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Warum Multiface? |
Nachdem der Computer in die Klassenzimmer eingezogen war, erkannte man, daß die sich in der
Arbeitswelt ausbreitende Prozeßdatenverarbeitung (PDV) auch in der Informationstechnischen
Grundbildung (ITG) eine wesentliche Rolle spielen sollte.
Hier wurde als Bindeglied zwischen dem Computer und der "Außenwelt" ein Interface benötigt,
welches wir schon 1987 unter der Bezeichnung "Multiface-1" vorstellten.
Statt trockener Basic-Programme auf dem Bildschirm, kam nun Bewegung in den Computerraum.
Es zeigte sich, daß die Schüler viel motivierter am Computer saßen. Durch die Verwendung der
Programmiersprache LOGO in Verbindung mit wenigen, leistungsfähigen Befehlsworten, konnte
der Schüler sehr schnell Modelle in Bewegung setzen. Die Motivation ist auch heute
noch sehr groß, wenn der Schüler seine Modelle steuern kann. Durch den Spieltrieb
der Schüler werden Modelle erweitert und komplexer. Fast automatisch lernt er, wie der
Computer Programme abarbeitet. Die Grundlagen der Prozeßdatenverarbeitung sind schnell
gelegt. Fehlerhafte Programme werden "sichtbar", der Programmfehler ist schnell beseitigt.
Um der Kreativität der Schüler keine Grenzen zu setzen, wurde schon mit der ersten
Multiface die Möglichkeit geschaffen, die Anzahl der Ein- / Ausgänge durch das
Hintereinanderschalten der Multiface zu vervielfachen.
Nach der Multiface-1 und Multiface-2 kamen Multiface-150 und Multiface-250.
1990 wurden die Multiface-160 und Multiface-260 vorgestellt. Im Januar 1995
war dann die Geburtsstunde der Multiface-7x Reihe.
Um die Investitionen unserer Kunden zu schützen, sind - trotz Weiterentwicklungen -
alle Multiface zueinander kompatibel. Schon bei der ersten Entwicklung
1987 wurde darauf geachtet, daß dieses Interface an alle gängigen Rechner
(PC´s, Commodore C-64, C128, Schneider-CPC, Atari-ST, und Apple II) angeschlossen
werden kann. Der Unterschied liegt nur im Anschlußstecker. Dies bedeutet,
daß eine Multiface-1, 1987 für den C-64 erworben, auch noch heute an einem
PC betrieben werden kann!
In Gesprächen mit unseren Kunden stellten wir seit 1992 fest, daß die
den Schulen zur Verfügung stehenden Mittel stetig weniger wurden. So
reifte Anfang 1994 der Entschluß, eine neue preiswerte Interface-Reihe
neben den bewährten Multiface-160 und Multiface-260 zu entwickeln.
Obwohl Sie preiswerter sein mußte, sollten alle Ideen und Verbesserungswünsche
verwirklicht werden. Die Qualität und Handhabbarkeit sollte jedoch trotz
des günstigeren Preises nicht leiden. Der Forderungskatalog an das
neue Interface wurde immer länger. Selbstverständlich sollten alle positiven
Eigenschaften der Multiface-160 erhalten bleiben.
Neben den technischen Möglichkeiten spielt aber auch eine einfache Bedienbarkeit
eine große Rolle. Hier zeigen unsere Multiface Ihre Trümpfe. Jeder der acht
Ein- und Ausgänge der Multiface ist über eine farbige Buchse herausgeführt,
an jeder Anschlußbuchse informiert eine Kontrollampe über deren logischen
Zustand (ein/aus). Weiterhin ist jedem Ausgang eine Minus-Buchse
zum einfachen Anschluß von Motoren und Lampen zugeordnet. Dabei liefern die Ausgänge
genügend Energie für Motoren, Lampen und andere elektrische Verbraucher. Daß die
Ausgänge kurzschlußfest sind, versteht sich dabei von selbst.
Zu jedem Eingang ist eine Buchse vorhanden, welche die Schaltspannung für den
angeschlossenen Taster, Sensor o.ä. liefert. So lernt jeder Schüler nebenbei
elektrotechnische Grundlagen, in Bezug auf den Anschluß von Lampen, Motoren oder Tastern.
Um fertige Modelle anschließen zu können, sind alle Anschlüsse auch über eine Buchse
für Flachbandkabel herausgeführt werden. Dabei wurde die Kompatiblität zu einem
Standard (fischertechnik, 20 poliges Kabel) erhalten.
Wenn Sie sich nun eine Multiface der 70er Reihe betrachten, werden Sie feststellen,
daß alle diese positiven Eigenschaften der Vorgängermodelle übernommen wurden.
Der Name dieses neuen Interface stand sehr schnell fest: Multiface-70. Da wir
die höherwertigen Multiface-160 und Multiface-260 weiterentwickeln werden,
soll dieser Name zeigen, daß es sich um eine neue Entwicklung unterhalb der
bewährten Interface handelt.
