Beeper

Achtergrond

Een pager of beeper is een klein apparaatje dat op batterijen werkt en dat de drager ervan waarschuwt wanneer iemand hem telefonisch probeert te bereiken. De pieper maakt gebruik van elektronische componenten die gevoelig zijn voor een FM-radiosignaal en zal piepen of op andere wijze geluid maken, knipperen of trillen om zijn drager te waarschuwen. Oorspronkelijk werden piepers alleen gebruikt door artsen en bepaalde zakenlieden om hen op de hoogte te stellen van een dringend telefoontje, maar de laatste twee decennia zijn ze steeds algemener geworden. In 1992 droegen naar schatting 2,9 miljoen mensen alleen al in de VS piepers, en wereldwijd was het aantal gebruikers veel groter.

Het eerste semafoonapparaat werd in 1950 in New York City gebruikt. Twee decennia na de introductie waren er ongeveer 32.600 pagers in gebruik. De pagers die in dit vroege tijdperk werden vervaardigd, waren vaak groot en enigszins onbetrouwbaar. De technologie leidde tot verbeteringen in de elektronische schakelingen, en kleine, meer betrouwbare pagers kwamen rond 1972 op de markt. Tijdens het volgende decennium werden de apparaten populairder naarmate de prijs daalde. Tegen 1981 waren er naar schatting één miljoen gebruikers in de V.S. Oorspronkelijk konden pagers alleen in een specifiek geografisch gebied een radiosignaal ontvangen. Een beller in New York City, bijvoorbeeld, zou het moeilijk kunnen hebben om iemand in Boston op te roepen. Tegenwoordig bieden verschillende pager-bedrijven de mogelijkheid om mensen in het hele land op te roepen, en wereldwijde paging ligt in het verschiet.

De typische pieper bevat een FM-ontvanger, een apparaat voor het decoderen van tonen, en een audio-versterker. Wanneer hij wordt opgeroepen, heeft de drager toegang tot het telefoonnummer van de persoon die hem of haar probeert te bereiken. Complexere piepers hebben alfanumerieke mogelijkheden en kunnen namen van en berichten van bellers weergeven. De industrie ontwikkelt ook kleine, draagbare apparaten die veel geavanceerdere versies zijn van de eenvoudige pieper.

Deze toekomstige communicatie-apparaten kunnen zowel alfanumerieke berichten verzenden als ontvangen via satelliettransmissie. Piepers kunnen worden gehuurd of rechtstreeks worden gekocht. In beide gevallen is een contract voor toegang tot een lokaal pagernetwerk verplicht; dit is meestal een verbintenis voor een of twee jaar met een vast maandelijks bedrag. Als de pieper wordt gehuurd, betaalt de gebruiker één bedrag dat zowel de kosten van het apparaat als de toegang tot het netwerk dekt – dit kan variëren van $14 tot $20 per maand. Een consument die koopt om te bezitten, betaalt de kosten van de pieper – beginnend bij ongeveer $90 – en betaalt dan een afzonderlijk maandelijks bedrag voor de toegang tot het semafoonnetwerk. Deze toegang bedraagt ruwweg $7-10 per maand. Een pieper moet worden geactiveerd wanneer de koop- of huurovereenkomst rond is en het contract met het semafoonnetwerk is overeengekomen. Een speciaal telefoonnummer voor de pieper wordt door de verkoper in het circuit geprogrammeerd. Het nummer van de pieper kan vervolgens worden doorgegeven aan vrienden, familie en collega’s. Wanneer iemand het nummer draait, bereikt een radiosignaal het toestel en activeert het waarschuwingssignaal. Dit gebeurt op een van de volgende twee manieren: de oproep naar de pieper wordt automatisch doorgegeven aan het controlecentrum van het paging-netwerk, waar automatische verwerkingsapparatuur de pieper waarschuwt. Bij de tweede methode belt de gebruiker het nummer van de pieper, wacht op een toon en toetst dan het nummer in van de telefoon van waaruit hij of zij belt.

Hoe het werkt

In de praktijk werkt een typische pager als volgt. Elke pager krijgt een individueel telefoonnummer toegewezen en een specifieke radiofrequentie waarop hij signalen kan ontvangen. Wanneer iemand het telefoonnummer van de pieper intoetst, wordt het telefoongesprek via de telefoonlijnen naar het kantoor van de semafoondienst geleid. Bij de semafoondienst controleert een controleapparaat zijn geheugen op de radiofrequentie die is toegewezen aan de pieper die wordt opgeroepen, en activeert vervolgens een radiozender om op die frequentie een kort signaal uit te zenden. Deze frequenties liggen binnen de VHF- (zeer hoge frequentie) of UHF- (ultrahoge frequentie) FM-radiobanden. In de pieper bevinden zich een ontvangerschakeling en een decoderschakeling. De ontvangerkring ontvangt het signaal, scheidt het van andere signalen, versterkt het, en geeft het door aan de decoder. De decoder controleert of het gekozen nummer overeenkomt met zijn eigen unieke, geprogrammeerde telefoonnummer, en activeert vervolgens de pieper of een ander waarschuwingscircuit. De decoder verwerkt ook het tweede deel van het signaal, dat het telefoonnummer of de boodschap bevat van de persoon die belt. Een eenvoudige pager geeft dit telefoonnummer gewoon weer op een klein schermpje. Meer gesofisticeerde pagers kunnen het nummer en een kort bericht weergeven. Sommige pagers hebben spraakmogelijkheid en kunnen een spraakbericht van tien seconden geven dat de beller heeft ingesproken.

