Как подключить матричный принтер MD910 от кассового аппарата Миника
В прошлой своей публикации я подключал ЖКИ дисплей от старого кассового аппарата. Напомню, что я приобрел 3 аппарата за смешные деньги, разобрал их, и в итоге стал обладателем милых сердцу электронных штучек: экраны, принтеры, мелочевки. 😉
В комментариях люди интересовались подключением чекового принтера. Выкроив время из своей межвахты наконец то разобрался с принтером. Начал я с матричного. Модель MD910, ниже фото.
Ну поскольку Ардуинка, паяльник, и прочая-прочая давным давно ждут своего выхода на сцену решил я таки его неприкаенного подключить и что-нибудь напечатать. Что самое главное в нашей жизни? Это инструкция! Так вот озадачился я поиском datasheet-а на этот принтер. Нагуглил, правда самой первой редакции. Там нашлась схема распиновки выводов, тайминги, немного про устройство принтера. Не было параметров подключения светодиода оптопары и еще нескольких данных. На ум пришла идея спросить эту информацию в мастерских по ремонту кассовых аппаратов. Здесь, я Вам скажу меня ждало разочарование — эти парни лениво протянули, что у них никаких datasheet-ов, сервисных manual-ов и даже схем кассовых аппаратов у них нет, и вообще они тут делом заняты. 😉
А если спросить эту информацию непосредственно у самих производителей (Citizen Business Machines)? Я так и сделал — написал им имейл — так мол и так, я радиолюбитель, сейчас хочу прикрутить этот принтер и печатать на нем листовки, будьте добры и любезны предоставьте datasheet. И Citizen Systems Europe мне через пару дней прислало заправшиваемую информацию!
Собрал платы подключения датчиков — а их там два: Dot Pulse и Reset Pulse. Спаял драйвера для управления двигателем и печатающей головкой.
Цифры обозначают к каким выводам принтера подключены эти точки. Поскольку на входы Ардуино подаются инвертированные сигналы (например 1 в случае, если выключатель разомкнут), то при написании программы необходимо учитывать этот момент.
Что касается драйверов для мотора и печатающей головки. В загашниках лежало несколько микросхем SMA4033 и STA471A, которые были выпаяны из неисправного матричного принтера Эпсон (типа FX800). Вот перипетии судеб микросхем — старый матричный принтер был разобран на запчасти, чтобы через несколько лет реинкарнироваться в облике нового принтера! 😉
Документация была найдена при первом же запросе Гугла (кстати, я их выложил на GitHub). Эти микросхемы представляют собой 4 транзистора Дарлингтона в едином корпусе, разница между ними (кроме напряжений питания) в наличии защитных диодов в SMA4033. Мне они очень понравились — отличные параметры, можно приклеить на радиатор и просто припаять проводки к выводам, корпус относительно массивный, так что легко выдерживает выпайку при помощи строительного фена! 😉
Схема подключения мотора. Используется только два канала из четырех микросхема SMA4033.
Схема подключения печатающей головки к микросхемам STA471A (коллекторы). Необходимо помнить, что печатающая голова состоит из 2 блоков по 4 иголки. Поэтому нам нужно 8 силовых выходов.
Общее для обоих микросхем. Выходные пины Ардуино через резисторы сопротивление (680 ом — 1к) подключены на базы транзисторов Дарлингтона.
Как работает принтер? 
Печатающая головка состоит из двух одинаковых частей. Каждая часть включает в себя четыре вертикально стоящие иголки. Однако четные и нечетные иголки чуть-чуть сдвинуты относительно друг друга, полагаю, чтобы они не сильно мешали друг-другу — ведь расстояние между ними совсем крошечное! Однако это немного усложняет алгоритм печати: вначале нужно напечатать нечетные точки, потом, дождавшись, когда головка сдвинется на 0.5 точки напечатать четные точки.
Что касается двух половинок. Левая часть печатающей головки печатает первую половину строки, правая — вторую. Чтобы напечатать строку из 8 пикселей высотой нужно сделать два прохода. Вот смотрите, за четыре первых такта печатается один первый столбец буквы A. Первый такт — печатаем точки A и C, потом 1 такт — головка сдвигается на половину точки, потом печатаются точки B и D, потом опять сдвигается на полточки. Потом опять за четыре такта печатается следующий столбец буквы A.
При этом в принтере всего 144 столбца, 72 для каждой части печатающей головки. Если будем использовать шрифт 8×8, то мы сможем напечатать 18 символов в каждой строке.
Мы выяснили каким образом печатает принтер. Теперь это дело нужно оформить в виде программного кода.
Что нам нужно, чтобы напечатать текст?
1) входная информация — строка из 18-ти символов;
2) шрифт
3) программа
Большинство растровых шрифтов устроено следующим образом: каждый байт (или несколько байтов) описывает одну строчку символа, следующий — следующую строчку и т.д. Это удобно для отображения на экране — поскольку используется построковое построение изображения. В случае печати, иголочки стоят вертикально. Поэтому нам был бы удобен шрифт, который описан по стоблцам. Однако, такого я не нашел. Пришлось исходить из того, что есть.
Кроме того, я решил печать организовать следующим образом: первый шаг — это рендеринг строки текста в буфер, второй шаг — это непосредственно печать подготовленной информации из буфера рендеринга. Это также дает некоторую уверенность в том, что тайминги печати будут соблюдены. Написание кода рендеринга было самой сложной частью программы.
