Quello che voglio presentare è un lettore di codice a barre realizzato a scopo dimostrativo come progetto per l'esame di stato.

Descrizione

Il lettore di codici a barre è uno di quelli classici a penna (i più economici e lenti) che devono essere passati sopra il codice da un lato all'altro. La lettura avviene tenendo premuto un pulsante e le barre convertite in segnali elettrici vengono inviate al computer tramite un collegamento USB; il lettore è dotato anche di un LED che segnala l'esito della lettura.

Il circuito

Il circuito ha il compito di distinguere tra barre nere e foglio bianco e simulare di conseguenza la pressione del pulsante scelto sul circuito della tastiera. Questo circuito si compone di due parti:
- un comparatore, che confronta la resistenza del sensore (che varia con l'esposizione alla luce) con una di riferimento;
- un interruttore elettronico (transistor) che apre o chiude i contatti corrispondenti al pulsante scelto.

Il sensore è siglato in figura con R2, mentre la resistenza R1 (visibile in basso nella foto) costituisce insieme ad esso un partitore di tensione. La tensione misurata al centro è inversamente proporzionale alla resistenza di R2 e quindi direttamente proporzionale alla luce riflessa. Il potenziometro VR1 (visibile a destra nella foto) costituisce un altro partitore che genera la tensione di riferimento. La corrente scorrerà dal punto a potenziale maggiore verso il punto a potenziale minore polarizzando a seconda del verso il transistor Q1 (a sinistra nella foto) direttamente o inversamente, mandandolo così in saturazione o in interdizione. I terminali CT+ e CT- vanno collegati ai pin del circuito della tastiera corrispondenti al tasto scelto. La corrente scorrerà attraverso di essi solo quando il laser illumina una parte nera del foglio e la luce non viene riflessa sulla fotoresistenza. Al connettore L+ va collegato il polo positivo del laser, mentre l'altro va a massa; il potenziometro VR2 da 100 ohm consente di regolarne la luminosità. Il laser e il circuito vengono alimentati solo quando viene premuto il pulsante SW1 situato sul lato posteriore della basetta millefori (non visibile nella foto). Nella foto sono visibili alcuni ponticelli che ho inserito in seguito a delle modifiche apportate al circuito, mentre lo schema elettrico è quello finale. L'alimentazione di 5 V DC è prelevata direttamente dalla porta USB.





Il software
Il software è stato realizzato in Visual Basic 6 (volevo farlo in C++ ma poi ho desistito per mancanza di tempo). La parte principale sono gli eventi KeyDown e KeyUp che determinano l'inizio e la fine di una barra. Le procedure StartBar e EndBar salvano la durata (in millisecondi) di ciascun bit all'interno del vettore "bT()".

Private Sub Form_KeyDown(KeyCode As Integer, Shift As Integer)
    If KeyCode = vbKeyF12 Then          'Se la barra è iniziata
        StartBar
    End If
End Sub

Private Sub Form_KeyUp(KeyCode As Integer, Shift As Integer)
    If KeyCode = vbKeyF12 Then          'Se la barra è finita
        EndBar
    End If
End Sub

Private Sub StartBar()
    If curBit = -1 Then                 'Se non c'è più spazio
        ShrV bT                         'Crea posto per il nuovo bit
        curBit = 0
    End If
    bT(curBit) = GetTickCount           'Tempo corrente nel bit corrente
    Sh1.FillStyle = vbFSSolid           'Accende il LED
End Sub
 
Private Sub EndBar()
Dim cTime   As Long
    cTime = GetTickCount                'Tempo corrente
    bT(curBit) = cTime - bT(curBit)     'Calcola la durata del bit
    curBit = curBit - 1                 'Va al bit successivo
    lblCnt.Caption = curBit + 1
    Sh1.FillStyle = vbFSTransparent     'Spegne il LED
    lTime = cTime                       'Tempo ultimo segnale
End Sub

La funzione seguente calcola i bit a partire dalla loro durata, prendendo come durata di riferimento la loro durata media. Il valore del codice viene restituito dalla funzione, mentre il parametro "par" passato per riferimento, indica l'esito del controllo di parità.

