Практична робота №8
Тема. Сканер.
Мета роботи: 1) вивчити пристрій сканера, інтерфейс зв'язку з ПК, функції сканера, підключення та налаштування сканера до роботи.
Обладнання: МФУ Сanon MF4730.
Студенти повинні знати. Будову та принцип пристрою введення інформації.
Студенти повинні вміти. Готувати сканер до роботи, сканувати документи в різних режимах, розпізнавати та зберігати їх на комп’ютері.
Література.
http://www.uadoc.zavantag.com/text/27893/index-1.html?page=4
Енциклопедія апаратних засобів IBM PC, М.Гук.
http://f-center.ru/
http://www.computermaster.ru/
http://my-comp.nm.ru
Теоретичні відомості
1. Вивчення пристроїв сканера.
1.1. Матриця сканера.
1.2. Корпус сканера.
1.3 Блок управління.
1.4 Джерело світла сканера.
1.5 Робота АЦП.
1.6 Процесор сканера.
1.7 Контролер інтерфейсу.
1.8 Протяжний механізм сканера.
1.9 Блок живлення сканера.
1. Вивчення пристроїв сканера
1.1. Матриця сканера
Саме матриця є найважливішою частиною будь-якого сканера. Матриця трансформує зміни кольору і яскравості прийнятого світлового потоку в аналогові електричні сигнали, які будуть зрозумілі лише єдиному її електронному другові - аналого-цифровому перетворювачі (АЦП). Тільки він розуміє матрицю, адже ніякі процесори або контролери НЕ розберуть її аналогові сигнали без попереднього тлумачення перетворювачем. Світловий потік, падаючи на поверхню матриці, буквально "вибиває" електрони з її чутливих осередків. І чим яскравіше світло, тим більше електронів опиниться в накопичувачах матриці, тим більше буде їх сила, коли вони безперервним потоком кинуться до виходу. Однак сила струму електронів настільки незрівнянно мала, що навряд чи їх "почує" навіть самий чутливий АЦП. Саме тому на виході з матриці їх чекає підсилювач, який можна порівняти з величезним рупором, який перевертає, образно кажучи, навіть комариний писк у виття гучної сирени. Посилений сигнал (поки ще аналоговий) "зважить" перетворювач, і присвоїть кожному електрону цифрове значення, згідно з його сили струму. Далі електрони будуть представляти собою цифрову інформацію, обробкою якої займуться інші фахівці. Робота над відтворенням зображення більше не вимагає допомоги матриці.
Більшість сучасних сканерів для дому та офісу базуються на матрицях двох типів: на CCD (Charge Coupled Device) або на CIS (Contact Image Sensor). Цей факт породжує в умах користувачів два питання: в чому різниця і що краще? Якщо різниця помітна навіть неозброєним поглядом - корпус CIS-сканера плоский, в порівнянні з аналогічним CCD-апаратом (його висота звичайно становить порядку 40-50 мм), то відповісти на друге питання набагато складніше.
Для початку розглянемо основні переваги і недоліки цих двох класів сканерів.
Рис. 1 - Переваги і недоліки CCD-і CIS - сканерів
Сканер - це пристрій для переведення зображення на паперовому або іншому носії в електронний вигляд.
Широко використовуються CCD і CIS - сканери.
CCD-сканер володіє більшою глибиною різкості, ніж його CIS-побратим. Досягається це за рахунок застосування в його конструкції об'єктива та системи дзеркал.
Рис. 2 - Об'єктив і системи дзеркал
Сканери з CCD-матрицею поширені набагато більше, ніж CIS-апарати. Пояснити це можна тим, що сканери в більшості випадків купуються не тільки для оцифровки листових текстових документів, а й для сканування фотографій і кольорових зображень. У цьому плані, електронний вигляд зображення з найбільш точної і достовірної передачею кольору, краще по світлочутливості CCD-сканер набагато суворіше передає колірні відтінки, світла і півтони, ніж CIS-сканер. Похибка розкиду рівнів колірних відтінків, що розрізняються стандартними CCD-сканерами становить порядку ± 20%, тоді як у CIS-апаратів ця похибка становить вже ± 40%.
