Лампа подсветки из сканера как малогабаритное освещение

Сканирующие системы на основе контактных датчиков изображения CIS (Contact Image Sensor) приобрели чрезвычайно большую популярность у производителей сканеров, копировальных аппаратов, многофункциональных офисных устройств (МФУ), факсов. И поэтому при ремонте и диагностике всех этих устройств часто возникает необходимость убедиться в исправности сканирующей линейки, которую иногда называют еще и сканирующей головкой. Автор предлагает ознакомиться с одним из вариантов диагностики этой важнейшей части сканирующих устройств.

Технология LIDE (Light Indirect Exposure), разработанная компанией CANON, является одной из разновидностей контактных датчиков изображения (КДИ), получивших в литературе наименование CIS. В контактных датчиках изображения для считывания строки используется линейка фотоприемников, в качестве которых, чаще всего, используются фототранзисторы. Количество фотоприемников соответствует количеству точек в сканируемой строке, т.е. каждым фотоприемником воспринимается одна точка (один пиксел) сканируемого изображения. Каждому фотодетектору соответствует своя фокусирующая линза, позволяющая собрать и сфокусировать на поверхности фотодетектора световой поток, отраженный от одного пикселя изображения оригинала. Общий принцип сканирования изображения с помощью CIS демонстрируется на рис. 1.

Рис. 1. Принцип сканирования изображения с помощью CIS

Как видно из рисунка, линейка светочувствительных датчиков занимает всю ширину сканируемой строки, и при этом максимально плотно прилегает к стеклу сканера. Так как сканирование осуществляется в масштабе 1:1, то отпадает необходимость в сложной оптической системе, что и является главным преимуществом технологии CIS.

Главной особенностью технологии LIDE является оригинальная конструкция сканирующей лампы. В общем-то, как таковой, лампы и нет. Вместо лампы используются три светодиода, размещенных в боковой части сканирующей головки, и пластиковый световод специальной формы (рис. 2). Этот световод обеспечивает распространение светового потока, излучаемого светодиодом, на всю длину строки, и перенаправление его на сканируемое изображение.

Рис. 2. Конструкция световода сканирующей головки

Внутреннее устройство сканирующей линейки LIDE представлено на рис. 3. Таким образом, в составе сканирующей головки имеется три светодиодные "лампы" с разным цветом свечения, причем эти лампы должны иметь независимое управление (рис. 4).

Рис. 3. Внутреннее устройство сканирующей линейки LIDE

Рис. 4. Схема управления светодиодными лампами

При сканировании цветных изображений, оригинал должен поочередно засвечиваться светом трех различных цветов: красным (R), зеленым (G) и синим (B). Во время сканирования в полноцветном режиме эти "лампы" переключаются с достаточно высокой частотой, в результате чего создается иллюзия того, что документ сканируется белым светом, что, на самом деле, не соответствует действительности.

Развитие кооперации в отрасли производства оргтехники и периферийных устройств привело к тому, что одна и та же LIDE-головка может использоваться в самых различных устройствах разных производителей. Так, например, в сканирующих устройствах начального уровня очень широкое распространение получила CIS-головка фирмы CANON с маркировкой CLG-60216G (рис. 5). Этот LIDE-модуль можно встретить в сканерах фирм CANON и BENQ, в МФУ и копировальных аппаратах CANON, в МФУ, выпускаемых компаниями Samsung, Xerox и HP Такое массовое использование этой LIDE-головки имеет положительные стороны, ведь у сервисных специалистов появляется возможность проводить замены совместимых модулей, из, казалось бы, абсолютно разных и несовместимых между собой устройств. Так, например, автором данной статьи была проведена успешная замена модуля CIS в аппарате "Samsung SCX-4100", причем заменяемый модуль был взят от сканера "BenQ 5250C".

Рис. 5. CIS-головка фирмы CANON с маркировкой CLG-60216G

Итак, при возникновении достаточно многих неисправностей сканирующих устройств можно наблюдать ситуацию, когда сканирующие лампы не включаются, и сканер не входит в режим готовности, а переходит в состояние фатальной ошибки. Причин для такого поведения сканера может быть несколько:

Неисправность LIDE-модуля;

Неисправность управляющего микропроцессора;

Неисправность двигателя, перемещающего LIDE-каретку;

Неисправность датчика начальной позиции сканирующей каретки (в случае его наличия).

