Лабораторна робота №4 Вивчення зовнішніх комп’ютерних пристроїв введення-виводу

Мета роботи – придбання навичок роботи з зовнішніми пристроями введення-виводу та виведення інформації на зовнішні пристрої.

Дане лабораторне заняття забезпечує напрацювання таких умінь:

вибирати необхідну за експлуатаційними параметрами периферійну комп’ютерну техніку для застосування в процесах створення мультимедійних видань;

використовувати певні види комп’ютерних пристроїв введення-виводу для конкретних задач практичної діяльності.

Указані вміння надають можливість вирішення наступних задач:

обґрунтування вибору периферійного обладнання;

управління механізмами функціонування комп’ютерних пристроїв введення-виводу.

Хід роботи.

1. Опанування принципів роботи цифрового фотоапарата.

Поява цифрового зображення відбувається в момент відбиття світла джерела від об'єкта. Кожна частина об'єкта поглинає деяку частку світлових хвиль, а інші знаходять свій шлях до об'єктива камери (цифра 1 на рис. 9).

Рис. 9. Будова цифрового фотоапарата

На рис. 9 можна побачити тільки два пучка світла, що проходять через об'єктив. Насправді їх трильйони. Всі вони складаються з фотонів – часточок світла, які поводяться подібно хвилям. Світло, що попадає на скляний елемент об'єктива, позначено цифрою 2. На рис. 9 показана тільки одна лінза, але в реальному житті об'єктиви містять від 4 до 15, 20 або більше лінз. Метою лінзи є зведення світлових променів (позначено цифрою 3) у чітко сфокусовану позицію на сенсорі камери (цифра 4). Сенсор відіграє роль плівки; як і плівка, він містить речовину, чутливу до світла. У більшості цифрових фотоапаратів використовуються сенсори CCD (charge coupled device – прилад із зарядовим зв'язком, ПЗЗ) або CMOS (complementary metal oxide semiconductor – комплементарна структура метал-оксид-напівпровідник, КМОН). Сенсор — це масив (набір стовпців і рядків) крихітних діодів; коли деяка кількість фотонів зіштовхується з діодом, створюється електрон. Чим більше фотонів досягає діода, тим більше збирається електронів і яскравіше стає піксель на результуючому зображенні.

Мінімальне число фотонів, необхідних для реєстрації зображення, визначає чутливість сенсора. Коли ви налаштовуєте параметр ISO цифрового фотоапарата, то фактично змінюєте цей поріг і даєте вказівку сенсору вимагати меншої кількості фотонів для конкретного пікселя при записі зображення. При високих значеннях ISO можливий ефект зернистого шуму.

При використанні CCD-сенсора електричний заряд переміщається до краю масиву пікселей і конвертується з аналогового сигналу в цифрове значення. Чипи CMOS у кожному пікселі масиву містять транзистори для посилення сигналу й виконання аналогово-цифрового перетворення. Незважаючи на те що на сьогоднішній день на ринку домінують чипи CCD, технологія CMOS постійно вдосконалюється, і на сьогоднішній день використовується навіть у самих складних цифрових камерах, у тому числі в 12- і 16-мегапиксельных моделях від Nikon і Canon. Використовується вона й у більш простих пристроях, таких як мобільні телефони з камерами, Web-камери й іграшкові камери.

2. Вивчення прийомів роботи зі сканером.

Майже кожен користувач комп'ютера постійно зіштовхується з проблемою перетворення документів з паперової форми в електронну, тобто повинен вміти користуватися сканером. Сканери зчитують з папера, чи плівки, інших твердих носіїв «аналогові» зображення або тексти і перетворюють їх у цифровий формат.

Найбільш популярними є так звані настільні сканери, які також називають сторінковими або планшетними, і навіть авто сканерами. Такі сканери дозволяють уводити зображення розмірами 8,5 на 11 чи 8,5 на 14 дюймів. Основною відмінністю планшетних сканерів є те, що скануюча голівка переміщається щодо папера за допомогою крокового двигуна. Планшетні сканери чимось нагадують копіювальні машини – «ксерокси», зовнішній вигляд яких відомий багатьом. Для сканування зображення (чого-небудь) необхідно відкрити кришку сканера, поставити скануємий лист на скляну пластину зображенням униз, після чого закрити кришку. Усе подальше керування процесом сканування здійснюється з клавіатури комп'ютера – при роботі з однією зі спеціальних програм, що поставляються разом з таким сканером.

В основі принципу дії сканерів лежить застосування фотоелементів у вигляді лінійки або матриці світлочутливих датчиків для вимірювання сигналів оригіналу. В основному застосовують два типи датчиків: пристрої з зарядовим зв'язком і фотопомножувачі.