Ruw materiaal

De materialen die bij de fabricage van pagers worden gebruikt, variëren van metalen tot keramiek, papier, rubber en kunststoffen. De buitenste behuizing van de pager is meestal gemaakt van een veerkrachtige, slagvaste kunststof. Het wordt in de fabriek gemaakt door spuitgietmachines. De omhulsels zijn meestal zwart, maar marketinginspanningen om jongere gebruikers aan te trekken hebben ook felgekleurde exemplaren opgeleverd. De gehele piepereenheid, met inbegrip van de batterij, weegt over het algemeen slechts enkele ons.

Ontwerp

Het basisontwerp van piepers is zeer weinig veranderd sinds zij werden geïntroduceerd, maar de vooruitgang in elektronische componenten en schakelingen heeft de grootte en het gewicht van het totale pakket beduidend verminderd. De toevoeging van talrijke opties aan de basisfunctie van de pagers heeft de complexiteit van de schakelingen vergroot. Sommige van deze opties omvatten de mogelijkheid van gesproken berichten en de mogelijkheid om korte berichten van de pager terug te zenden naar de beller.

Het fabricageproces

Het typische fabricageproces voor pagers omvat twee afzonderlijke stappen. Deze stappen staan bekend als het “front-end proces” en het “back-end proces”. Beide processen maken gebruik van computer geïntegreerde fabricage, of CIM. CIM is een netwerk van fysieke hardware dat is verbonden met computers met behulp van speciale software, of programma’s. CIM is ontworpen om de productie-operators te helpen bij het volgen van elke fase van het fabricageproces en ervoor te zorgen dat de pager wordt gebouwd met de juiste componenten en opties zoals gespecificeerd door de klant.

Het Front End Proces

• 1 Een groep, of array, van een of meer printplaten voor ontvanger of decoder wordt door een machine gevoerd die een soldeerprinter wordt genoemd. Printplaten (PCB’s) zijn dunne, stijve stukken elektrisch niet-geleidend materiaal waarop een patroon van elektrisch geleidend materiaal is gelijmd om talrijke stroomkringen te vormen, ongeveer zoals platte draden. Elektronische componenten zijn aan beide zijden van de printplaat bevestigd en onderling verbonden door de gedrukte schakelingen. De soldeerprinter is geprogrammeerd om een kleine hoeveelheid soldeerpasta aan te brengen op de punten waar de componenten elektrisch contact zullen maken met de gedrukte schakelingen.
• 2 De PCB’s worden dan verwerkt door een andere machine die bekend staat als een hoge-snelheid chip shooter. De shooter plaatst snel en nauwkeurig de meeste kleine onderdelen van de pager op elke printplaat.
• 3 Na een visuele inspectie worden de printplaten door een reeks robotachtige plaatsingsmachines gevoerd die de grotere en vreemd gevormde onderdelen op de printplaten plaatsen. Hiertoe behoren de chips van de geïntegreerde schakelingen (IC’s), oscillatoren en kristalfilters.
• 4 Als al deze onderdelen zijn geplaatst, worden de printplaten door een reflow-oven gevoerd. In deze oven smelt de soldeerpasta, of reflowt, om een elektrische verbinding te vormen tussen de componenten en de gedrukte schakelingen.
• 5 De printplaatarrays krijgen dan een laatste visuele inspectie op defecten en worden dan door het singulatieproces gestuurd, waarbij de individuele printplaten uit de array worden gesneden en gelabeld.
• 6 Sommige pagers hebben onderdelen nodig die met de hand moeten worden geplaatst in een proces dat “post reflow assembly” wordt genoemd. Deze onderdelen zijn over het algemeen te groot voor plaatsing met een robot of te gevoelig voor de extreme hitte van de reflow-oven. Het LCD-scherm (liquid crystal display) wordt op de decoderkaart bevestigd, en de decoderkaart met het LCD-scherm wordt in de plastic buitenbehuizing geplaatst. De behuizing bevat ook de aan/uit-schakelaar, de riembevestigingsclip en het batterijcompartiment met elektrische contacten.

  Op dit punt hebben de pagers nog geen van hun specifieke kenmerken. Ze hebben nog geen radiofrequentie toegewezen gekregen, noch zijn ze geprogrammeerd met een uniek telefoonnummer of enige klantopties. Dat gebeurt allemaal in het back-end-proces.