Таким образом, специалисту, производящему диагностику такого устройства, необходимо определить, исправна ли LIDE-головка, или же имеется проблема в другом узле.

Каким образом можно проверить исправность LIDE-головки, рассмотрим на примере упомянутой выше и широко используемой головки CANON CLG-60216G.

Полная проверка исправности LIDE-головки достаточно трудоемка и требует наличия, как минимум, такого оборудования, как осциллограф, мультиметр, лабораторный источник питания и генератор. Автор предлагает рассмотреть упрощенный вариант диагностики CIS-головки, заключающийся в проверке только лишь ее модуля подсветки. Такая диагностика позволит убедиться в том, что все три лампы LIDE-модуля исправны.

Рассматриваемый модуль имеет 12-контактный разъем, с помощью которого осуществляется его подключение к основной плате сканера посредством плоского шлейфа (см. рис. 5). Назначение контактов этого разъема приведено в таблице, а местоположение контакта 1 показано на рис. 6. Исходя из приведенной информации, метод проверки ламп LIDE-модуля напрашивается сам собой.

Рис. 6. 12-контактный разъем модуля CLG-60216G

Для включения каждой лампы необходимо лишь приложить к ней соответствующее напряжение. Поэтому для диагностики потребуется всего лишь одно устройство - регулируемый источник питания, способный формировать на своем выходе постоянное напряжение в диапазоне 0...3,5 В.

Процедура тестирования модуля выглядит следующим образом:

1. Включают источник питания и устанавливают на его выходе напряжение около 3,3 В.

2. "Плюс" источника питания прикладывают к контакту 8 (VLED).

3. "Минус" источника питания прикладывают к контакту 11 (RLED). В результате должна загореться светодиодная "лампа" красного цвета. Изменение величины питающего напряжения должно приводить к изменению яркости свечения лампы.

4. Далее "минус" источника питания прикладывают к контакту 10 (GLED). В результате должна загореться "лампа" зеленого цвета. Ее яркость должна изменяться пропорционально изменению величины напряжения на контакте 8 (VLED).

5. Аналогично лампу синего цвета, прикладывая к контакту 9 (BLED) "минус" источника питания.

Таким образом, проверив все три источника света, можно с уверенностью говорить о полной исправности модуля подсветки LIDE-головки. Общая схема диагностического стенда для проверки CIS-модуля представлена на рис. 7.

Рис. 7. Схема диагностического стенда для проверки CIS-модуля

При проведении данной процедуры тестирования можно столкнуться с интересной особенностью. Дело в том, что красный светодиод является наиболее ярким и загорается даже при приложении к нему напряжения 2,5 В, в то время как зеленый и синий светодиоды загораются при напряжении на них более 3 В.

Иногда встречаются LIDE-головки с 16-контактным разъемом, но и для них все рассказанное выше абсолютно справедливо. Дело в том, что в 16-контактном разъеме четыре последних контакта не используются, а назначение первых 12 контактов полностью совпадает с тем, что описано в таблице.

Таблица. Назначение контактов разъема на модуле CLG-60216G

Конечно же, данная методика не является полной и не позволяет проверить исправность фотодетекторов, но, тем не менее, является очень наглядной и информативной, позволяя убедиться в том, что LIDE-головка исправна "в принципе". Данный метод диагностики удобно применять в ситуации, когда имеются подозрения на исправность управляющего контроллера и соединительного шлейфа сканера. Неисправность этих элементов, как и LIDE-головки, проявляется в отсутствии свечения сканирующих ламп, а также в биении сканирующей каретки в край копировального стола на этапе инициализации при включении сканера/МФУ/копировального аппарата.

В заключение хотелось бы обратить внимание на то, что проверить светодиоды LIDE-модуля можно и самым обычным тестером в режиме "проверка диодов". Для этого следует "прозвонить" диоды между контактами VLED и RLED, GLED, BLED. При тестировании необходимо изменять полярность подключения щупов прибора, чтобы обеспечивать открытое и закрытое состояние тестируемых светодиодов модуля. При этом свечение "ламп" не будет интенсивным (возможно, лампы вообще не загорятся), и им невозможно будет управлять. Но, тем не менее, получить ответ на вопрос об исправности светодиодов вполне возможно.

