Facsimile, veel interessanter dan de meesten weten!
In de dump wordt al enige tijd fax-apparatuur aangeboden voor prijzen die varieren tussen 400 en 800 gulden, compleet met synchronisatie-apparaat. De prijzen en het felt dat wij het fax-apparaat eigenlijk zondermeer aan de zender en ontvanger kunnen knopen maken het erg interessant om deze kant van de hobby goed te belichten.
Wat is facsimile?
Facsimile is een verreschrijf-toestel, dat in tegenstelling tot b.v. telex, niet alleen getypte tekst, maar ook geschreven tekst en tekeningen kan overseinen.
Er is ook facsimile apparatuur die in staat is om foto's, dus tussen de zwart/wit tinten ook grijstinten uit te zenden en te ontvangen, maar wij zullen ons in deze artikelenreeks beperken tot de beschrijving van de werking van het Siemens Hellfax apparaat KF 108, omdat dit apparaat regelmatig in de dump verkrijgbaar is.
Volgens de handleiding van Siemens dient het apparaat voor transmissie van met de hand of met de machine geschreven teksten, stenogrammen, beschreven formulieren (telegrammen, cheques, vrachtbrieven etc.), handtekeningen, lijntekeningen en soortgelijke documenten tot een formaat DIN A5, over willekeurig grote afstanden.
Als zendamateur kunnen wij aan het lijstje mogelijkheden wel het een en ander toevoegen, b.v. het uitwisselen van schema's of QSL-kaarten.
Ook het luisterstation komt aan zijn trekken omdat op 144,700 MHz verschillende Fax-stations QRV zijn en regelmatig interessante (soms pikante) plaatjes de lucht in gaan. Een andere mogelijkheid is de ontvangst van weerkaarten, zoals die via de korte- en Lange golf door verschillende meteorologische instituten worden uitgezonden.
Werking van de fax
Om de werking van de fax goed te kunnen begrijpen zullen we van het begin of nagaan hoe het fax signaal wordt opgebouwd en gereed gemaakt voor transport.
Stel dat we een tekening zoals in fig. 1 weergegeven moeten overseinen. We gaan nu precies volgen wat er gebeurt.
Fig. 1. Willekeurig voorbeeld van een op te nemen en over te seinen afbeelding via facsimele (FAX).
De tekening wordt op de beeldtrommel, wals van de fax machine, gespannen waarna we de trommel laten draaien. Zie fig. 2. We dragen er zorg voor dat de trommel met het origineel in het duister staat opgesteld.
Fig. 2. De papiertrommel de op te nemen tekening is rondom de trommel gespannen zodat de afbeelding m.b.v een lampje en een fotocel afgetast kan worden.
We laten nu op de verduisterde trommel door een lamp met een puntvormige gloeidraad en een speciaal lenzenstelsel een heel klein doch uiterst fel lichtpuntje op het origineel vallen. Het lichtpuntje zal afhankelijk van de kleur van het origineel in meer of mindere mate worden gereflecteerd en door de fotocel worden opgevangen. Indien de lichtstip op een wit gedeelte van het origineel valt, zal veel licht worden weerkaatst, waardoor zijn weerstand laag wordt, terwijl als het lichtpuntje op een zwart gedeelte valt, dit voor het grootste gedeelte wordt geabsorbeerd, de fotocel dus weinig licht ontvangt en zijn weerstand hoog blijft. Fig. 3.
Fig. 3. Het principe van een fax-apparaat. Het opnamedeel bevindt zich in een gesloten kast. Het weergavedeel is buiten de kast aangebracht.
Het lichtpuntje dat op het origineel geprojecteerd wordt heeft de afmetingen van 0,1 × 0,2 mm, een speldeprikje dus, maar het moet wel zo klein zijn om voldoende details to kunnen onderscheiden.
Doordat de trommel draait zijn we nu al zover dat een strookje van het origineel met een breedte van 0,2 mm wordt afgetast en omgezet kan worden in een electrisch signaal. Als we nu na elke omwenteling de lichtstip een klein beetje opschuiven, kunnen we zo het origineel lijn voor lijn aftasten zoals aangegeven is in fig. 4.
Fig.4. Het aftasten van een over te seinen afbeelding.
In de praktijk gebeurt het opschuiven van de lichtstip door het verplaatsen van de beeldtrommel; de lichtstip en de fotocel staan stil. Per omwenteling verschuift de beeldtrommel t.o.v. de lichtstip 0,25 mm, dus iets meer dan de lichtstip breed is.
In feite wordt het origineel op dezelfde manier afgetast zoals dat in een televisiecamera gebeurt, alleen lopen de beeldlijnen horizontaal, terwijl ze hier vertikaal lopen. Net als bij televisie is synchronisatie van de zender en de ontvanger een "must" en hoe wordt dat bij de fax gedaan?
De beeldwals wordt aangedreven door een synchroonmotor en mits zender en ontvanger op hetzelfde net zijn aangesloten zullen deze motoren dus even snel lopen; binnen Nederland dus geen probleem.
Maar als de een of andere vorst in donker Afrika een plaatje van een door hem gewenste bruid per fax de wereld inslingert, zou het een wonder zijn als het agregaatje waarmee hij het spul voedt precies 50 Hz draait. Trouwens al zou het precies 50 Hz draaien dan zouden de Amerikanen weer bezwaren hebben omdat de negotie aan hun neus voorbij gaat aangezien zij toevallig 60 Hz op het stopcontact hebben!
