Konstrukce absolutně jakéhokoli zařízení, zvláště pokud obsahuje elektronické i mechanické prvky, se může neznalému člověku zdát jako sklad tajemství a záhad, které je tak těžké přijít na vlastní pěst. Ploché skenery jsou právě takovou možností. Na první pohled se design skeneru nezdá nijak zvlášť složitý: tělo s pár konektory a pár tlačítky, odnímatelný kryt tabletu a sklo, na které se odkládají předlohy ke skenování. Jak ale „ekonomika“ funguje a co znamenají čísla v její specifikaci, to je, jak se říká, úplně jiný příběh. Chcete-li se naučit, jak se orientovat v mnoha modelech skenerů prezentovaných na dnešním počítačovém trhu, musíte si představit skutečný význam vlastností uváděných výrobci. Ale aby byl tento článek informativnější, podívejme se na design skeneru, jak se říká, v doslovném smyslu slova „podíváme se na to“.
Začněme možná nejdůležitějším prvkem každého skeneru - světlocitlivou matricí, která je jako jeho „oči“.

Matice

Ano. Matrice je nejdůležitější součástí každého skeneru. Matrice transformuje změny barvy a jasu přijímaného světelného toku na analogové elektrické signály, který bude srozumitelný pouze jeho jedinému elektronickému příteli - analogově-digitálnímu převodníku (ADC). Z tohoto pohledu lze ADC přirovnat k průvodci-překladateli, jejímu stálému společníkovi. Pouze on, jako nikdo jiný, rozumí matici, protože žádné procesory ani řadiče nebudou analyzovat její analogové signály, aniž by je nejprve interpretoval převodník. Jen on je schopen zajistit práci všem svým digitálním kolegům, kteří vnímají pouze jeden jazyk – jazyk nul a jedniček. Na druhou stranu můžete vzít jakýkoli procesor, převodník nebo zesilovač, posvítit na něj nejjasnějším světelným zdrojem a počkat na nějakou reakci, dokud vás to neomrzí. Výsledek je znám předem – bude nulový, protože na něj nejsou citlivé žádné další elektronické součástky skeneru. Pokud chcete, všichni jsou slepí od narození. Další věcí je matrice. Světelný tok dopadající na jeho povrch doslova „vyrazí“ elektrony z jeho citlivých buněk. A čím jasnější světlo, tím více elektronů bude v maticových akumulátorech, tím větší bude jejich síla, když se budou řítit k východu v nepřetržitém proudu. Současná síla elektronů je však tak neúměrně malá, že je nepravděpodobné, že je „uslyší“ i ten nejcitlivější ADC. Proto je na výstupu z matrice čeká zesilovač, který je srovnatelný s obrovským megafonem, který obrazně řečeno i komáří pištění promění v vytí hlasité sirény. Zesílený signál (stále analogový) „zváží“ převodník a přiřadí každému elektronu digitální hodnotu podle jeho aktuální síly. A pak... Elektrony pak budou představovat digitální informace, které budou zpracovávat další specialisté. Práce na opětovném vytvoření obrazu již nevyžaduje pomoc matice.
Ale nechme obecné úvahy. Podívejme se na praktickou stránku věci. Většina moderních skenerů pro domácnost a kancelář je založena na dvou typech matric: CCD (Charge Coupled Device) nebo CIS (Contact Image Sensor). Tato skutečnost vyvolává v myslích uživatelů dvě otázky: jaký je rozdíl a co je lepší? Pokud je rozdíl patrný i pouhým okem - tělo CIS skeneru je v porovnání s podobným CCD zařízením ploché (jeho výška bývá cca 40-50 mm), pak je odpověď na druhou otázku mnohem obtížnější. Odpověď je třeba argumentovat, aby se předešlo lavině otázek jako „proč je to lepší?“, „proč je to lepší?“
Nejprve se podívejme na hlavní výhody a nevýhody těchto dvou tříd skenerů. Pro usnadnění jsem je shrnul do malé tabulky:


CCD skener má větší hloubku ostrosti než jeho protějšek CIS. Toho je dosaženo použitím čočky a systému zrcadel v jejím designu.

Na obrázku je pro usnadnění vnímání nakresleno pouze jedno zrcadlo,
zatímco typický skener má alespoň tři nebo čtyři z nich

Skenery s maticí CCD jsou mnohem běžnější než zařízení CIS. To lze vysvětlit tím, že skenery se ve většině případů nepořizují pouze pro digitalizaci archů textové dokumenty, ale také pro skenování fotografií a barevných obrázků. V tomto ohledu chce uživatel získat sken s co nejpřesnější a nejspolehlivější reprodukcí barev a z hlediska citlivosti na světlo zprostředkovává CCD skener barevné odstíny, zvýraznění a polotóny mnohem přísněji než skener CIS. Upozorňuji, že chyba v šíření úrovní barevných odstínů rozlišených standardními CCD skenery je cca ±20 %, zatímco u zařízení CIS je tato chyba již ±40 %.

