwischen angezeigter und tatsächlicher Bandlaufzeit betrachtet, wird es deutlicher:

Dabei sollte man bedenken, dass die Abweichungen von der Sollgeschwindigkeit eher realistisch, die vom Kerndurchmesser pessimistisch und die von der Bandstärke sehr optimistisch angenommen wurden. In der Praxis ist die Bandstärke mit großer Wahrscheinlichkeit der Haupverursacher von Abweichungen von der tatsächlichen Zeit.

Tabellen der Bandstärken einiger ehemals und aktuell erhältlicher Tonbänder

RTM ist einer der letzten Produzenten von noch erhältlichen Tonbändern. Deren Produktion ist offensichtlich über Umwege von den Firmen BASF und Agfa gekommen. Ebenfalls sind Tonbänder von ATR (USA) noch erhältlich. (Quelle: STUDER und ReVox Infoportal)

Autostopp

Mit den Vorwahlrädern wird die Zählwerkanzeige eingestellt, bei der ein Stopp-Signal ausgelöst werden kann. Wie im Original, muss zum Auslösen eines Stopps die Autostopp-Taste gedrückt sein, so dass die rote Autostopp-LED leuchtet.

Bei jedem Schalten an einem Vorwahlrad wird für einen kurzen Moment die derzeitige Vorwahl angezeigt, wobei zur Übersichtlichkeit bei der Zählerstandanzeige die Vornullen unterdrückt werden.

Wenn das Display auf Zeitanzeige geschaltet ist, wird beim Schalten an einem Vorwahlrad nicht der eingestellte Zählerstand für den Autostopp, sondern die zugehörige Bandlaufzeit angezeigt.

Anzeige-Helligkeit

Wenn beim Einschalten die Reset-Taste gedrückt ist, lässt sich durch wiederholtes Drücken der Reset-Taste die Helligkeit der Anzeige in 4 Stufen verändern. Angezeigt wird dabei H.E.L.L.O, in den verschiedenen Helligkeiten, wobei auch die Anzahl der Dezimalpunkte die Helligkeitsstufe (1..4) angibt. Danach muss das Gerät aus- und wieder eingeschaltet werden.