Магнитные карты и ПК - Патрик Гёлль

• тактовый сигнал или строб-импульс (), низкий уровень которого соответствует моменту, когда данные достоверны.

Основные различия между разными типами считывающих устройств данного класса в наибольшей степени касаются длительности тактовых импульсов. Она может быть фиксированной и равняться, например, 20 мкс либо составлять часть от длительности каждого бита (например, четверть). Кроме этого, надо упомянуть о редких считывающих устройствах, которые выдают неинвертированные данные (DATA).

Как и считывающие устройства с интерфейсом RS232, считывающие устройства со специальным интерфейсом TTL требуют напряжения питания +5 В, которое удобно снимать с разъема джойстика, тем более, что этот разъем может одновременно служить портом для ввода данных.

Учитывая трудности, с которыми придется встретиться некоторым из наших читателей в приобретении нового или подержанного считывающего устройства, мы решили разработать собственную версию его электронной и механической части. Все было продумано так, чтобы каждый радиолюбитель мог выполнить Это устройство. Причем выбирались только широко распространенные материалы и компоненты.

Построенное в строгом соответствии с нашими рекомендациями считывающее устройство обладает характеристиками, сравнимыми с характеристиками промышленных моделей, и в то же время хорошо подходит для трансформации в кодер (что и предполагалось с самого начала изучения).

По сравнению с головкой магнитофона к головке считывающего устройства, особенно с ручным манипулированием, предъявляются совершенно другие механические требования. Как в том, так и в другом случае необходимо обеспечить надежный контакт между головкой и дорожкой, избегая, тем не менее, излишнего давления, которое повлечет преждевременный износ обеих. Также следует соблюдать строгую перпендикулярность головки по отношению к дорожке.

Магнитные карты могут быть деформированы, иметь различную толщину и быть рассчитанными на разные кинематические схемы прохождения через считывающие устройства. При разработке своего устройства мы учитывали все эти моменты.

Внимательное изучение ручных считывающих устройств промышленного изготовления выявило практически идентичный принцип их работы. Он заключается в следующем: карта вставляется в направляющий желобок, по ширине немного больший толщины карты, в то время как головка закрепляется на достаточно упругом держателе, гарантирующем определенное постоянство давления и расположения.

Вышесказанное касается в полной мере и считывающего устройства фирмы American Magnetics, вид которого представлен на рис. 3.7 и 3.8.

Рис. 3.7. Считывающее устройство фирмы American Magnetics (вид сбоку)

Рис. 3.8. Считывающее устройство фирмы American Magnetics (общий вид)

Мы также решили воспользоваться этим принципом, адаптируя его, однако, к возможностям механической обработки, которыми располагает средний радиолюбитель, а также к характеристикам головок кассетных магнитофонов, которые легко приобрести. Для их применения нужно удалить направляющую полоску, которая либо припаяна, либо вмонтирована в одну из сторон головки. Оригинальность конструкции держателя магнитной головки нашего устройства заключается в материале, использованном для его изготовления, — печатной плате из стеклотекстолита толщиной 0,8 мм, который обычно используется для производства фальшивых чип-карт.

Уверен, что наиболее практичные из наших читателей уже имеют все необходимое для изготовления платы, представленной на рис. 3.9.

Рис. 3.9. Топология печатной платы держателя магнитной головки (стеклотекстолит 0,8 мм}

Расстояние между контактами различных широко распространенных моделей головок почти всегда составляет 5,08 мм. Для их прочного прикрепления к плате достаточно двух крупных капель припоя. При изготовлении платы, помимо сверления контактных отверстий, потребуется выпилить по огибающей (с трех сторон) зону монтажа головки. Это можно осуществить посредством миниатюрной дисковой фрезы.

Полученный таким образом язычок, отделенный с трех сторон от остальной части платы, обладает достаточной упругостью, близкой к упругости стальной пружинящей пластинки, которая используется производителями держателей головок для промышленных магнитных считывающих устройств.