Как отремонтировать сканер?

Ответ мастера:

К сожалению, рано или поздно, любая техника может сломаться, и сканер не является исключением. Когда он без видимых причин отказывается работать, следует, прежде всего, постараться найти в инструкции причину неисправности. Поломки могут выражаться по-разному, к примеру, сканер начинает зависать после сканирования нескольких страниц или нарушается цветопередача, а также, он может очень долго входить в режим готовности.

Большинство неприятностей может быть связано с лампой подсветки - большинство сканеров оборудованы холодными люминесцентными лампами. Срок службы этих ламп гораздо продолжительнее, чем у обычных ламп, но и они иногда ломаются. Фирмы, осуществляющие ремонт офисной техники, обычно берут довольно крупные деньги за замену в сканере таких ламп. Намного проще и дешевле самостоятельно приобрести и заменить люминесцентную лампу.

Сначала нужно убедиться, что поломка действительно вызвана лампой. Лампа, отслужившая свой срок, будет иметь потемнения, светится тускло и неравномерно. Поэтому, необходимо сразу проверить качество света лампы. Это легко сделать, достаточно только включить сканер и приподнять крышку. Люминесцентная лампа может быть в комплекте с инвертором или одиночная. Крышку сканера нужно аккуратно снять, лампу демонтировать. Однако при этом нужно следить, чтобы не задеть оптическую систему, т.е. линзы. Протрите линзы от загрязнений чистой влажной салфеткой. Новую лампу нужно очень аккуратно извлечь из упаковки, т.к. она очень хрупкая и тонкая.

Обычно лампы для сканеров упаковываются в акриловую трубку, которая вскрывается перед тем, как устанавливать лампу. Возможно, что вам придется подогнать длину проводов и поменять разъем, посредством которого лампа подключается к схеме управления. После этого можно подключать лампу.

Если вы приобретете лампу короче, чем та, что стояла, то в процессе сканирования один конец листа будет иметь темные полосы, в зависимости от положения лампы. Цветопередача после установки новой лампы корректируется в графическом редакторе. В том случае, если вы заменили лампу, а сканер выдает ошибку, проверьте целостность провода.

Если вы впервые осуществляете установку сканера, то проблему может вызвать транспортировочный переключатель, блокирующий и удерживающий лампу. Он существует для предотвращения повреждений сканирующего механизма при транспортировке. Нужно его просто открыть, после чего, сканер должен нормально работать.

Следует обратить внимание на то, что у бюджетных моделей сканеров люминесцентные лампы не отличаются высоким качеством, поэтому, их часто приходится менять.Если ваш сканер относится к профессиональному уровню оборудования, и для вас большое значение имеют параметры разрешения и цветопередачи, то целесообразнее, в случае поломки, обратиться в сервисный центр.

От добрых людей попал мне в руки вот такой достаточно престарелый сканер, Mustek 6000p, аппарат времен Windows 95 и больших белых пластиковых корпусов. Как раритет большой ценности он не представляет, но выбросить, не заглянув внутрь, жалко).

Собственно, все его электронное содержимое, корпус отправляется на помойку.

Осветитель из сканирующей каретки - обычная флуоресцентная лампа с холодным катодом (CCFL), подобные используются в подсветке LCD-матриц.

Плата с каретки. В левой части видим высоковольтный инвертор, пришло время попробовать зажечь лампу.

В левом углу - интегральный стабилизатор 7812, обозначенный как Q8, по нему легко понять, по каким дорожкам инвертор получает питание. На его входе при включении сканера около 14 вольт, но лампа не горит, как ее запустить? К участку платы с инвертором ведет не так уж и много дорожек от разъема, которым плата каретки соединяется с основной платой, поэтому предположим, что на транзисторе Q5 собран ключ, запускающий лампу.

Замкнем пинцетом резистор R3, соединенный с базой транзистора, на + питания, и… да будет свет!

Разобравшись, что к чему, обрежем все лишнее, впаяем резистор-перемычку между R3 и питанием…

… и штырьки для родного разъема питания принтера.

Получим вот такую аккуратную плату-инвертор, проверяем еще раз.