In die gevallen dat er niet via het net gesynchroniseerd kan worden, wordt van een speciale synchronisatiekast gebruik gemaakt. Een pracht van een synchronisatie mogelijkheid wordt gevormd door de zwarte clip waarmee het papier op de beeldtrommel bevestigd wordt.
Bij elke omwenteling van de trommel komt hiervan een signaal, wat echter bij ontvangst niet geschreven wordt aangezien de clip iets verdiept in de trommel ligt en het schrijfwieltje er dus gewoon niet bij kan.
De rotatiesnelheid van de beeldtrommel is enigermate gestandaardiseerd en dat geeft helaas een aantal beperkingen aan de bruikbaarheid. Bij de bier beschreven KF 108 draait de trommel 120 omw./min., maar kan d.m.v. het wisselen van een tandwiel ook 180 omw./min. lopen. Andere gebruikte snelheden zijn 60, 90 en 240 omw./min.
Er zijn machines die omschakelbaar zijn op de verschillende snelheden en als je er zo een op de kop kunt tikken heb je natuurlijk geluk, maar met de niet omschakelbare KF 108 kan je ook aardig uit de voeten omdat amateurs allen 120 omw./min. gebruiken. Later in dit artikel wordt een lijst opgenomen van meteorologische stations die met 120 omw./min. uitzenden.
De weerstandvariaties door de verschillen in opvallend Licht van de fotocel moeten nu nog geschikt gemaakt worden voor transport en voor de bediening van de ontvanger van het tegenstation.
Zoals eerder opgemerkt kent deze fax geen grijstinten, dus lichtgrijs is wit en donkergrijs wordt zwart. De weerstand van de fotocel zal bij het aftasten boven of beneden een bepaalde waarde komen en daarmee kan dan geschakeld worden.
Om het fax signaal via telefoonlijnen te kunnen transporteren wordt gebruik gemaakt van een draaggolf van 1500 Hz die 100% AM gemoduleerd wordt met het beeldsignaal. In feite komt 100% AM modulatie er in dit geval op neer dat bij het overseinen van een wit gedeelte geen toon wordt uitgezonden en bij het overseinen van een zwart gedeelte wel. Een lijn van het door ons uit te zenden origineel zullen we er nu uitpikken en op de scoop gaan bekijken wat er bij de transmissie van deze lijn uit de machine komt. Fig. 5. Aangezien telefoonlijnen begrenst zijn wat frequentiegebied betreft tot ongeveer 3 kHz is ook de max. modulatie frequentie aan grenzen gebonden. De KF 108D heeft een max. beeldfrequentie van 1000 Hz.
Fig. 5. Verband tussen belld en signaal.
We zullen eens nagaan wat dan het oplossend vermogen nog is, dus het kleinste detail dat nog kan worden weergegeven.
De beeldtrommel heeft een diameter van 68,5 mm en draait 120 omw./min. De omtrek van de beeldtrommel is dus pi × 68,5 is ca 215 mm. Per seconde draait de trommel 120/60 = 2 × rond. De totale afgelegde weg is dan per seconde 215 × 2 = 430 mm.
Aangezien de max. modulatiefrequentie 1000 Hz is wil dat zeggen dat over de 430 mm maximaal 1000 witte en 1000 zwarte streepjes kunnen staan. Het kleinste streepje dat in verticale richting geschreven kan worden is 430/1000 = 0,43 mm, terwijl dat in horizontale richting door het transport van de beeldtrommel 0,25 mm is. Het zal dus duidelijk zijn dat nog zeer fijne details kunnen worden overgeseind.
Elke fax machine is een zender en een ontvanger tegelijkertijd. Precies tegenover de fotocel zit een schrijfgedeelte dat bestaat uit een schrijfwieltje bestuurd door een electromagneet. Zie fig. 3.
Als op de fax machine een toon van 1500 Hz gezet wordt bekrachtigt de magneet en zal het schrijfwieltje tegen het papier gedrukt worden. Omdat schrijf- en leesgedeelte precies tegenover elkaar zitten is in de machine een voorziening gebouwd dat bij de ontvanger de trommel 180° verdraait t.o.v. de zender wanneer gesynchroniseerd wordt.
De startprocedure en de synchronisatie wordt verzorgd door het zendende apparaat. Met deze wetenschap gewapend kunnen we een fax machine aan de twee meter transceiver knopen, waarbij we er voor moeten zorgen dat de lf-spanning uit de transceiver minstens 45 mV is. De uitgang van de machine wordt via een verzwakker aan de microfoon ingang aangesloten (uitgangsniveau van de machine 0,77 V aan 600 ohm).
We kiezen de mode FM (eigenlijk F4), we stemmen of op 144,700 MHz en we zijn met fax QRV. In een volgend artikel zullen we de fax volger van PE1BIK bespreken, waarmee het mogelijk wordt ook op de HF-banden goede plaatjes binnen to krijgen en een wereld van mogelijkheden open gaat.
De fax machine met links de synchronisatiebox.
De geopende fax machine met geheel boven het schrijfwieltje.
PA0VRC.