Schematické znázornění CIS senzoru

Matrice CIS se skládá z LED linky, která osvětluje povrch snímané předlohy, samozaostřovacích mikročoček a samotných senzorů. Matricový design je velmi kompaktní, takže skener využívající kontaktní senzor bude vždy mnohem tenčí než jeho CCD protějšek. Kromě toho jsou taková zařízení známá svou nízkou spotřebou energie; jsou prakticky necitlivé na mechanické namáhání. Skenery CIS jsou však ve svém použití poněkud omezené: zařízení zpravidla nejsou přizpůsobena pro práci s diapozitivy a automatickými podavači dokumentů.
Kvůli zvláštnostem technologie má matice CIS relativně malou hloubku ostrosti. Pro srovnání CCD skenery mají hloubku ostrosti ±30 mm a skenery CIS mají hloubku ostrosti ±3 mm. Jinými slovy, pokud na tablet takového skeneru položíte tlustou knihu, získáte sken s rozmazaným pruhem uprostřed, tzn. v místě, kde se originál nedostane do kontaktu se sklem. S CCD kamerou bude celý obraz ostrý, protože má zrcadlový systém a zaostřovací čočku. Na druhé straně je to poměrně objemný optický systém, který neumožňuje skeneru CCD dosáhnout stejně kompaktních rozměrů jako jeho protějšku CIS. Nicméně na druhou stranu je to optika, která poskytuje zjevný nárůst kvality. Dovolte mi poznamenat, že požadavky na optiku jsou velmi vysoké, takže zvěsti, že některé modely skenerů používají „plastová zrcadla“, jsou značně přehnané, ne-li „smyšlené“. ;)
Pokud jde o rozlišení, skenery CIS také nejsou konkurentem CCD. Již nyní mají některé modely CCD skenerů pro domácnost a kancelář optické rozlišení cca 3200 dpi, zatímco u CIS zařízení je optické rozlišení omezené, pokud se nepletu, prozatím 1200 dpi. Obecně však nemá smysl zahazovat technologii CIS. Všechny technologie se rychle vyvíjejí. Skenery s matricí CIS našly své uplatnění tam, kde je potřeba digitalizovat nikoli knihy, ale archové originály. Skutečnost, že tyto skenery jsou plně poháněny sběrnice USB a nevyžadují další zdroj energie, přišel vhod majitelům přenosných počítačů. Digitalizujte originál a převeďte jej na textový soubor dokážou to kdekoli, aniž by byli vázáni na blízkost elektrických sítí, což jim umožňuje přimhouřit oko nad řadou nedostatků kontaktního senzoru. Ve skutečnosti tedy můžete odpovědět na otázku „který skener je lepší“ na základě vašich konkrétních požadavků.

Nejdůležitějším prvkem skeneru je CCD matice

Na fotografii výše můžete vidět CCD, které vypadá jako "velký čip" se skleněným oknem. Zde je zaostřeno světlo odražené od předlohy. Matrice nepřestává pracovat po celou dobu, zatímco vozík se snímacím vozíkem, poháněný krokovým motorem, jede od začátku tabletu až po jeho konec. Všimněte si, že celková vzdálenost, o kterou se vozík posune ve směru "Y", se nazývá vzorkovací frekvence nebo mechanické rozlišení skeneru (o tom si povíme trochu později). V jednom kroku matice zcela zachytí vodorovná čára tablet, který se nazývá rastrová čára. Po uplynutí dostatečného času na zpracování jednoho takového řádku se vozík skenovací jednotky posune o malý krok a je na řadě skenování dalšího řádku atd.

Boční pohled na matici CCD

Na bočním pohledu jsou vidět dva obyčejné šrouby, které hrají „jemnou“ roli. pohled shora) tak, aby na něj dopadající odražené světlo dopadalo rovnoměrně po celé jeho ploše. Mimochodem, pokud je jeden z prvků optického systému zkosený, bude obraz vytvořený počítačem „. pruhovaný."

Zvětšený pohled na část matice CCD (makrofotografie
vyrobeno digitální fotoaparát Canon EOS D60)

Zvětšená fotografie CCD matrice jasně ukazuje, že CCD matrice je vybavena vlastním RGB filtrem. Právě ten představuje hlavní prvek systému separace barev, o kterém mnoho lidí mluví, ale málokdo chápe, jak vlastně funguje. Mnoho recenzentů se obvykle omezuje na standardní formulaci: „Standardní plochý skener používá ke sběru světelný zdroj, systém separace barev a zařízení s nábojovou vazbou (CCD). optické informace o snímaném objektu." Ve skutečnosti lze světlo rozdělit na jeho barevné složky a poté je zaměřit na matricové filtry. Neméně důležitým prvkem systému separace barev je čočka skeneru.

Objektiv skeneru ve skutečnosti není tak velký, jak se zdá
fotky

Rám

Tělo skeneru musí mít dostatečnou tuhost, aby se vyloučila možná deformace konstrukce. Samozřejmě je nejlepší, když základnu skeneru tvoří kovové šasi. Pouzdra většiny dnes vyráběných domácích a kancelářských skenerů jsou však celá vyrobena z plastu, aby se snížily náklady. Potřebnou pevnost konstrukce v tomto případě zajišťují výztužná žebra, která lze přirovnat k žebrům a nosníkům letadla.

Umístění hlavních funkčních součástí skeneru

Důležitým prvkem pouzdra je přepravní zámek, jehož přítomnost má chránit snímací vozík před poškozením při přepravě skeneru. Je třeba si uvědomit, že před zapnutím jakéhokoli skeneru vybaveného takovým zámkem jej musíte odemknout. V opačném případě může dojít k poškození mechanismů zařízení. Výrobci v zásadě upozorňují kupující na tuto malou nuanci jasnými nálepkami s příslušnými varováními.
Někteří věří, že tělo nemůže žádným způsobem ovlivnit kvalitu skenování. To však není tento případ. Optický systém skeneru totiž nesnáší prach, takže tělo zařízení musí být utěsněné, bez jakýchkoliv trhlin (i technologických). Nejednou jsem narazil na modely, které takové požadavky nesplňovaly. Pokud se chystáte ke koupi skeneru, pak bych doporučil věnovat pozornost tomuto.
Při nákupu skeneru také dbejte na možnost oddělení krytu tabletu. Tato funkce zařízení je užitečná zejména při skenování předloh, jako jsou silné knihy nebo časopisy.
Okraje tabletu by měly mít mírný sklon – to usnadňuje rychlé sejmutí předlohy ze skla. Mezi sklem a tabletem by navíc neměla být žádná mezera, která by bránila vyjmutí originálu. Pozor také na přítomnost označení po obvodu tabletu.

Ovládací blok

Všechny skenery jsou ovládány z osobního počítače, ke kterému jsou připojeny, a potřebná nastavení před skenováním se nastavují v uživatelském okně ovládacího programu. Z tohoto důvodu skenery pro domácnost a kancelář nemusí mít nutně vlastní řídicí jednotku. Mnoho výrobců však vychází vstříc nejnepřipravenějším uživatelům a instaluje (obvykle na přední panel) několik tlačítek „rychlého skenování“.