Для освещения рабочего места этого, конечно же, недостаточно, но можно сделать в каком-нибудь ящике подсветку по принципу лампы в холодильнике. В качестве донора корпуса неплохо подошла не менее престарелая мышь, ровесница сканеру. Выключателем же будет геркон с нормально замкнутыми контактами.

В собранном виде. Жаль, что кнопки не несут никакой функциональной нагрузки=)

Крепим лампу и корпус на двухсторонний скотч. На дверце - магнит от жесткого диска на том же скотче. Не особо эстетично, но задачу выполняет.

Для освещения небольшого пространства более чем достаточно

Внимательный читатель заметит, что на фото платы в корпусе мыши уже перемычка вместо стабилизатора - в нем больше нет необходимости, инвертор питается от домашнего сервера, который стоит на том же шкафу.

Немного отступлю, очки понятно для чего, а вот назначение респиратора я немного объясню. Дело в том, что Дремель работает с вращением до 33-х тысяч оборотов в минуту и пыль от работы с ним получается достаточно мелкой. И чтобы не вдыхать непонятно из чего состоящую пыль – нужен респиратор

Хорошенько загадив все рабочее место и сделав два куска пластика одинаковыми, приступаем к вырезанию отверстия под разъем питания при помощи ножа и карандаша.
Достаточно извазюкав карандашом верхнюю часть разъема питания, и приложив к нужному месту на пластике - получим примерный трафарет для вырезания.
Вырезав, прикладываем обе пластмасски к схеме, заранее вставив разъем питания. Далее смотрим как пройдет основной винт крепления через всю конструкцию, намечаем отверстие сначала с одной стороны, и, просунув в уже просверленное отверстие, намечаем и делаем второе отверстие.
Далее берем вторую пластину, там, где будет гайка. Продеваем и закручиваем винт с гайкой на ней. Затем гайку с небольшим усилием, при помощи горячего паяльника, вдавливаем в пластик пока она не перестанет выступать. Охлаждаем и выкручиваем винт.
Берем обе крышки нашей коробочки и с внутренней стороны делаем небольшие пассики примерно миллиметр на миллиметр, туда будут вставлены ребра жесткости, так же являющиеся декоративными заглушками закрывающие края схемы питания.
По большому счету почти все готово, осталось только сделать крепления для самой лампы.

Для этого берем все тот же белый пластик и вырезаем два маленьких прямоугольника, делаем сверлами отверстия, сначала маленьким, затем по больше, но отверстия не должны быть точно по центру т.к. тогда крепления не позволят лампе поворачиваться, сделать их нужно с небольшим смещением вниз. Далее закручиваем шурупчиками и наклеиваем двусторонний скотч на внешнее основание получившихся плоскостей крепления.

Вставляем разъем лампы в схему ее питания, а схему - в нашу самопальную коробочку и потихоньку закручиваем, но не до конца.
Теперь приступаем к изготовлению боковых стенок. Для этого намечаем в уже заготовленной "болваночной прокладке" место резки и выпиливаем стенку заранее немного большего размера. Прикладываем к коробке и смотрим, как она подходит. Когда размер понравится - можно делать вторую стенку.
Приложив готовую первую стенку как шаблон - подгоняем вторую по размеру.
Когда все готово и убраны все заусенцы - приступаем к сборке.
Берем схему питания, отрезаем разъем для внешнего подключения питания и припаиваем к нему наш разъем под блок питания. Заново собираем всю коробочку, заранее изолировав все оголенные контакты и почистив все следы возни. Скручиваем, и в конце, вставляем ребра жесткости, после чего закручиваем до такого состояния, чтобы коробочка не развалилась. Если не все хорошо держится, можно ребра жесткости, по краям, проклеить дополнительно суперклеем, дабы оно не развалилось, ни от падения, ни от рук.

У меня получилось не все хорошо, а именно: винт оказался за пределами крышки, так, что его пришлось спиливать.

Затем, на стороне гайки, клеим четыре небольших кусочка двустороннего скотча, дабы потом можно было его быстро и без проблем снять. Еще у меня не нашлось кнопки выключателя, она будет припаяна на шнур б.п. позже.

Если кому-то не хочется так возиться (мне просто надо было понять работу Дремеля с разными материалами), тот может найти любую подходящую коробочку и закрепить схему в ней.

Кто хочет иметь подсветку в корпусе, тому могу посоветовать подключиться к любой 12в линии с нужным сопротивлением.

