Ir a página principal EL DIGICLONE - COPIADOR DE DATOS EN CINTA CASSETTE
La idea de guardar datos informáticos en las económicas cintas de cassette la adoptó inicialmente la casa Olivetti para uno de sus primeros miniordenadores personales, evitando así utilizar las voluminosas y también costosas bobinas de cinta abierta que se utilizaban en grandes unidades centrales de marcas como NCR o IBM. Debemos además tener en cuenta que en la década de los 60 no existían los discos duros tal como los conocemos, sino que el sistema de almacenamiento externo más utilizado eran los llamados "tambores magnéticos", del tamaño y peso de una lavadora, y cuya capacidad era millones de veces inferior a un disco de 2,5 pulgadas de la actualidad.
Sistemas de almacenamiento magnético, por orden cronológico: el tambor de los años 60, el floppy 5 1/4 de los 70 y el cassette de los 80
Si comparamos los sistemas de cintas y discos en los pequeños ordenadores, podemos ver que aparte de la considerable diferencia de velocidad, existe el hecho que los primeros son de acceso secuencial, es decir, los datos se graban y cargan en largas secuencias llamadas ficheros, pero una vez en la cinta no se puede localizar o modificar sólo una parte de este fichero, sino que debe recuperarse en bloque, modificarlo en el ordenador y volverlo a grabar. Los discos y tambores, en cambio, son calificados "de acceso aleatorio" porque tanto mecanicamente como por protocolo de lectura-escritura permiten localizar y cambiar datos del interior de un fichero sin tocar el resto del mismo. Naturalmente, en grandes ordenadores existían también unidades de cinta que permitían algo parecido al acceso aleatorio, pero en cualquier caso eran mucho más lentas en la búsqueda y quedan fuera del caso que tratamos en esta página.
El principio de los 80 fué un momento de gran expansión de la informatica personal, entre otras cosas porque aparecieron un cierto número de marcas y modelos económicos y de pequeño tamaño, con buenas capacidades para manejar texto y gráficos a color, como los Sinclar Spectrum, los Commodore Vic-20 y C-64, los Oric, los Acorn, los Amstrad CPC-464 o los del estándard MSX, que englobaba marcas como Sony, Philips o Toshiba.
Dos ordenadores de almacenamiento de datos en cinta cassette : el ZX-Spectrum y el Amstrad CPC 464, éste último con el cassette integrado
Todos los aficionados a la informática teníamos por entonces cajas de cassettes en que guardábamos nuestros programas. Bien fuera softvare propio o los primeros juegos y aplicaciones que de forma tímida salían al mercado. La grabación en cinta se efectuaba mediante el llamado sistema FSK (Frecuency-Shift-Keyning), heredado de los viejos sistemas de telefotografía y que utiliza dos portadoras de sonido distintas para codificar los ceros y unos de las secuencias digitales. El sistema FSK suena como una chicharra de sonido irregular, desagradable al oído, pero sus características le confieren una buena inmunidad al ruido de los canales analógicos y en nuestro caso permitían grabar los datos con cierta seguridad.
Comparación de señales en un sistema FSK (Frecuency-Shift-Keyning)
Arriba: la señal digital de 1 y 0. Abajo: la señal FSK de doble frecuencia
 Hasta aquí todo bien, pero la propia cinta también era un elemento frágil que iba perdiendo magnetismo con el tiempo, a veces acumulaba humedad y las partículas magnéticas tendían a deprenderse del soporte físico. Ocurrían además frecuentes "accidentes" con el propio cassette, que por alguna goma o polea desgastada acababa enrollando la cinta alrededor del eje de arrastre, arrugándola o rompiéndola, lo cual provocaba la pérdida irremediable de los datos contenidos.
Por este motivo era aconsejable realizar copias de seguridad de los programas. Pero el problema era que las señales originales eran del tipo de "onda cuadrada", una forma que se caracteriza por contener una gran proporción de armónicos altos, y los grabadores-reproductores de cassette no tienen la banda de paso suficiente para tratar este tipo de señales, con lo cual producían una considerable degradación de la forma de onda general.