Tlačítka rychlého skenování – prvek, bez kterého se obejdete

Na fotografii výše můžete vidět, že každé tlačítko má specifickou ikonu. Typické funkce rychlého spuštění obvykle zahrnují spuštění standardní skenovací operace, její výstup na tiskárnu a její odeslání přes e-mailem, faxem atd. Je jasné, že pro to či ono tlačítko jsou nastaveny konkrétní parametry kvality skenování. Kliknutí na to či ono tlačítko však nejprve vede ke spuštění aplikace na počítači (pokud jich je více), která je zodpovědná za volanou operaci. Podotýkám, že ne všechny SOHO skenery jsou vybaveny vlastní řídící jednotkou a profesionální přístroje takové prvky postrádají ještě více.
Někteří výrobci „hřeší“ tím, že z ovladače skeneru vyloučí řadu nastavení, která podle jejich názoru většina běžných uživatelů nepoužívá. Například SOHO skenery Hewlett-Packard nemají možnost měnit gama korekci, načítat ICC profily a mnoho dalšího. Ale je to Hewlett-Packard, více než kdokoli jiný, kdo rád „hýčká“ uživatele množstvím tlačítek pro rychlé skenování.

O světelných zdrojích

Naprosto každý skener používá svůj vlastní iluminátor. Tak se jmenuje malý a výkonný modul, jehož úkolem je zapínat a vypínat lampu skeneru (nebo cokoli, co tuto lampu nahrazuje). Skenery CIS používají jako světelné zdroje LED pásek, proto tato třída zařízení spotřebovává tak málo energie.
U CCD skenerů jsou originály standardně osvětleny Fluorescenční lampa se studenou katodou. Jeho světlo je tisíckrát jasnější než LED. Ale aby se plyn uvnitř lampy rozsvítil, musí být na její vstup přivedeno velmi vysoké napětí. Je produkován samostatnou jednotkou nazývanou invertor.

K napájení lampy je nutný vysokonapěťový modul

Střídač zvyšuje napětí z pěti voltů na několik kilovoltů a také převádí stejnosměrný proud na střídavý proud.

Obecně se ve skenerech používají tři hlavní typy lamp:

xenonová výbojka (Xenon Gas Discharge);
Fluorescenční lampa s horkou katodou;
zářivka se studenou katodou

Z mnoha důvodů však skenery pro domácnost a kancelář používají pouze lampy se studenou katodou.

Lampa se studenou katodou

Lampa skeneru je namontována na plastovém šasi snímacího vozíku přímo nad reflektorem. Samotný reflektor je ve formě reflektoru (účinný „sběrač“ a reflektor světla) ve formě zvětšovacího zrcadla. Světlo z něj je zesíleno, aby jasně osvětlovalo objekt na tabletu. Světlo po odrazu od originálu na skle prochází štěrbinou šasi (na fotografii jsem jeho obrys zvýraznil modře) a je přijímáno prvním, nejdelším zrcadlem optické soustavy.
Mezi zjevné výhody výbojky se studenou katodou patří dlouhá životnost, která je 5 000 - 10 000 hodin. Z tohoto důvodu mimochodem některé skenery po dokončení skenování nevypnou lampu. Lampy navíc nevyžadují žádné dodatečné chlazení a jejich výroba je velmi levná. Mezi nedostatky zaznamenávám velmi pomalý náběh. Typická doba zahřívání lampy je od 30 sekund do několika minut.
Lampa má důležitý vliv na výsledek skenování. I při nepatrné odchylce charakteristiky světelného zdroje se mění světelný tok dopadající na přijímací matrici a odražený od původního. Částečně proto trvá zahřátí lampy před skenováním tak dlouho. Podotýkám, že některé ovladače umožňují zkrátit dobu zahřívání, pokud kvalita digitalizace není tak důležitá (například při skenování textové informace). Dovolím si dodat, aby se nějak kompenzovala ztráta charakteristiky lampy (a to se nevyhnutelně stává při dlouhodobém používání zařízení), skenery automaticky provádějí samokalibrační proceduru proti černobílému cíli umístěnému uvnitř pouzdra .

Fotografie jasně ukazuje, jak pod vlivem světla v průběhu času
V průběhu času se plast pouzdra a kalibrační terčík otupí

Zkoumaný skener není výjimkou. Na výše uvedené fotografii je jasně vidět barevný cíl, podle kterého skener před skenováním upravuje barvy a kompenzuje „stárnutí“ lampy. I zde je patrné, že postupem času stmívá nejen vnitřní plast, trvale osvětlený lampou, ale i samotný kalibrační terč. To zase způsobuje vyblednutí barev a zvyšuje zkreslení barev.

Lampa se studenou katodou je trochu podobná zářivce.
světlo... jen trochu


V případě potřeby můžete z invertoru a lampy se studenou katodou
postavit stolní lampu

Na fotografii je vidět nevhodné použití lampy skeneru. ;) Invertorový modul byl připojen ke standardu počítačová jednotka zdroj, u kterého byly na jeho desku připájeny rozvody s adaptérem. V zásadě, pokud sem připevníte nějaký držák, získáte docela dobrou a jasnou stolní lampu.