Рамка, окружающая этот язычок, обеспечивает установку платы держателя на каркасе устройства, внешний вид которого представлен на рис. 3.10 и 3.11.

Рис. 3.10. Внешний вид самодельного считывающего устройства (вид сзади)

Рис. 3.11. Внешний вид самодельного считывающего устройства (вид спереди)

Сам каркас (рис. 3.12) изготавливается из оргстекла (плексигласа) толщиной 4 мм. Этот материал легко достать, он достаточно прочен и очень хорошо обрабатывается.

Рис. 3.12. Чертежи элементов каркаса

В крайнем случае его можно заменить другими материалами, например стеклотекстолитом толщиной 1,6 мм (нефольгированным), склеенным вдвое или втрое.

Для изготовления каркаса необходимо вырезать из оргстекла два прямоугольника размером 100x40 мм, а также прямоугольник из стеклотекстолита толщиной 1,6 мм размером 14x100 мм. Одна из сторон этого прямоугольника должна быть идеально прямой, для чего ее нужно тщательно отполировать наждачной бумагой.

Отметим, что нет существенных возражений против увеличения длины всех деталей свыше 10 см, принятой в большинстве промышленных считывающих устройств.

Если предусматривается последующая трансформация считывающего устройства в кодер, то это будет даже «плюсом», поскольку большая длина пути карты помогает стабилизировать скорость последней практически еще до контакта с головкой.

На рис. 3.12 указаны место и диаметры всех крепежных отверстий, которые потребуется просверлить. Допустимо вместо отверстий диаметром 2 мм делать отверстия диаметром до 2,5 мм или больше, если проще найти винты (с потайной головкой) под такой размер. Совершенно необходимо, чтобы эти четыре отверстия точно совпадали с соответствующими отверстиями печатной платы и чтобы ее край был идеально точно выровнен с краями пластин из оргстекла.

Проще всего это сделать, если сверлить обе детали с одного захода, плотно зажав их в тисках с гладкими губками. Что касается прямоугольного отверстия, то его следует выполнить традиционным радиолюбительским способом: высверливанием по периметру, например трехмиллиметровым сверлом с последующей доводкой квадратным напильником. Не страшно, если его размеры будут несколько превосходить указанные на схеме, однако, не до такой степени, чтобы серьезно уменьшить прочность детали.

На рис. 3.13 показан сборочный чертеж считывающего устройства.

Рис. 3.13. Сборочный чертеж самодельного считывающего устройства

Сборку следует начинать с соединения между собой печатной платы и плексигласовой пластины с квадратным отверстием. Это необходимо сделать при помощи винтов с потайными головками, которые будут утоплены в плексиглас (зенковка сверлом 6 мм). Естественно, головка должна «смотреть» в квадратное отверстие.

Высота крепежных втулок полностью зависит от высоты выбранной головки, которых существует огромное множество. Верхняя часть каждой втулки должна иметь слегка скошенный край, поскольку для качественной регулировки предполагается, что печатная плата (D) не будет параллельна пластине (А).

При соединении второй пластины из оргстекла (В) и промежуточной стеклотекстолитовой пластины (С) следует произвести необходимую подгонку. Магнитная карта вставляется в полученный желобок, при этом надо следить, чтобы головка упиралась в карту и была перпендикулярна последней. С другой стороны, совершенно нормально, если при вынутой карте головка касается противоположной пластины (В) под углом, заметно отличающимся от 90°.

Окончательная сборка производится при помощи двух 3-миллиметровых болтов BTR (под ключ Allen), но можно довольствоваться и обыкновенными винтами, что, однако, менее практично. В любом случае рекомендуется подложить шайбы под обе головки и гайки.

Большой диаметр (6 мм) отверстий, выполненных в стеклотекстолитовой пластине (С), которая играет роль направляющей для карты, позволяет подогнать ее вертикальное расположение таким образом, чтобы головка точно совмещалась с дорожкой, с которой она должна считывать. Естественно, если пластина (В) вырезана из прозрачного плексигласа, это облегчит подгонку.