Сканер штрихкода. Как он работает?

Попал мне в руки сканер штрих-кода. В общем-то старая модель, 2002 года. Но в сканерах немногое с тех пор изменилось, и для понимания принципа действия подойдет.



Меня всегда интересовало, как сканеры распознают штрих-код — ведь он длинный, и просто фото-приемником не обойтись, придется использовать либо камеру с оптикой, и сложный софт для распознавания, либо проводить тонкой щелью с подсветкой по штрих-коду, причем придется городить и синхронизацию, как в ручных сканерах(колесико или очень равномерно вести).

Как оказалось, проблема не стоит и выеденного яйца — надо двигать не сканер, и не штрих-код. Надо двигать подсветку!



Пытаемся получить фотографию луча:


Сфокусированный луч лазерного диода, отражаясь от зеркала(смысловой нагрузки оно не несет, просто конструктивно удобнее расположить лазер рядом с остальными элементами конструкции. возможно, в других моделях по другому) попадает на отклоняющую систему, состоящую их электромагнита, и подвижного зеркало, с маленьким постоянным магнитом. При питании электромагнита прямоугольными импульсами(ну, по сути, можно питать хоть синусоидой) меняется и полярность магнитного поля, синхронно с ним двигается и подвижное зеркало. Соответственно, меняется угол отражения, луч двигается туда-сюда.

Смысл вы поняли? Сложно, но тем не менее, невероятно просто. Луч лазера, который двигает микроконтроллер, проходит попеременно светлые и темные участки штрих-кода. Известна скорость луча, известно время начало движения. А простой фотоприемник(с красным фильтром), опрашивается тем же контроллером на предмет яркости пятна. В тот момент, когда луч проходит светлый участок, яркость максимальна — весь свет отражается в фотоприемник. Когда же свет попадает на темный участок(полоску) штрих-кода, яркость минимальна, большая часть излучения поглощается темной краской.



Теперь контроллер знает длину светлых и темных участков. После нормализации(в этом ему помогает знание о скорости луча, и контрольные участки в начале, середине и конце штрих-кода), он по алгоритму(он немного разный для разных типов кодов) вычислят буквенно-цифровую строку, соответствующую картинке, и передает ее на компьютер, не забыв мигнуть лампочкой и пикнуть буззером.


Ага, попался. Третьего луча не видно, потому что с точки зрения фотоаппарата, да и глаза, это не луч, а сектор круга, соответственно, яркость намного снижена.


Зеленым пунктиром обозначены возможные положения зеркала, синими стрелками — колебания зеркала и луча на выходе, красной линией и пунктиром — путь прохождения луча.

Плата, еще плата:



В полусборе выглядит так:


В качестве разъема используется 10P10C:


Модель и внешний вид:



Подключается он по стандартному разьему PS/2, эмулирует клавиатуру, после штрих-кода выдает ентер. Это позволяет записывать коды хоть в блокнот.