Provoz ADC

Kdo pomáhá procesoru skeneru „najít společný jazyk“ s matricí? Samozřejmostí je analogově-digitální převodník, který převádí analogové signály do digitální podoby. Tento zajímavý proces lze znázornit následovně. Za prvé, ADC, jak to bylo, „váží“ vstupní napětí, což připomíná prodavače, který vybírá sadu standardních závaží stejné hmotnosti jako produkt. Poté, když se změří napětí, ADC předloží data svému „šéfovi“, tedy procesoru, ale ve formě čísel. A ve výsledku jsou všichni šťastní.
Dokážete si představit sami sebe v roli procesoru a divit se, co se stane na výstupu ADC, když se změní vstupní napětí? Aplikujme například 4 Volty na vstup převodníku, poté 9 Voltů. Na jeho výstupu se objeví následující varianty čísel: nejprve 00000100, poté 00001001. binární kód jedná se o čísla 4 a 9. Počet nul a jedniček, kterými ADC vyjadřuje naměřenou hodnotu, je jeho kapacita, která se měří v bitech. Parametr jako kapacita měniče je pro skener nesmírně důležitá, protože charakterizuje přesnost měření vstupního signálu.
Dnes na pultech obchodů můžete vidět levné skenery, které provozují převodníky s bitovou hloubkou 24 až 48 bitů. Teoreticky je vždy lepší zvolit skener s vyšší bitovou hloubkou. V tomto případě je třeba vzít v úvahu jednu jemnost: někdy výrobci píší „48 bit“ velkými písmeny na krabicích a někde v rohu malým písmem uvádějí: „software 48 bit, hardware 36 bit“. To znamená, že velké krásné číslo nemá nic společného s přesností ADC instalovaného ve skeneru a skutečná bitová hloubka je v tomto případě 36 bitů. To je přesně to, na co byste se měli zaměřit. Je třeba uznat, že v domácí praxi jsou rozdíly mezi výsledky 36 a 42bitových skenerů prakticky neviditelné (lidské oko je schopno rozlišit přibližně 24 bitů barevných odstínů, tedy asi 16,7 milionů). V našem případě je bitová hloubka převodníku a barevná hloubka jedno a totéž. Konvertor totiž nevypočítá nic jiného než barvy bodů, které tvoří obrázek. Čím vyšší je bitová hloubka převodníku, tím přesněji dokáže skener zprostředkovat barvu každého pixelu v obrázku. Podle toho se obrázek bude více podobat originálu.

procesor

Moderní skenery jsou vybaveny specializovanými procesory. Úkoly takového procesoru zahrnují koordinaci akcí všech obvodů a uzlů, stejně jako generování obrazových dat pro přenos osobní počítač. U některých modelů skenerů vykonává procesor také funkce řadiče rozhraní.
Seznam softwarových instrukcí pro procesor je uložen v paměťovém čipu pouze pro čtení. Data na tento čip zapisuje výrobce skeneru při výrobě. Obsah čipu se nazývá „firmware“ nebo „firmware“. Některé profesionální skenery mají možnost upgradu, ale levné modely pro domácnost a kancelář to obvykle nevyžadují.
Kromě permanentního paměťového čipu využívají skenery také RAM, která plní roli vyrovnávací paměti (její typické hodnoty jsou 1 nebo 2 MB). Sem se zasílají naskenované informace, které se téměř okamžitě přenesou do PC. Po odeslání obsahu z paměti do osobního počítače procesor resetuje vyrovnávací paměť do formy nový balík. Všimněte si, že instrukce pro procesor se také zadávají do buněk paměť s náhodným přístupem, ale již samotný procesor (k tomu je vybaven několika kilobajty vlastní „RAM“). Organizace jeho paměti je postavena na principu dopravníku, tzn. po provedení instrukce, která je první ve frontě, její místo zaujme druhá a místo poslední nové pokyny.
Velikost paměti RAM skeneru již dříve výrobci uváděli v technických specifikacích skenerů. Nicméně, protože tento parametr nemá prakticky žádný vliv na výkon zařízení v moderních skenerech je často tichý. Je také tichý, pokud konkrétní skener používá určitou oblast paměti RAM samotného počítače, která je implementována pomocí nástrojů ovladače.

Ovladač rozhraní

Řadič rozhraní je zodpovědný za výměnu informací a příkazů mezi skenerem a počítačem. Jak jsem poznamenal výše, tento mikroobvod může chybět, pokud má procesor integrovaný modul řadiče. V éře „dvoupokojových“ a „tří-tří“ byly skenery vyráběny s rozhraními SCSI, IEEE1284 (LPT) a dokonce i RS-232. Dnešní nabídka SOHO skenerů je omezena na rozhraní USB, FireWire a SCSI. Svého času se šuškalo o vzhledu Bluetooth skenerů, ale zatím věci nešly dále než pověsti. Je zcela zřejmé, že zařízení s různými rozhraními mají stejné různé ovladače. Nejsou vzájemně kompatibilní, protože „mluví různými jazyky“.

V našem případě deska rozhraní kombinuje porty SCSI a USB
má dvě zásuvky pro připojení dalších modulů

SCSI (Small Computer Systems Interface)

SCSI skenery byly před několika lety nejběžnější skenery. Musíme přiznat, že éra SCSI skenerů se blíží (nebo již nastala) ke konci. Hlavním důvodem je vznik vysokorychlostních USB a FireWire rozhraní, která nevyžadují žádnou zvláštní péči při připojování ani přídavných adaptérů. Mezi výhody rozhraní SCSI můžeme vyzdvihnout jeho vysokou propustnost, stejně jako možnost připojit až sedm různá zařízení za jednu pneumatiku. Hlavními nevýhodami SCSI jsou vysoké náklady na organizaci rozhraní a nutnost použití dalšího řadiče.

USB ( Univerzální seriál Autobus)

Rozhraní USB se stalo nejrozšířenějším díky integraci do všech moderních základní desky jako hlavní konektor pro periferní zařízení. Dnes je naprostá většina domácích skenerů k dispozici s rozhraním USB. Skupina CIS skenerů navíc získává potřebné napájení přes USB port, což přitahuje majitele přenosných počítačů. Souhlasíte, že takové kvality nelze dosáhnout prostřednictvím SCSI.

FireWire (IEEE1394)

Při výběru typu připojení je alespoň pro mě výhodnější rozhraní FireWire. FireWire je sériové vysokorychlostní I/O rozhraní, odlišné od témata USBže k zajištění připojení nevyžaduje řídicí jednotku. Jeho práce je organizována podle schématu peer-to-peer. Ve skutečnosti je díky tomu dosaženo nižšího zatížení (ve srovnání s USB). centrální procesor.
Brzy uvidí světlo periferie s novou modifikací tohoto rozhraní - FireWire 800 (IEEE1394b). Tehdy se stane nejrychlejším periferním standardem, jaký byl kdy vyvinut.

Stahovací mechanismus

Hlavním pohyblivým modulem skeneru je jeho snímací vozík. Obsahuje optickou jednotku se soustavou čoček a zrcadel, fotocitlivou matrici, lampu se studenou katodou (pokud se jedná o CCD skener) a invertorovou desku. Ke snímacímu vozíku je pevně připevněn ozubený tažný řemen, který pohání krokový motor zařízení.