Aber der Forderungskatalog war noch nicht zu Ende. Wir wollten nun
auch ein Multiface anbieten, das an Stelle der bisher angebotenen 2,6mm Steckbuchsen
auch die 4mm Laborstecker, wie Sie in den Naturwissenschaften verwendet werden, unterstützt.
Es wurde uns klar, daß wir zwei Multifacereihen anbieten müssen. Die eine
Reihe nennen wir Multiface-72, welche Anschlußbuchsen für 2,6mm Bananenstecker,
wie sie z.B. fischertechnik verwendet, besitzt. Die zweite Reihe trägt
den Namen Multiface-74. Diese hat 4mm Buchsen für die in den Naturwissenschaften
üblichen Laborstecker.
Beibehalten haben wir das bewährte Konzept, daß Multiface an den Druckeranschluß
(Parallel-Port) des Rechners angeschlossen wird. Dabei verwenden wir hochwertige
2m lange Standardanschlußkabel mit 25 poligen D-SUB Steckern, vergossenem Gehäuse
und langen Befestigungsschrauben. Im Rechner muß keine Steckkarte o.ä. montiert
werden. Dies hat den Vorteil, daß Multiface sehr mobil ist und eine höhere
Datenübertragungsrate zwischen Computer und Interface erreicht, als dies bei einem
Anschluß an die serielle Schnittstelle möglich wäre. Durch die Mobilität und den
Verzicht auf eine Steckkarte im Rechner, kann das Interface leicht zwischen Schule
und Wohnung transportiert werden.
Waren wir 1987 mit der Einführung der ersten Multiface zum attraktiven Preis-Vorreiter
einer neuen Technologie geworden, so dürfen wir auch heute wieder in aller Bescheidenheit von
einem Meisterstück reden. Aufgrund der eingangs erwähnten Finanzmisere bei den
Schulträgern entstand die Idee, ein Interface zu entwickeln, an das zwei Rechner
angeschlossen werden können. Diese Version, welche wir als DUO bezeichnen, besitzt
auf der Rückseite zwei Anschlußbuchsen an die Rechner. Mittels eines
integrierten elektronischen Umschalters kann durch eine Tipptaste auf der Oberseite
der Multiface gewählt werden, welcher der beiden Rechner Zugang zum Interface hat.
Durch zwei Kontrollampen wird der aktive Rechner (links, rechts) angezeigt. Zur Sicherheit
löscht Multiface beim Umschalten alle Ausgänge, sobald ein neuer Rechner aktiviert wird.
Wenn man nun bedenkt, daß diese Lösung nur wenig mehr kostet als das "normale" Multiface,
so ist dies eine Möglichkeit für Schulen mit geringem Etat, ihre Rechner in einem
Computerraum an wenige Interface anzuschließen. Unsere Multiface tragen den Zusatz "DUO",
wenn Sie an zwei Rechner angeschlossen werden können.
Für Schulen mit einem noch geringeren Etat empfehlen wir unser HIBS-Interface.
Um dem Aspekt Messen und Regeln gerecht zu werden, müssen analoge Größen wie Spannungen,
Temperaturen, Widerstände oder Stromstärken vom Computer erfaßt und verarbeitet werden.
Dies ist nur mit Analog-Digital (AD-) Wandlern möglich. Den größtmöglichen Nutzen bieten
hier AD-Wandler, welche Spannungen messen. Multiface besitzt solche AD-Wandler - einmalig
in dieser Preisklasse! Die Genauigkeit liegt hier bei 0,01 Volt! Der Meßbereich geht von
0 bis 2,55 Volt. Dies mag auf den ersten Blick sehr gering sein, in der Praxis hat er sich
jedoch bewährt. Durch die 8 Bit große Auflösung der Wandler ergibt sich ein Wertebereich
von 0 bis 255. Liegt eine Spannung von 2,55 Volt an, wird der Meßwert 255 an den Rechner
übermittelt. Durch diese Anpassung des Meßbereiches an den Wertebereich des Wandlers
kann der Schüler ohne große Rechenkünste die angelegte Spannung ermitteln. Für Regelungen
reicht der Meßbereich vollkommen aus. Aber auch in der Physik oder der Chemie wird mit
kleinen Spannungen gearbeitet. Man denke nur an die Kennlinien von Transistoren oder Dioden.
Selbstverständlich lassen sich jedoch auch größere Spannungen durch Vorschalten von
Spannugsteilern messen. Aber auch Ströme oder Widerstände lassen sich mit den AD-Wandlern
der Multiface messen. Multiface-160 und Multiface-260 besitzen je vier AD-Wandler,
die Multiface der 7x-Reihe besitzen 2 dieser Wandler.
Haben wir mit der Multiface-DUO Version schon das technisch Machbare gezeigt, so stellen
wir mit der Multiface-DA ein Interface für alle vor. Was früher der VW-Käfer für das Volk,
ist die Multiface-DA für alle Schulen! Ein preiswertes Interface für alle Anforderungen,
welches sich jede Schule leisten kann!
