Návrh čtecí hlavy pro magnetický čárový kód

Abstract

Magnetický čárový kód se skládá z feromagnetických proužků natištěných na podkladovém materiálu. Množství feromagnetika v proužcích je malé, a proto snímání magnetického čárového kódu vyžaduje citlivé metody. Bude popsán princip snímačů slabého magnetického pole (feromagnetické sondy) a metod zjišťování přítomnosti malého množství feromagnetika (rezonanční obvod, diferenční sonda). Některé snímače produkují kmitočtově modulovaný signál, zaměříme se rovněž na kmitočtové demodulátory. Sejmutý čárový kód je zkreslen konvolučním zkreslením, bude popsán princip rekonstrukčních metod. Zkompletované zařízení se skládá ze snímacího oscilátoru, kmitočtového demodulátoru, zesilovače a rekonstrukčního obvodu. Kmitočtová demodulace je realizována fázovým závěsem a rozdílovým demodulátorem. Rekonstrukce je založena na metodě hledání inflexního bodu, jejímž výstupem je obdélníkový signál představující proužky čárového kódu. Návrh všech těchto bloků je popsán. Zařízení je schopno snímat magnetické čárové kódy a rovněž rekonstruovat konvolučně zkreslený sejmutý signál. Sestavený rozdílový demodulátor vykazuje malý vlastní šum a malý teplotní drift (na rozdíl od fázového závěsu). Rekonstrukční obvod bez problémů zpracovává signál náležící proužkům čárového kódu o šířce 2 mm, užší proužky (1 mm) v určitých případech působí potíže (způsobeno velkou mírou konvolučního zkreslení).

Magnetic bar-code is composed from ferromagnetic bars printed on a substrate. The amount of ferromagnetic material is low, therefore reading magnetic barcode requires sensitive methods. Principle of methods of sensing both low-intensity magnetic field (fluxgates) and detecting low concentration of ferromagnetic material (resonant circuit, differential sensor) will be described. There are sensors producing frequency-modulated signal, therefore we focus on frequency demodulators as well. Signal acquired by sensor suffers from convolution distortion, reconstruction methods will be introduced. The assembled device consists of sensing oscillator, frequency demodulator, amplifier and reconstructing circuit. Frequency demodulation is done by phase-locked loop or differential demodulator. Reconstruction is based on detection of inflection points, producing square signal (representing bars of barcode). Design of these blocks is described. The device is able to read magnetic barcodes and reconstruct convolutionary distorted acquired signal. The differential demodulator exhibits low noise and low temperature drift (contrary to phase-locked loop). Signal produced by reading 2 mm wide bars is reconstructed without any problems, bars of width less than 1 mm cause troubles in certain cases (due to high degree of convolution distortion).