Místo uchycení pásu ke snímacímu vozíku



Prvky protahovacího mechanismu

Těsný kontakt řemene s ozubenými koly má na starosti speciální tažná pružina, která je umístěna přímo na něm. Vozík se snímacím vozíkem se pohybuje po vodicích saních po těle přístroje (viz foto).

Motor

Krokový motor

Krokový motor může otáčet vřetenem v obou směrech ve velmi malých krocích. Díky této funkci je vždy možné posunout vozík skeneru na přesně definovanou vzdálenost. Takový motor má každý plochý skener. Otáčí převodovkou (převody, které vidíte na fotografii) a pohání vozík, který obsahuje optickou jednotku, lampu a matrici. Za výběr směru a rychlosti otáčení je zodpovědný speciální mikroobvod, ovladač motoru. Přesnost pohybu vozíku se nazývá mechanické rozlišení ve směru "Y" (směr Y).

Optické rozlišení skeneru je směr X a jeho
mechanické rozlišení - směr Y

Obecně je optické rozlišení určeno počtem prvků maticové linie děleným šířkou pracovní plochy. Mechanický – počet kroků snímacího vozíku ve směru pohybu Y. Ve specifikacích pro skenery najdete označení jako „600x1200“. Zde je druhým číslem mechanické rozlišení, zatímco první charakterizuje optické rozlišení skeneru. Existuje také interpolované rozlišení, které je někdy o několik řádů větší než optické rozlišení, ale nijak nezávisí na fyzické výbavě zařízení. Nazval bych to "rozlišení škálování". Interpolační funkce (zvětšení původního obrázku) jsou prováděny pomocí software skener. Hodnota interpolačních hodnot uváděných výrobci je sporná – každý obrázek lze stejně snadno zvětšit pomocí Photoshopu.

Vnitřní části motoru



Převodovka

Jádro motoru s mimo spojené ozubeným soukolím, představující nejjednodušší převodovku. Jeho velký převod přitahuje popruh, ke kterému je připevněn snímací vozík.

pohonná jednotka

Napájení skeneru

Domácí nebo kancelářské skenery nespotřebovávají příliš mnoho energie ze sítě, takže v napájecích zdrojích SOHO zařízení nenajdete výkonné prvky. Vnitřní napájecí zdroj zařízení popisovaného v tomto článku produkuje napětí 24 voltů / 0,69 A, 12 voltů / 0,15 A a 5 voltů / 1 A. pro světelný zdroj - studená katodová lampa je vyžadováno vysoké napětí několika kilovoltů, za napájení je zodpovědná samostatná jednotka, o které jsem mluvil výše.

Přídavná zařízení

Mnoho plochých skenerů se dodává s doprovodným příslušenstvím, které se ve většině případů kupuje samostatně. Patří mezi ně automatický podavač dokumentů a adaptér pro skenování průhledných originálů (slide adapter).

Skener s automatickým podavačem dokumentů je objemný
design

Automatický podavač papíru je vyžadován, když musíte skenovat velké množství potištěných listů standardní velikosti. Ujistit se, že můžete ke skeneru připojit podavač ADF, je poměrně snadné. Chcete-li to provést, stačí se podívat na připojovací panel a ujistit se, že je zde zásuvka ADF (Automatic Document Feeder). Je třeba poznamenat, že automatický podavač dokumentů je vždy „propojený“. konkrétní model skeneru nebo na řadu modelů. Univerzální krmítko neexistuje! Důvodem je to toto zařízení ovládané z desky rozhraní skeneru. Je jasné, že podavač nemůže fungovat, pokud není spojení se skenerem, takže při nákupu buďte opatrní a ujistěte se, že váš skener podporuje práci s konkrétním automatickým podavačem.

Pohled na průhledné okno automatického podavače dokumentů z druhého
skleněné boky

Automatický podavač funguje následovně. Po fázi automatické kalibrace a kontroly připravenosti umístí skener vozík před průhledné okno ADF. Poté jsou archové originály jeden po druhém odebírány ze vstupního zásobníku a při průchodu určeným okénkem jsou digitalizovány.
Diapozitivní adaptér je přídavné zařízení určené pro digitalizaci průhledných originálů (filmů, diapozitivů a negativů). Existují dva typy takových adaptérů: pasivní, které využívají lampu skeneru, a aktivní, které osvětlují průhlednou předlohu vlastní lampou.
Aktivní posuvný adaptér je vybaven vlastní zdroj světlo prosvítající průhledným originálem. Některé modely takových posuvných adaptérů mají pohyblivý vozík se světelným zdrojem, který je poháněn motorem a protahovacím mechanismem. Světelný zdroj se pohybuje po vodítku podle polohy vozíku skeneru. Vlastní lampa skeneru se vypne. Dnes jsou běžnější modely skenerů pro domácnost a kancelář bez pohyblivých částí v modulu posuvného adaptéru. Typickým příkladem je EPSON Perfection 3200 Photo nedávno testovaný naší testovací laboratoří. Jeho světelný zdroj je zabudován do víka skeneru a zabírá celou jeho použitelnou plochu. Pro sladění adaptéru se skenerem vyjede z krytu drát s konektorem, který se připojí do speciální zásuvky na zadním panelu zařízení (označuje se zkratkou XPA). Lampa adaptéru se aktivuje automaticky při výměně původního typu řídicí program, což je navíc indikováno indikátorem ve víku skeneru. Průhledné předlohy jsou upevněny v přiložených šablonách, které podporují: pás 35mm filmu po 12 políčkách, čtyři 35mm diapozitivy vložené do rámečků, 120/220 (6 x 9 cm) / 4 x 5" film. No a samotné šablony jsou umístěny na skle skeneru. Při skenování prochází proud světla průhlednou předlohou a po vstupu do optického systému skeneru je zpracován stejným způsobem (jako neprůhledná předloha). Je jasné, že takové vlastnosti skeneru jako optické rozlišení a světelná hloubka se při použití dia adaptéru nemění, což se nedá říct o rozsahu optických hustot. Tento parametr skeneru přímo závisí na jasu světelného zdroje a době expozice. Můžete si to představit takto: čím je originál tmavší, tím méně světla propouští, tím déle trvá, než jednotky CCD matrice nasbírají potřebné množství náboje. Nejtmavší z průhledných originálů jsou rentgenové filmy (až 3,6D). Abych se od nich dostal vysoce kvalitní skenování, potřebujete jasný zdroj světla. Rozsah reprodukovatelných optických hustot skeneru však není v žádném případě určen pouze jasem lampy. Závisí především na bitové kapacitě (nebo přesnosti) analogově-digitálního převodníku, kvalitě optického systému a schopnostech fotocitlivé matice.
Pasivní posuvný modul je jednodušší než aktivní. Tento adaptér používá jako zdroj světla lampu skeneru. Intenzita světla je v tomto případě výrazně nižší než v případě aktivního adaptéru. V souladu s tím je kvalita naskenovaných obrázků nižší, což je docela přijatelné například pro web. Pasivní posuvné adaptéry jsou také levné.