Сканований об'єкт кладеться на скло планшета сканованою поверхнею вниз. Під склом розташовується рухома лампа, рух якої регулюється кроковим електродвигуном (рис.10).

Рис. 10. Принцип дії планшетного сканеру

Світло, відбите від об'єкта, через систему дзеркал попадає на лінійку фотоприймачів ПЗЗ-лінійку або лінійку фотодіодів. Значення вихідних напруг лінійки фотоприймачів через комутатор подають на аналогово-цифровий перетворювач (АЦП). Цифрові коди АЦ-перетворення передаються в комп'ютер. За кожен крок двигуна сканується смужка об'єкта, які потім поєднуються програмним забезпеченням у загальне зображення.

3. Вивчення особливостей роботи лазерного принтера.

Лазерний принтер – один з розповсюджених видів принтерів, що дозволяє швидко виготовляти високоякісні відбитки тексту й графіки на звичайному папері. Відбитки, зроблені таким способом, не бояться вологи, стійкі до стирання й вицвітання. Якість такого зображення дуже висока. Процес лазерного друку складається з п'яти послідовних кроків (рис. 11)

Рис. 11. Робота лазерного принтера

Зарядка фото вала.

Фотовал – циліндр із покриттям з фотонапівпровідника (матеріалу, здатного міняти свій електричний опір при висвітленні). Зарядка фотовала – нанесення рівномірного електричного заряду на поверхню обертового фотобарабана (1).

Лазерне сканування.

Лазерне сканування (засвітленняе) – процес проходження негативно зарядженої поверхні фотовала під лазерним променем. Промінь лазера (3) відхиляється обертовим дзеркалом (4) і, проходячи через розподільну лінзу (5), фокусується на фотовалу (1). Лазер активізується тільки в тих місцях, на яких на магнітний вал (7) надалі повинен буде нанесений тонер. Під дією лазера ділянки фоточутливої поверхні фотовала, які були засвічені лазером, стають електропровідниковими, і заряд на цих ділянках «стікає» на металеву основу фотовала. Тим самим на поверхні фотовала створюється електростатичне зображення майбутнього відбитка у вигляді ослабленого заряду.

Накладення тонера.

Негативно заряджений ролик при подачі тонера надає тонеру негативний заряд і подає його на ролик проявлення. Тонер, що перебуває в бункері, притягається до поверхні магнітного вала під дією магніту, з якого виготовлена серцевина вала (1). Під час обертання магнітного вала тонер, що перебуває на його поверхні, проходить через вузьку щілину, утворену між дозуючим лезом і магнітним валом. Після цього тонер входить у контакт із фотовалом і притягується на нього в тих місцях, де негативний заряд був знятий шляхом засвітлення. Тим самим електростатичне (невидиме) зображення перетворюється у видиме (проявляється). Притягнутий до фотовала тонер рухається на ньому далі, поки не приходить у зіткнення з папером.

Перенос тонера.

У місці контакту фотовала з папером під папером перебуває ще один ролик, що називається роликом переносу. На нього подається позитивний заряд, який він передає паперу, з яким контактує. Часточки тонера, увійшовши в зіткнення з позитивно зарядженим папером, переносяться на нього й утримуються на поверхні за рахунок електростатики. Якщо в цей момент подивитися на папір, на ньому буде сформовано повністю готове зображення, яке можна легко зруйнувати, провівши по ньому пальцем, тому що зображення складається з притягнутого до паперу порошку тонера, нічим іншим, крім електростатики, на папері не утримуваним. Для одержання фінального відбитка зображення необхідно закріпити.

Закріплення тонера.

Папір (8) з «насипаним» тонерним зображенням рухається далі до вузла закріплення (грубку) (11). Закріплюється зображення за рахунок нагрівання й тиску. Грубка складається із двох валів:

верхнього, усередині якого перебуває нагрівальний елемент (звичайно – галогенна лампа), називаний термовалом;

нижнього (притискний ролик), що притискає папір до верхнього за рахунок підпірної пружини.

При нагріванні паперу (180 – 220 °C) тонер, притягнутий до нього, розплавляється й у рідкому виді проникає в текстуру паперу. Вийшовши з грубки, тонер швидко застигає, що створює постійне зображення, стійке до зовнішніх впливів.

4. Використовуючи інформацію, отриману в результаті виконання пунктів 1 – 3, підготувати електронні зображення, отримані за допомогою цифрової фотокамери та планшетного сканера, та роздрукувати на лазерному принтері звіт, в якому навести детальний опис виконуваних операцій.