Por otra parte, al cargar el programa en el ordenador, el algoritmo de lectura y decodificación de las frecuencias FSK funciona midiendo el tiempo que transcurre entre la llegada de los sucesivos flancos de señal, que en una primera grabación se mantienen bastante íntegros, pero si de esta señal realizamos una segunda copia analógica conectando dos aparatos casette mediante un cable, lo normal es que esta grabación resulte ya tan deplorable que pese a sonar al oído igual que la primera, la lectura ya no sirve para recuperar la secuencia digital original.
Éste era mi problema particular en 1985, cuando intenté dar con una solución. Conseguir ampliar la banda de paso de los aparatos cassette era problemático a menos que se aumentara de forma sensible la velocidad, lo cual implicaba cambios en la mecánica y la electrónica que harían además la grabación incompatible con otros lectores. De igual forma tampoco era sencillo construir un modulador-demodulador FSK externo mediante circuitos transistorizados, lo cual implicaría filtros difíciles de conseguir y tener un aparato de considerable tamaño entre el reproductor y el grabador.
Pero claro, a veces el bosque no nos deja ver los árboles, y la solución más simple puede ser la más eficaz. En un cierto momento pensé que si el problema era de flancos de ondas cuadradas degeneradas por pérdida de armónicos, existe un circuito muy básico utilizado en electrónica capaz de volver a "cuadricular" cualquier forma de onda; se trata del gatillo Schmitt.
Circuito básico de un gatillo Schmitt
 El circuito Schmitt básico que se muestra en la imagen anterior consta de dos transistores como elementos activos y de seis resistencias como pasivos. Su estructura es la de dos pasos amplificadores de colector común que serían analógicos si no fuera por el especial conexionado de los emisores, que están unidos entre ellos, compartiendo la resistencia R-6 y por tanto provocando una cierta realimentación positiva del segundo paso sobre el primero. Pero no corramos tanto. Por el interés que dicho circuito tiene en infinidad de dispositivos electrónicos, dediquemos cinco minutos para ver como funciona:
1) En condiciones de reposo, el transistor Q-1 no conduce, y por lo tanto su colector está al mismo valor de la fuente de alimentación +5 volts.
2) En esta situación la base de Q-2 está polarizada a partir del divisor formado por R-4 y R-5. El transistor por tanto conduce y su colector, que es a la vez la salida del circuito, está a nivel bajo, pongamos una tensión aproximadamente de 1,5 volts.
3) Notemos además que la corriente salida del emisor de Q-2 pasa a través de la resistencia R-6 en su camino hacia masa, y por tanto entre sus bornes habrá una tensión positiva y algo más baja que la anterior, pongamos 0,9 volts.
4) Ahora, a través de la resistencia R-1 aplicamos una tensión creciente a la base de Q-1, pero éste no comenzará a conducir hasta que la tensión de entrada sea superior a la tensión de R-6 más la caída Vbe de los transistores de silicio, que es de 0,6 volts. (0,9+0,6=1,5 Volts)
5) Entonces, cuando la tensión llegue a 1,5 volts, será cuando Q-1comience a conducir, haciendo el voltaje en su colector vaya descendiendo mientras aumenta en bornes de R-6, dicho de otro modo, mientras el colector de Q-1 desciende, su emisor aumenta. Como la tensión de la base de Q-2 se recoge a través de un divisor de tensión y sólo es una fracción de la presente en el colector de Q-1, en un cierto momento se vuelve más baja la de su emisor, provocando el corte de Q-2 y la subida repentina de la tensión de salida. Esta situación se mantendrá hasta que la tensión de entrada vuelva a descender algo por debajo de la tensión de activación.
6) La consecuencia es que dicho circuito convierte una señal analógica de entrada en una cuadrada de salida. Y si la entrada es consecuencia de una onda cuadrada anterior que haya perdido sus armónicos, de alguna forma, éstos serán "añadidos" y se recompondrán los flancos de subida y bajada, que son precisamente los que utiliza un modem FSK para efectuar su función.
7) A la vez, cualquier sonido presente en la cinta que no llegue al nivel de disparo, como los ruidos de fondo, simplemente serán ignorados y no aparecerán a la salida.
En la imagen siguiente podemos observar la correspondencia entre las señales a la entrada y a la salida del circuito.
