扫描枪的应用已经深入到人们生活的每一个角落,快递、超市、工业应用,无处不在。

最初的扫描枪是通过数据线与电脑或POS机来传输数据的。随着技术的进步,无线扫描枪今天已经随处可见,一般通过蓝牙、WiFi等传输数据,不受数据线电缆长度的限制。

无线扫描枪不需要连接线就可完成扫描条码并传送数据到服务器的任务,其实这一功能用手机也可以实现,小编在手机安卓市场就搜到了数款免费的条码扫描应用,可以达到无线扫描枪的效果。

当然,一分价钱一份货,在正规的应用场合,小编建议还是要使用高质量的扫描枪。如今市场上有着成百上千种不同的扫描枪,根据品牌、性能、类型的不同,价格可相差数十倍。无线一维扫描枪的价格就在几十至几千元不等。

这里要拆解的是由Besteker制造、在亚马逊上售价45美元的无线条码(一维)扫描枪。

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这款手持式条码扫描枪仅重300克,外壳由光滑的塑料制成,坚固耐用,设计符合人体工程学。

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扫描枪顶部的塑料盖用两个小螺钉固定在主体上。打开盖子,首先映入眼帘的是三个PCB:一个用于蓝牙发射器,一个用于激光二极管,最后一个嵌在扫描枪手柄中,用于触发器和电池。

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扫描枪中有三个PCB

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取出扫描枪的所有组件

下面看看这三个PCB分别包含哪些重要组件,以及会有哪些特别的发现!

激光二极管PCB

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激光二极管PCB组件

激光二极管PCB的主要组件和一些发现:

• LM324DG运算放大器;
• 环氧树脂,用于将组件/螺母固定在位;
• PCB边缘是手工修剪的,说明在最终的设计之前未完成3D分析;
• 电感器,从安装的样子来看,很可能这个特殊的电感器是最后一刻才装上的,因为它没有零件编号,安装马虎,连引线都没修剪整齐;
• 两个镜子,没有零件号;
• 激光二极管和激光检测器,没有零件号。

把激光二极管PCB图放大一些。

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激光二极管PCB的主要部件

从上图中可以看到有两面镜子(一个固定,一个可移动)、一个激光二极管和一个激光检测器/传感器。再仔细看看这两面镜子。

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激光二极管PCB中的两面镜子

这两面镜子都有金属涂层,看起来是金或铜。根据photonics.com,“...镜子的导热能力很重要,扫描枪通常使用金属基板,因为金属比玻璃的传导性更好。” 此外,“铜和金仅在红色和红外光谱区域有用”。

注意,固定镜子中还有一个镜子。

按下触发器让设备通电,听到哔的一声,说明有电,PCB被激活了:LED打开,“可移动”镜子开始振荡,激光二极管发光。 很炫酷吧!

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条形码扫描仪通电

再来看一看“镜中镜”。 从下图可以看出,激光二极管对准固定镜中的小镜子,小镜子将激光引到振荡镜上,就“产生”了扫描激光。

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激光对准静止镜中的小镜子

那么,镜子是怎样振荡起来的呢?

关键在于使用了永磁体和电感器。永磁体连接到用于固定镜子的塑料片的尾部,电感器是那个黑白的大圆形部件。电流通过电感器时产生磁场,反过来会影响/移动永磁体。产生“振荡”的窍门是快速循环通过电感的电流,从而快速轮转磁场(开-关-开)。

移动磁铁的振荡速率是多少呢?将逻辑分析仪连接在电感的一根引线和地之间,可以看到,电感器每〜25Hz充电一次。 因此,镜子以相同的频率振荡,每秒25次。

电池PCB

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电池PCB组件

无线条码扫描枪的“大脑”是在电池PCB上,但是这个PCB上的多数组件没有任何标记。

• 齿形PCB明显装歪了,估计是装配过程中缺乏质量控制所致; 
• NPN晶体管(上面标着1AM)只是通用型晶体管;
• 处理器:作为系统的大脑,该部件上没有任何标记。可能这个IC是定制的,所以漏了IC标记;
• “未知IC”上的标记似乎被人为地磨掉了!
• 开关和音频报警器上没有任何零件标记;
• 内存IC上标有ATMLH536。 

蓝牙PCB

蓝牙PCB用的似乎是现成的蓝牙齿形PCB。

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蓝牙PCB

该PCB只有两个IC:

• Cypress公司的BCM20730是蓝牙IC,据称是可用于无线输入设备的单芯片收发器;
• 虽然STMicroelectronics器件上标有4HDR8和K645,但却找不到关于该器件的任何数据表。虽不能完全确定,但这个IC十有八九是一个存储(闪存)器件;
• 所用的晶体是一个24.000MHz的器件。 

总结

拆解这个一维无线条码扫描枪是一个让人愉悦的过程。虽然拆解中发现扫描枪在组装过程中有些缺乏质量控制,但是不可否认,这个手持式条码扫描枪是精心设计和创新的产品,尤其是其中的振动镜!

附录:Besteker无线1D(一维)条码扫描枪规格参数

物理参数:

• 尺寸:165mm x 70mm x 98mm
• 重量:300g
• 充电接口:RJ45插头
• 外壳材料:ABS + PC

性能参数:

• 光源:可见激光二极管,波长650nm
• 触发模式:手动
• 扫描模式:单行扫描
• 扫描速度:150±2次扫描/秒
• 分辨率:> 4密耳
• 错误率:1/5千万
• 发射频率:2.4G蓝牙
• 发射距离:10m(可见距离)
• 提示模式:蜂鸣器和LED
• 激光安全等级:EN60825-1,Class 1,National Class 1激光安全标准EMC
• EMC:EN55022,EN55024
• 电气安全:EN60950-1

环境参数:

• 光强度:3000-12000勒克斯
• 温度:0°C ~ 50°C(运行)/ -40°C ~ 60°C(存储)
• 包装级别:IP52 

电气参数:

• 充电时间:2小时
• 充电电压:5VDC(±5%)
• 功率:100mW
• 电流:20mA(运行)/ <20mA(待机)

本文部分内容来源于Nick Davis的 [Teardown Tuesday: Bluetooth-Enabled Cordless Barcode Scanner],由Jenny Liao编译整理。

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