Так же можно попробовать использовать лампу без ее отражателя (к тому же он не совсем отражатель, а скорее гаситель т.к. он не зеркальный, а бело-черный). Но для этого нужно быть предельно внимательным к концам лампы, так как впаянные в стекло провода достаточно толстые и их можно отломить, либо стекло может потрескаться в этих местах. На краях лампы есть прорезиненные специальные держатели, на них я бы порекомендовал обустраивать какие-то свои крепежи. Лампа проработав около 40 минут с моим б.п. практически не нагрела, ни отражатель, ни резинки по бокам нее. Если подаваемое напряжение на лампу будет больше 9в, то лампа, скорее всего, будет перегреваться, и, возможно, выйдет из строя. Если вы решите использовать ее без отражателя, хотя она и будет освещать все вокруг, но также будет светить и в глаза, что мне как-то не показалось мало.

Так же хочу предупредить о трансформаторе на схеме питания лампы. Не знаю, какой ток он выдает и что собой представляет, но если приблизить палец, или другой участок тела, близко к его контактам - возникает электрическая дуга, которая, например, на пальце у меня выжгла узорчик. Расстояние до контактов при этом может быть до двух миллиметров.
Током, конечно, не убьет, но маленький ожог получить можно.

Извиняюсь за качество картинок и видео, но что под рукой было))

В продолжении опишу как использовать мотор винчестера для его применения в виде вентилятора.
Сборку самодельной системы жидкостного охлаждения на своем примере.
Также самодельная корзина для пяти винчестеров из орг. стекла.

Любое многофункциональное устройство (МФУ) состоит из принтера и сканера. И если описан весьма комплексно и подробно, то статей по ремонту сканера МФУ практически нет. Данная статья посвящена ремонту сканеров МФУ, их диагностике, совместимости и замене.

Сканеры в МФУ состоят из платы управления, двигателя и блока сканера, направляющих с демпфером и шлейфов. В ряде случаев двигатель находится в блоке сканера.

Основная особенность ремонта сканеров многофункциональных устройств заключается в том, что блоки сканера имеют разную конструкцию, характеристики и интерфейсы. Например, нельзя заменить блок сканера от устройства с большим разрешением в устройство с меньшим разрешением, хотя конструкция и разъемы совпадают. Этот блок не будет опознаваться МФУ.

В качестве подсветки раньше использовались лампы, теперь светодиодные линейки.

Блок сканера имеет единую конструкцию, объединяющую подсветку, оптику и светочувствительную матрицу и плату электроники. Обычно блок сканера можно заменить только целиком. Иногда можно переставить элементы в разборном блоке, например, лампу. В ламповых сканерах наиболее частой причиной выхода из строя является перегорание лампы, либо снижение ее светимости. В этом случае МФУ не выходит в рабочий режим. Примером таких МФУ являются HP LaserJet 3330. Отдельно лампы подсветки для сканеров найти бывает трудно, если вообще возможно. Замена блока сканера стоит 2500-3000 руб, если удастся найти подходящий.

В современных устройствах блок сканера делается на основе светодиодной линейки и служит значительно дольше. Диагностика неисправности — МФУ не выходит в готовность.
В некоторых дешевых сканерах ломаются оси шестеренок, сделанные из пластика. Диагностика: треск из сканера. Ремонт такой неисправности стоит 1500 руб.

Если сгорел двигатель сканера МФУ, то его можно заменить, если найти подходящий с донора, либо заказать новый. Признаки неисправности двигателя сканера — блок сканера не двигается при включении питания. Цена ремонта 2-3 тыс. руб.

При выяснилось, что причиной ошибки было стекло сканера, у которого были незначительные дефекты возле белой начальной полосы. Рефракция света на мелких дефектах стекла способна привести к сбоям сканирующего узла.

У нас можно купить сканирующий узел (1500 руб.), двигатель (1000 руб.), шлейф (500 руб.).

В МФУ Samsung SCX-4521 часто бывает неисправен шлейф сканера, читайте про
В сканерах с автоподатчиком оригинала выходит из строя датчик бумаги и ролик подачи. Цена ремонта сканера в этом случае около 1500 т.р. Если податчик документа не реагирует на положение датчика бумаги, то неисправен форматер — основная плата МФУ.