Correspondencia de formas de onda entre la entrada y la salida del circuito Schmitt
 Basándome en esta idea monté un circuito experimental y realicé un par de pruebas... y los resultados fueron espectaculares... Insertando el Schmitt, no solamente funcionaban las copias de los programas originales, sino también las copias de las copias de las copias, hasta el punto que en las pruebas llegué incluso a validar el buen funcionamiento de copias de séptima generación.
Con tan pocos componentes, el circuito tendría pequeñas dimensiones y por lo tanto cabría en una pequeña caja, el consumo sería igualmente muy reducido, de pocos miliamperios, pero incluso así quedaba por solucionar el problema de la alimentación, encontrar una pila de pequeño tamaño y tensión suficiente que además necesitaría de un interruptor adicional para evitar su descarga. Entonces, aprovechando que la señal de entrada viene de la salida de baja impedancia del auricular del cassette reproductor, pensé en utilizar un sistema autónomo formado por un doblador de tensión que proporcionara al menos 4 volts para funcionamiento del Schmitt.
La imagen siguiente muestra el circuito definitivo, con un Schmitt algo simplificado, con el circuito de autoalimentación por doblador, formado por R-8, C1, D1, D2 y C2, y otros componentes adicionales para adecuar el nivel de señal de salida, disminuyéndola desde unos 3 volts presentes en el colector de Q-2 hasta los 32 mV, que pueden corresponder a una señal alta pero adecuada a la entrada de micro de un cassette grabador.
Circuito autoalimentado del Digiclone DTC-1
 El circuito funcionaba bien, y podría haber sido uno más de los que llegué a construir un reducido número para los amigos, pero la casualidad hizo que uno de estos conocía a su vez a un andorrano apellidado Roselló que veraneaba en nuestra isla y que tenía en la ciudad de Escaldes una empresa distribuidora de ordenadores personales, y de ello resultó que dicha persona contactó conmigo porque consideró que un producto de estas características podría ser interesante para la venta en el Principado.
Le comenté que sólo era un prototipo y que no era mi intención dedicarme a producir circuitos en serie, a lo que él respondió que si yo podía establecer un protocolo de producción y buscarle una caja y una presentación atractiva, ya encontraría a alguien que pudiera fabricarlo.
Disposición de los componentes en la placa de fibra de vidrio y vista del circuito impreso
Sin nada que perder en el asunto me lo tomé como un reto. Confeccioné un fotolito y un reducido número de circuitos impresos. Busqué una caja adecuada y adapté el circuito en su interior, tomando además la precaución de sumergirlo todo en poliéster negro, para evitar en lo posible una fácil copia del mismo.
Los cables de entrada y salida, con jacks terminales mono de 3 mm, estaban soldados directamente al circuito, y para monitorizar la señal durante su uso, disponía además de una toma de auricular situada entre los dos cables.
Ocho circuitos impresos acabados, y uno de ellos, ya instalado en su caja y cubierto por resina de poliéster negra
El siguiente paso fue diseñar una pegatina para la caja y el envase del "producto", en forma de un cartón amarillo de 18 x 23 cm con las instrucciones donde iría pegado el blister de plástico transparente que contendría el llamado Digiclone.
Dos Digiclone acabados
 El nombre de Digiclone, que fue una sugerencia de mi esposa, lo encontré atractivo. Hoy en día, al introducirlo en el Google aparecen 8.600 enlaces a este término, de los cuales algunos son de diversos sistemas de software y de empresas de copia de datos de CD y DVD, aunque puedo asegurar que es una pura casualidad y no tienen nada que ver ni conmigo ni con mi sencillo dispositivo de veinticinco años atrás.
Las instrucciones estaban impresas en inglés en el cartón del blister, y debajo de la caja del Digiclone había también un papelito doblado con las mismas instrucciones en francés y en castellano. El texto decía lo siguiente:
Después de realizar un estudio de costes, presenté el modelo acabado, con la estética que muestra la imagen anterior y llegué a un justo acuerdo con el distribuidor. El Digiclone fue registrado y producido en serie fuera de España y su venta se mantuvo en Andorra por espacio de un par de años, hasta que los pequeños ordenadores dieron paso a la prolífica familia de clónicos de PC, los cuales, obviamente, ya no utilizaban cintas de cassette para almacenar sus programas.
El Digiclone efectuando su trabajo, conectado entre la salida de auricular del
cassette reproductor y la entrada de micro del cassette grabador
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