Рис. 3 - Схематичне представлення CIS-сенсора
CIS-матриця складається з світлодіодної лінійки, яка освітлює поверхню сканованого оригіналу, самофокусуючих мікролінз і безпосередньо самих сенсорів. Конструкція матриці дуже компактна, тому, сканер, в якому використовується контактний сенсор, завжди буде набагато тонше CCD-сканера. До того ж, такі апарати мають низьке енергоспоживання; вони практично нечутливі до механічних впливів. Однак CIS-сканери дещо обмежені в застосуванні: апарати, як правило, не пристосовані до роботи зі слайд-модулями і автоподатчиками документів.
Через особливості технології CIS-матриця має порівняно невелику глибину різкості. Для порівняння, у CCD-сканерів глибина різкості становить ± 30 мм, у CIS - ± 3 мм. Тому при скануванні товстої книги, отримуємо скан з розмитою смугою посередині, тобто в тому місці, де оригінал не стикається зі склом. У CCD-апарата вся картина буде різкою, оскільки в його конструкції є система дзеркал і фокусуються лінза. У свою чергу, саме досить громіздка оптична система і не дозволяє CCD-сканера досягти настільки ж компактних розмірів, як у CIS-побратима. Однак з іншого боку, саме оптика забезпечує очевидний виграш у якості сканування.
У плані роздільної здатності CIS-сканери також слабкіші за CCD - сканер. Вже зараз деякі моделі CCD-сканерів для дому та офісу володіють оптичним дозволом порядку 3200 dpi, тоді як у CIS-апаратів оптичне дозвіл обмежений, поки що 1200 dpi. Сканери з CIS-матрицею знайшли своє застосування там, де потрібна оцифровувати не книжки, а листові оригінали. Той факт, що ці сканери цілком отримують живлення по шині USB і не потребують додаткового джерела живлення, виявився до речі власникам портативних комп'ютерів. Оцифрувати оригінал і перевести його в текстовий файл вони можуть де б то не було, не зав'язуючись з близькістю електричних мереж, що дозволяє закрити очі на ряд недоліків контактного сенсора.
Матриця CCD - сканера являє собою "велику мікросхему" зі скляним віконцем (рис. 4).
Рис. 4 - CCD-матриця сканера
Саме сюди і фокусується відбите від оригіналу світло. Матриця не припиняє працювати весь той час, поки лафет з скануючою кареткою, що приводиться кроковим електродвигуном, здійснює шлях від початку планшета, до його кінця. Загальна дистанція руху лафета за напрямом "Y" називається частотою семплювання або механічним дозволом сканера. За один крок матриця цілком захоплює горизонтальну лінію планшета, яка називається лінією растра. Після закінчення часу, достатнього для обробки однієї такої лінії, лафет скануючого блоку переміщається на невеликий крок, і настає черга для сканування наступної лінії, і т.д.
Рис. 5 - Вид збоку на CCD-матрицю
На вигляді збоку (рис. 5) можна помітити два звичайних гвинта, за допомогою яких проводиться точне юстирування матриці, щоб падаюче на неї відбите світло від дзеркал лягало б рівномірно по всій її поверхні. У разі перекосу одного з елементів оптичної системи відтворене комп'ютером зображення виявиться "смугастим".
Рис. 6 - Збільшене зображення частини CCD-матриці
На збільшеному малюнку CCD-матриці видно, що CCD-матриця оснащена власним RGB-фільтром. Саме він і являє собою головний елемент системи поділу кольорів. Зазвичай, багато оглядачів обмежуються стандартним формулюванням: "стандартний планшетний сканер використовує джерело світла, систему поділу кольорів і прилад із зарядним зв'язком (CCD) для збору оптичної інформації по сканованому об'єкті". Насправді, світло можна розділити на його колірні складові, а потім сфокусувати на фільтрах матриці. Настільки ж важливим елементом системи поділу кольорів є об'єктив сканера.
Рис. 7 - Об'єктив сканера