Závěr

Obecně se o skeneru jako o nejsložitějším elektronickém zařízení dá hovořit poměrně dlouho, ale přesto je nemožné sdělit všechny zajímavé nuance v rámci jednoho článku. Dnes jsme zjistili následující: z jakých důvodů CCD skenery digitalizují originály mnohem lépe než zařízení s kontaktním senzorem; proč je důležitá bitová hloubka převodníku a jak se liší optické rozlišení od mechanického rozlišení; jaké typy světelných zdrojů existují a jak ovlivňují kvalitu skenování; jak se elektronické a mechanické části skeneru vzájemně ovlivňují a proč nejsou posuvné adaptéry vhodné pro všechna zařízení. Obecně jsem se snažil hovořit o vlastnostech moderních SOHO skenerů co nejpřístupnější formou a zajímal by mě váš názor na tento článek.

Milí lidé mi darovali tento poměrně starý skener, Mustek 6000p, zařízení z dob Windows 95 a velká bílá plastová pouzdra. Jako vzácnost nemá velkou hodnotu, ale byla by škoda ji vyhodit bez nahlédnutí dovnitř)

Ve skutečnosti je veškerý jeho elektronický obsah, pouzdro, odeslán do koše.

Iluminátor ze skenovacího vozíku je konvenční zářivka se studenou katodou (CCFL), podobná těm, které se používají v podsvícení LCD matric.

Nástup z kočáru. Na levé straně vidíme vysokonapěťový střídač; je čas zkusit rozsvítit lampu.

V levém rohu je integrovaný stabilizátor 7812, označený jako Q8, ze kterého je snadné pochopit, ze kterých stop je měnič napájen. Na jeho vstupu, když je skener zapnutý, je asi 14 voltů, ale lampa se nerozsvítí, jak ji mohu spustit? Do části desky s měničem nevede mnoho stop od konektoru, který spojuje desku vozíku s hlavní deskou, takže předpokládejme, že tranzistor Q5 obsahuje spínač, který spouští lampu.

Pomocí pinzety sepneme rezistor R3, připojený k bázi tranzistoru, na + výkon a... ať je světlo!

Když jsme přišli na to, co je co, odřízneme všechny nepotřebné věci, připájíme propojku odporu mezi R3 a napájecí zdroj...

... a kolíky pro nativní napájecí konektor tiskárny.

Vezměme tuto úhlednou invertorovou desku, zkontrolujte ji znovu.

To samozřejmě na osvětlení pracoviště nestačí, ale můžete si udělat podsvícení v nějaké zásuvce podobné lampě v lednici. Stejně stará myš, stejného věku jako skener, fungovala dobře jako dárce těla. Spínač bude jazýčkový s normálně uzavřenými kontakty.

Sestaven. Škoda, že tlačítka nenesou žádnou funkční zátěž =)

Lampu a tělo přichytíme oboustrannou páskou. Na dveřích je magnet pevný disk na stejné pásce. Není nijak zvlášť esteticky příjemný, ale svou práci odvede.

Více než dost pro osvětlení malého prostoru

Pozorný čtenář si všimne, že na fotografii desky v těle myši je již propojka místo stabilizátoru - již není potřeba, měnič je napájen z domácí server, který stojí na stejné skříni.

Nejprve krátký úvod.

Jednoho dne byl čas uklidit v práci, uklidit trosky starých krabic od monitorů, tiskáren, pouzder atd. A při třídění těchto sutin mě zaujaly dva staré pohádkové skenery UMAX 1200S a podle mého názoru 600S.
A přišel čas se jim posmívat, stejně jako se kdysi oni posmívali mně.

Po rychlém rozebrání prvních 1200 jsem odtamtud vyndal vše víceméně užitečné, jmenovitě: kalený kolík, po kterém běžel komplex skeneru s lampou, mikroobvod a samotný skenovací senzor se systémem zrcadel. Když jsem vyndal všechny droby, rozhodl jsem se zjistit, co tam bylo cenné. Neznám technologii těch let, ale snímací senzor se zdál být zvenčí i uvnitř pozlacený. Zlato mě nezlákalo, pokračoval rozbor skeneru.
Kromě zrcadlových systémů v hlavní pohyblivé části skeneru a objektivu zde byla lampa velmi podobná lampě denní světlo, ale jen pár milimetrů tlustý.

K lampě byl připojen napájecí obvod, ze kterého vycházely dva vodiče z konektoru, což mě velmi lákalo připojit to k nějakému zdroji stejnosměrný proud. Naštěstí předchozí krabice obsahovala několik zdrojů od switchů, monitorů a kdoví čeho ještě.

Po vytřídění všech odpadků a vyhození přebytků jsem začal testovat.

Pro začátek bylo zvoleno napájení 5 voltů a 2 ampéry. Po připojení lampy jsem viděl, že se rozsvítila, ale ne úplně. Pár cm ve vzdálené části lampy bylo tmavé. Je čas na 9voltový zdroj s 2,2 A. (ten nahoře)
Lampa se přitom rozsvítila docela jasně a úplně.