Public Function ConvertData(v() As Long, par As Boolean) As Long
Dim m   As Long     'Durata media
Dim t   As Long     'Totale
Dim p   As Long     'Conteggio bit
Dim i   As Long
    m = (Minimo(v) + Massimo(v)) / 2    'Calcola la durata media
    For i = LBound(v) To UBound(v)      'Per ogni valore
        If v(i) < m Then                'Se è minore della media
            v(i) = 0                    'Il bit è zero
        Else                            'Altrimenti
            v(i) = 1                    'Il bit è 1
            p = p + 1                   'Incrementa il conteggio
        End If
        t = t + v(i) * 2 ^ i            'Calcola il totale
    Next i
    p = p - v(0)                        'Non contare l'ultimo bit
    par = (v(0) = p Mod 2)              'Controllo parità
    ConvertData = t
End Function

Sono presenti altre funzioni che consentono il funzionamento del programma, inclusa una che consente di accendere il LED del circuito della tastiera per indicare l'esito della lettura, ed un'altra che verifica il collegamento del lettore al PC.
Al termine della pagina inserirò il programma compilato e i sorgenti.

La probabilità di errore

Se il numero di bit letto in modo errato è pari, il controllo di parità risulterà positivo e l'errore non verrà segnalato. Supponendo che la probabilità di leggere in modo errato un bit sia p, la probabilità di sbagliare la lettura di un numero pari non nullo di bit su n bit sarà:

Collegamento con il PC

La prima volta che inserite il lettore nella porta USB, Windows visualizzerà il messaggio "Trovato nuovo hardware" (del resto si tratta di una tastiera USB). Una volta che il lettore è installato, potete lanciare il programma, che mostrerà un messaggio dicendo che il lettore non è stato trovato*. Questo accade perchè il programma controlla l'hardware ID del lettore con quello salvato nella costante "Lettore" dichiarata nel form1:

Private Const Lettore = "VID_04D9&PID_1603&MI_00"

Modificando il valore di questa costante e ricompilando, il programma funzionerà correttamente. Potete trovare l'hardware ID del vostro lettore seguendo questi passi:
1) andate in "Gestione periferiche>Tastiere";
2) collegate il lettore e vedrete che apparirà una nuova voce "Tastiera HID";
3) fate doppio clic sulla voce appena comparsa;
4) andate nella scheda "Dettagli";
5) selezionate la voce "ID hardware" dal menù a scorrimento;
6) l'hardware ID è un codice alfanumerico simile a quello riportato sopra, in genere la seconda voce dell'elenco (senza "HID").

*Nota: anche se non modificate l'hardware ID il programma funzionerà comunque.

Taratura

Per eseguire la taratura collegare il lettore al PC e lanciare il programma. Tenendo il lettore su un foglio bianco mantenere premuto il pulsante e ruotare il potenziometro finchè il LED rosso del programma non si spegne. Poi spostare il lettore su un foglio nero e assicurarsi che il LED si accenda; se il LED non si accende ruotare il potenziometro nel verso opposto. Sarà necessario trovare una posizione tale da far accendere il LED solo quando si passa su una barra nera. Ho tarato il lettore in occasione dell'esame e funziona tuttora senza che abbia dovuto apportare correzioni.

Foto del lettore

(clic per ingrandire)

Allegati

Sorgenti
Binari
Allego inoltre questo programma che consente di stampare in modo semplice codici a barre compatibili con questo lettore e una pagina stampabile di codici per chi non volesse utilizzare il programma suddetto.
Vi ricordo che i file binari sono in formato .rar e non hanno bisogno di installazione, ma è sufficiente estrarli in una cartella e lanciare l'eseguibile.

Spero che vi sia piaciuto, se avete domande, suggerimenti, o critiche da farmi, non esitate!

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