Während alle Multiface die Möglichkeit bieten, Spannungen zu messen, ist dies nun
das erste Interface, welches zwei (!) Digital-Analog Wandler zur Ausgabe von
Analogspannungen besitzt. Dies bedeutet, daß durch die Software die Spannung an
den beiden Ausgängen bestimmt werden kann. Einmalig ist die Tatsache, daß die
Ausgänge genügend Energie für Gleichstrommotoren oder Lampen liefern. Aufgrund der
Auflösung von 0,01 Volt können auch Halbleiterversuche durchgeführt werden. Durch
die Software können nun Motoren langsam angefahren und abgebremst werden. In der
Regelungstechnik sind nun noch ungeahnte Versuchsmöglichkeiten denkbar. Dabei arbeiten
die DA-Wandler unabhängig von der angelegten Versorgungsspannung! Da es sich
um "echte" DA-Wandler handelt, ist die Ausgabespannung im Gegensatz zu den
Digital-Ausgängen unabhängig von der angelegten Versorgung, solange diese 3 Volt
größer als die gewünschte Ausgabespannung ist.
Neu ist auch der Not-Aus - Taster mit Kontrolleuchte. Auf Tastendruck können nun alle
Ausgänge abgeschaltet werden, durch einen erneuten Tastendruck werden Sie wieder aktiviert.
Neu ist auch die integrierte elektronische Sicherung. Wenn an den Ausgängen mehr als 1,2
Ampere Strom fließt, schaltet diese alle Ausgänge ab und die NOT-AUS - Kontrolleuchte
leuchtet auf. Durch einen Tastendruck auf den Not-Aus - Taster werden die
Ausgänge wieder aktiviert. Besteht die Überlastung weiterhin (z.B. Kurzschluß), erfolgt nach
ca. einer Sekunde eine erneute Abschaltung. Trotz des günstigeren Preises gegenüber
der Multiface-160 wurden die Schutzmaßnahmen gegen Überspannung an den Eingängen und
Falschpolung beibehalten. Um die Qualität der Multiface zu dokumentieren, gewähren wir
volle zwei Jahre Garantie auf diese Produkte.
Für uns selbstverständlich ist ein Ein- / Ausschalter, sowie eine zusätzliche Feinsicherung.
Der Anschluß an das Netzgerät erfolgt durch zwei farbige 4mm Laborbuchsen auf der Rückseite
der Multiface.
Sollten die Anschlußmöglichkeiten der Multiface nicht ausreichen, so können bis zu
acht (!) Multiface an eine Rechnerschnittstelle angeschlossen werden. Dieses Konzept hat
sich seit 1987 sehr bewährt. Hierdurch werden dem Anwender keine Grenzen gesetzt.
Mit maximal 64 Ein- und 64 Ausgängen sind umfangreiche Modelle zu steuern.
Erreicht wird dies dadurch, daß jedes Multiface eine "Boxnummer" eingebaut hat.
Multiface-160 und alle Interface der 70er Reihe belegen die Boxnummer "1". Bei Multiface-260
ist diese über einen Schalter von 1...8 einstellbar, eine Anzeige zeigt die
eingestellte Zahl zur Kontrolle an. Innerhalb der Software kann nun mit einem Befehl
die gewünschte Multiface ausgewählt werden. Da bei Multiface-260 die Datenleitungen
durchgeschleift werden, können somit bis zu acht Multiface an einem Rechner betrieben werden.
Anstelle einer weiteren Multiface, kann am 260er Modell auch ein Drucker angeschlossen werden.
In der Planung ist z.Zt. ein Erweiterungsmodul für die Multiface-7x Reihe, um auch ohne eine
Multiface-260 mehrere Multiface an einem Rechner betreiben zu können.
Obwohl die beschriebenen Möglichkeiten schon sehr vielfältig sind, gingen wir bei der
Entwicklung der Multiface noch einige Schritte weiter. Uns war es wichtig, daß bei
realitätsnahen Prozeßsteuerungen auch die Zustände des Interface berücksichtigt werden
sollten. So erweiterten wir die Schnittstelle zwischen Computer und Multiface. Nun war
es möglich durch die Software festzustellen, ob die DUO-Version "empfangsbereit" ist.
Ferner kann der Zustand der Not-Aus - Kontrollampe ermittelt werden. Selbst die
Höhe der angelegten Versorgungsspannung kann von den Multiface-7x gemessen werden.
Auch wenn wir Multiface an der älteren Generation der Rechner
(C-64, C-128, Schneider CPC, Atari-ST, Apple-II) betreiben können, so haben wir
diese Informationen aufgrund der geringen Nachfrage in den letzten Monaten aus
diesem Informationssystem herausgenommen. Da der Apple Macintosh mittlerweile in
vielen Schulen Einzug gehalten hat, ist eine Anpassung der Multiface an diesen
Rechner in Vorbereitung.
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