S vědomím, že skener pracoval ze zdroje 12V 2A a znalostí horké povahy lampy, jakož i skutečnosti, že není určen pro stálé zaměstnání, nevyzvedl jsem b.p. větší výkon, hlavně že mi ten jas stačil.

A tak jsem po příchodu domů našel pro tyto lampy využití - pro osvětlení prostoru pod stolem.

Dlouho mě dráždilo, že pod stolem, lezouc k počítači, jsem si musel vzít baterku a zároveň se objevilo několik problémů jak s bateriemi do ní, tak s tím, že jedna ruka byla obsazená a Musel jsem se rozptýlit a sledovat, kam svítí baterka. Bylo rozhodnuto pověsit lampu pod stůl, místo bylo označeno a nářadí rozloženo.

Jako velmi výhodné se ukázalo, že standardní reflektor lampy ze skeneru byl odnímatelný a měl vlastní držák.

Nastal čas vytvořit krabici pro napájecí obvod svítilny, aby nevisela holá a nevzhledná. Za tímto účelem jsme z cívky s polotovary vzali bílý plakátový plast o tloušťce 6 mm a spodní dummy blank.

Potřebné nástroje byly: Dremel s řezným kotoučem, kulatý pilník, dva malé vrtáky (v mém případě šestihran), řezačka papíru s vyměnitelnými břity, páječka a šroubováky.

K dispozici bylo: konektor pro požadované napájení, oboustranná páska, dva malé šroubky a dlouhý šroub s maticí.
Opatrně odřízněte nožem dva přibližně stejné kusy plastu a slepte je k sobě malým kouskem oboustranné lepicí pásky, abyste je zarovnali podél okrajů s Dremelem.

Nezapomeňte si nasadit ochranné brýle a nejlépe respirátor, pustíme se do práce.

Trochu ustoupím, je jasné, k čemu brýle jsou, ale trochu vysvětlím účel respirátoru. Dremel se totiž točí až 33 tisíc otáček za minutu a prach z práce s ním se ukazuje jako docela jemný. A abyste nevdechovali neznámý prach, potřebujete respirátor

Tím, že jsem všechno důkladně zpackal pracoviště a po vyrobení dvou identických kusů plastu přistoupíme k vyříznutí otvoru pro napájecí konektor pomocí nože a tužky.
Po dostatečném oškrábání horní části napájecího konektoru tužkou a jeho přiložení na požadované místo na plastu získáme přibližnou šablonu k vyříznutí.
Po vyříznutí přiložíme oba kusy plastu na obvod a předem vložíme napájecí konektor. Dále se podíváme na to, jak hlavní upevňovací šroub projde celou konstrukcí, nejprve na jedné straně označíme otvor a zatlačením do již vyvrtaného otvoru označíme a vytvoříme druhý otvor.
Dále vezměte druhý plát, kde bude ořech. Navlékneme a utáhneme šroub s maticí. Potom s trochou síly pomocí horké páječky zatlačte matici do plastu, dokud nepřestane vyčnívat. Ochlaďte a vyšroubujte šroub.
Vezmeme obě víka naší krabice a na vnitřní straně uděláme asi milimetr po milimetru malé pásy, které jsou zároveň ozdobnými záslepkami zakrývajícími okraje napájecího obvodu.
Celkově je téměř vše připraveno, zbývá pouze vyrobit držáky pro samotnou lampu.

Abychom to udělali, vezmeme stejný bílý plast a vyřízneme dva malé obdélníky, uděláme otvory pomocí vrtáků, nejprve malé, pak větší, ale otvory by neměly být přesně uprostřed, protože pak upevnění nedovolí, aby se lampa otáčela, je třeba je provést s mírným posunem dolů. Dále jej utáhněte šrouby a přilepte oboustrannou pásku k vnější základně výsledných montážních rovin.

Konektor lampy vložíme do jejího napájecího obvodu a obvod do naší podomácku vyrobené krabičky a pomalu ji zašroubujeme, ale ne úplně.
Nyní se pustíme do výroby bočních stěn. Za tímto účelem označíme místo řezání v již připraveném „slepém těsnění“ a předem vyřízneme stěnu na trochu větší velikost. Naneseme na krabičku a uvidíme, jak sedí. Když se vám velikost zalíbí, můžete udělat druhou stěnu.
Po připevnění hotové první stěny jako šablony upravíme velikost druhé stěny.
Když je vše připraveno a všechny otřepy jsou odstraněny, začneme s montáží.
Vezmeme napájecí obvod, odřízneme konektor pro externí připojení napájecí zdroj a připájejte k němu náš konektor pro napájecí zdroj. Znovu smontujeme celou krabici, předem izolujeme všechny exponované kontakty a očistíme všechny stopy po šmejdění. Zkroutíme a na konec vložíme výztužná žebra, poté otočíme do takového stavu, aby se krabice nerozpadla. Pokud vše dobře nedrží, můžete výztužná žebra po okrajích přilepit přídavným lepidlem, aby se nerozpadlo ani při pádu, ani od rukou.

Ne všechno se mi povedlo, totiž: šroub skončil mimo víko, takže se musel vyříznout.

Poté na stranu matice přilepíme čtyři malé kousky oboustranné pásky, abyste ji později mohli rychle a snadno odstranit. Také jsem neměl spínací tlačítko, bude připájeno k bp kabelu. Později.

Pokud se někdo nechce takhle makat (jen jsem potřeboval pochopit, jak Dremel pracuje různé materiály), může najít jakoukoli vhodnou krabici a opravit v ní schéma.

Pokud chcete mít ve svém případě podsvícení, mohu poradit připojení na jakoukoliv 12V linku s požadovaným odporem.