Het back-end-proces

• 7 Eerst wordt een kristal aan de ontvangerprintplaat gesoldeerd. Een kristal is een elektronische component die alleen door een bepaalde radiofrequentie kan worden geactiveerd. Het kristal wordt zo gekozen dat het overeenkomt met de radiofrequentie die aan de pager is toegewezen.
• 8 De ontvangerprintplaat wordt vervolgens verbonden met de decoderprintplaat in de behuizing van de pager, en de behuizing wordt door een laser gestuurd die is geprogrammeerd om het identificatienummer van de pager en andere gegevens op de achterplaat van de behuizing te etsen.
• 9 De pager wordt naar het programmeerstation gestuurd waar hij automatisch wordt geprogrammeerd met een uniek identificatienummer en een groot aantal door de klant geselecteerde opties.
• 10 Na het programmeren worden het pager-kristal en de filterfrequenties afgestemd op een handmatig afstemstation. Dit zorgt ervoor dat de pager de exacte radiofrequentie ontvangt die aan hem is toegewezen en voorkomt de ontvangst van berichten die bestemd zijn voor andere pagers op andere frequenties. Soms gebeurt dit automatisch.
• 11 In het eindassemblagestation wordt het achterdeksel op de decoderprintplaat bevestigd, een batterij geplaatst, en de pager aangezet. Na een radiofrequentietest en een visuele eindcontrole wordt de pager verpakt en naar de klant verzonden.

Kwaliteitscontrole

Naast de visuele inspecties en elektronische tests wordt het hele fabricageproces van de pagers bewaakt door het CIM-systeem. Dit systeem kan productiemedewerkers waarschuwen als een onderdeel per ongeluk is weggelaten of als een functie niet in het apparaat is geprogrammeerd.

Fabrikanten voeren ook rigoureuze tests uit op nieuwe ontwerpen onder extreme temperaturen, trillingen en schokken. Dit simuleert omstandigheden zoals het laten liggen van de pager in de zon in een afgesloten auto of het per ongeluk laten vallen van de pager op een hard oppervlak.

De toekomst

Recente ontwikkelingen in de pagertechnologie omvatten de mogelijkheid om een beperkt aantal voorgeprogrammeerde reacties van de pager via radiosignalen terug te zenden naar de beller. Dit zou de pager-gebruiker bijvoorbeeld in staat stellen een bericht van “kopen” of “verkopen” te verzenden in antwoord op een dringend verzoek van zijn of haar effectenmakelaar. Verwacht wordt dat de tweewegcommunicatie via pagers zich in de nabije toekomst zal uitbreiden.

Een andere recente ontwikkeling is een pager-kaart die een grote hoeveelheid informatie kan ontvangen en opslaan. Dit apparaat, dat eruitziet als een dikke creditcard, geeft de gebruiker een signaal wanneer een bericht is ontvangen. De gebruiker sluit de kaart aan op een computer, en de pager geeft het bericht weer op het scherm. Sommige modellen hebben tot 512 kilobyte geheugen. Toekomstige ontwikkelingen op het gebied van pagers zullen resulteren in een nog groter bereik, met inbegrip van wereldwijde paging, en grotere mogelijkheden om informatie op te vragen.

Hoewel pagers waarschijnlijk populair zullen blijven vanwege hun lage prijs, kunnen concurrerende technologieën de verdere groei beperken. Mobiele telefoons en draadloze personal digital assistant (PDA) apparaten, bijvoorbeeld, hebben de mogelijkheid om spraak, fax en e-mail via radionetwerken te verzenden. Naarmate de prijs van deze apparaten en diensten concurrerender wordt, kunnen veel huidige pager-gebruikers besluiten om te upgraden om de voordelen van meer informatiecommunicatie te verkrijgen.

Waar vindt u meer informatie

Boek

Lewis, Geoffrey E. Newnes Communications Technology Handbook. Newnes, 1994.

Periodieken

Chien, Phillip. “Brief aan een pieper.” Popular Mechanics, april 1995, pp. 50-53, 124.

Cooke, Jim. “Bouw de telefoonpieper.” Popular Electronics, november 1993, pp. 37-40, 94.

Henkoff, Ronald. “Keeping Motorola on a Roll.” Fortune, 18 april 1994, pp. 67-78.

Kantra, Suzanne en Marcelle M. Soviero, eds. “What’s New: Omni-Pager.” Popular Science, februari 1994, p. 12.

Kirschner, Suzanne Kantra en Bob Sillery, eds. “What’s New: Talking Back.” Popular Science, april 1995, p. 12.

“What’s New: Pen-Size Pager.” Popular Science, april 1995, p. 20.

Therrien, L. “Pagers beginnen meer te leveren dan telefoonnummers.” Business Week, November 15, 1993, p. 180.

—Carol Brennan /

Chris Cavette

The Manufacturing Process section of this entry was written with the help of Fred Schmidt at Motorola.