Můžete také zkusit použít lampu bez reflektoru (navíc to není ve skutečnosti reflektor, ale spíše tlumič, protože není reflexní, ale bílý a černý). K tomu je ale potřeba dávat velký pozor na konce lampy, protože dráty zapájené do skla jsou poměrně silné a mohou se ulomit nebo může sklo v těchto místech prasknout. Na okrajích lampy jsou speciální pogumované držáky, doporučil bych na ně použít nějaké vlastní upevňovací prvky. Lampa fungovala asi 40 minut s mým bp. Prakticky se netopil, ani odrazka, ani gumičky na bocích. Pokud je napětí dodávané do lampy větší než 9V, lampa se s největší pravděpodobností přehřeje a případně selže. Pokud se ho rozhodnete použít bez reflektoru, sice osvětlí vše kolem, ale bude svítit i do očí, což se mi nějak nezdálo.

Také vás chci varovat před transformátorem na napájecím obvodu lampy. Nevím, jaký proud to produkuje a co to představuje, ale když přiblížíte prst nebo jinou část těla k jeho kontaktům, objeví se elektrický oblouk, který mi např. vypálil vzor. prst. Vzdálenost ke kontaktům může být až dva milimetry.
Samozřejmě vás to nezabije elektrickým šokem, ale můžete se lehce popálit.

Takže hotová varianta...

Milí lidé mi darovali tento poměrně starý skener, Mustek 6000p, zařízení z dob Windows 95 a velká bílá plastová pouzdra. Jako vzácnost nemá velkou hodnotu, ale byla by škoda ho vyhodit bez nahlédnutí dovnitř).

Ve skutečnosti je veškerý jeho elektronický obsah, pouzdro, odeslán do koše.

Iluminátor ze skenovacího vozíku je konvenční zářivka se studenou katodou (CCFL), podobná těm, které se používají v podsvícení LCD matric.

Nástup z kočáru. Na levé straně vidíme vysokonapěťový střídač; je čas zkusit rozsvítit lampu.

V levém rohu je integrovaný stabilizátor 7812, označený jako Q8, ze kterého je snadné pochopit, ze kterých stop je měnič napájen. Na jeho vstupu, když je skener zapnutý, je asi 14 voltů, ale lampa se nerozsvítí, jak ji mohu spustit? Do části desky s měničem nevede mnoho stop od konektoru, který spojuje desku vozíku s hlavní deskou, takže předpokládejme, že tranzistor Q5 obsahuje spínač, který spouští lampu.

Pomocí pinzety sepneme rezistor R3, připojený k bázi tranzistoru, na + výkon a... ať je světlo!

Když jsme přišli na to, co je co, odřízneme všechny nepotřebné věci, připájíme propojku odporu mezi R3 a napájecí zdroj...

... a kolíky pro nativní napájecí konektor tiskárny.

Vezměme tuto úhlednou invertorovou desku, zkontrolujte ji znovu.

To samozřejmě na osvětlení pracoviště nestačí, ale můžete si udělat podsvícení v nějaké zásuvce podobné lampě v lednici. Stejně stará myš, stejného věku jako skener, fungovala dobře jako dárce těla. Spínač bude jazýčkový s normálně uzavřenými kontakty.

Sestaven. Škoda, že tlačítka nenesou žádnou funkční zátěž =)

Lampu a tělo přichytíme oboustrannou páskou. Na dvířkách je na stejné pásce magnet z pevného disku. Není nijak zvlášť esteticky příjemný, ale svou práci odvede.

Více než dost pro osvětlení malého prostoru

Pozorný čtenář si všimne, že na fotografii desky v pouzdře myši je již propojka místo stabilizátoru - již není potřeba, měnič je napájen z domácího serveru, který je umístěn na stejné skříni.

Ve své účinnosti není horší než seriózní průmyslové analogy. Nyní přejdeme k samotnému obvodu zařízení, jehož základ je vyroben na mikrokontroléru AT89C52.

Vysvětlení ke schématu:

• - JP1 - DMX.
• - JP2 - DMX/hudební přepínač.
• - JP3 - mikrofon (dodržujte polaritu).
• - JP4 - proměnný odpor 50-100 kOhm, ovládání citlivosti mikrofonu.
• - JP5 - jídlo. Použil jsem ~10 V, aby +14 V šlo do motorů
• - JP6, JP7 - připojení optických snímačů pro nulovou polohu goba a barevných kruhů. V kruzích je vytvořena štěrbina, podél které se kruh zastaví.

JP8 - ovládání stroboskopického pohonu. U mě jde tento výstup na tranzistor, který přes optočlen a triak ovládá zhášení svítilny. To znamená, že není žádný signál - lampa nesvítí, existuje signál - lampa svítí). Zde je schéma ovládání:

Triak řídí elektronické napájení. Bylo to 12V 200W.

Předělal jsem to na 15V a použil lampu s reflektorem z lékařských přístrojů 15V 150W. Aby se lampa plynule rozsvěcovala a nevyhořela, je v sérii s lampou termistor (NTC1).V režimu hudby tato jednotka nefunguje a lampa neustále svítí. Tato deska je připevněna ke kusu PCB a přišroubována přímo pod lampu:

• - JP9 - ovládání optického hranolu. Je instalován motor, který při příjmu signálu na tomto výstupu otáčí a otáčí optickým hranolem, který rozdvojuje nebo dekonstruuje obraz).
• - JP10 - JP11 - připojení krokové motory- 2 ovladače zrcátek, gobo kruh a barevný kruh.
• - JP12, JP13 - konektor pro programování v obvodu.

K dispozici je firmware pro MK a zdrojové kódy. Další soubory jsou na fóru. Fotografie desky světelného skeneru na mikrokontroléru AT89C52:

Gobo kruhy a barvy jsou zastaveny optickým senzorem. Kruh se otáčí ve slotu optického senzoru. Když štěrbina v kruhu projde opto-senzorem, zastaví se. Po zapnutí jej motory polohy zrcátka vychýlí do krajní polohy, narazí na doraz a zastaví. Poté se otočí o určitý úhel opačným směrem - to je průměrná poloha zrcadla.

Koupil jsem gobo kruh bez dichroických filtrů. Nemohl jsem však použít hotové, protože úhel rotace se nesbíhal. Proto jsem vyrobil kruhy z tenkého hliníku, aby vyhovovaly mému průměru a mému úhlu natočení. Vyvrtal jsem otvory požadovaného průměru (o něco větší než zakoupená goba).