Давайте посмотрим, как работает рендеринг 
Здесь красным цветом выделены биты и байты экранного шрифта, зеленым цветом — биты и байты шрифта для принтера. Основная задача рендеринга — сконвертировать экранный шрифт в принтерный в буфер. Обработка выглядит примерно так: все D7-ые биты (всех 8-и байтов шрифта) необходимо превратить в биты D7-D0 (первый столбец), все D6-ые биты необходимо превратить в биты D7-D0 (второй столбец). Таким образом экранный шрифт для латинской буквы A (0x30, 0x78, 0xCC, 0xCC, 0xFC, 0xCC, 0xCC, 0x00) превратится в последовательность (0x3E, 0x7E, 0xC8, 0xC8, 0x7E, 0x3E, 0x00, 0x00) для буфера рендеринга. Надеюсь, что приведенный ниже кусок кода поможет понять алгоритм рендеринга.
С еще одной большой проблемой я боролся целый вечер: при попытке отработки кода рендеринга — в терминал выбрасывался мусор, если закомментировать этот участок, все работало без проблем. Мне показалось, что переполняется/переписывается оперативная память и поэтому возникает мусор в выдаче. Прочитав про то, что Ардуино хранит все переменные в ОЗУ я понял, что всему вина — это 2 килобайта данных шрифта. Пришлось хранить его непосредственно в теле программы (флэш) и обращаться через специальные функции. Все заработало. Здесь и здесь более подробно об этом.
Еще интересный сюрприз преподнес мне Power Bank от Xiaom, который я планировал использовать как источник питания. Просто он не включался от нагрузки в виде Ардуино, при насильном включении (нажав на кнопку) он включался, питал нагрузку пару секунд, потом отрубался. Причина — думаю одна: Ардуинка не так много потребляет, моторчики и печатающая головка (основной потребитель) тянет импульсами, но не постоянно (нагрузка скачет от десятков миллиампер до пары ампер)…
Пришлось городить блок питания из 12-ти вольтового 5-ти амперного блока питания для светодиодной ленты + 2 DC-DC конвертера на народных LM2596. В выходную цепь +5 вольт я включил по диоду Шоттки + резистор 2,5 ома для ограничения токов.
Поскольку принтер матричный, для печати используется картридж с лентой, да-да, как в старину. Я пытался попробовать восстановить родной картридж, замочил его в воде на недельку. Попробовал разобрать, чтобы пропитать поролон краской-мастикой. Поролон просто рассыпался… Ближайший картридж от меня находится в Самаре. 🙁
Решил тогда попробовать найти бумагу, чувствительную к ударам (когда ее покупал, продавец пару раз меня предупредил, что эта лента не подходит никуда 😉 Пришлось ее заверять, что я все понял, и претензий потом от меня не будет. 😉 ). Нашел только ленту шириной 80 мм, пришлось резать на кусочки и уменьшать ширину до 57 мм, добрым старым ламповым способом при помощи шариковой ручки и линейки… Зато печатает! 😉
Как выглядит финальный результат. На 20 мм фанерке закреплен принтер и платы управления. При монтаже использован ШВВП 2*0.5мм, коннекторы WAGO и клеммник! 😉 МГТФ кончился давным-давно… И его вообще не могу найти в продаже у себя в городе. 🙁
Что это за чековый принтер и каков его принцип печати?
уже все знают термопринтеры, которые пишут на бумаге, которая реагирует на тепло и трение (она с каким то нанесенным веществом). а есть принтеры, которые пишут по обычной бумаге какой-то фиолетовой краской, сильно жужжат. такие принтеры можно встретить в некоторых банкоматах сбербанка, а также такие чеки часто выдают при отправке денег через тот же сбербанк, но уже с помощью работника банка. Что это за чековый принтер такой? можно ли его купить? что за краска в нем используется? какой принцип печати, работы принтера?
Вы, наверное, очень молоды, раз не застали эру матричных принтеров (её расцвет пришелся на начало 1990-х годов). Эти, как Вы выразились "чековые принтеры", — последние дожившие до настоящего времени матричные мастодонты (лидером в их выпуске была и остается японская фирма Epson). Принцип печати как у обычной пишущей машинки: есть барабан с красящей лентой, которая протягивается между листом бумаги и печатающей головкой, представляющей собой матрицу из стерженьков (или скорее иголок), каждая из которых под действием управляющего сигнала может ударять по ленте, нанося на бумагу отпечаток того цвета, какой у красящей ленты (обычно чёрный или синий). Движение иголок (стерженьков) и создает характерный звук работы матричного принтера.
Почему они сохранились именно в банках? Да потому что могут печатать на абсолютно любой бумаге и себестоимость печати самая низкая из всех возможных способов. Главные минусы: низкая скорость, низкое разрешение печати и сильный шум при работе, но для банков это не критично.
Матричные принтеры: зачем, для кого и как выбрать
На протяжении многих десятилетий матричные принтеры остаются востребованы и даже незаменимы на предприятиях, где нужна недорогая потоковая печать. Магазины, банки, пункты обслуживания, финансовые отделы, научные учреждения — мы сталкиваемся с матричной технологией всюду, где печатают на непрерывных лентах или многокопийных формах. Мы видим шрифт матричного принтера на товарных чеках, счетах, квитанциях, авиабилетах. Кроме того, матричные аппараты идеальны для печати технической и финансовой отчетности.
Матричные принтеры незаменимы в пунктах розничной торговли и обслуживания, на складах, в производственных помещениях, банках, гостиницах, билетных кассах
Почему матричные принтеры заняли именно эту нишу? В чем их преимущества и недостатки? В каких случаях матричная печать выгоднее лазерной и какой тип матричного принтера выбрать для вашего предприятия? Ниже вы найдете ответы на эти вопросы и сможете разобраться в характеристиках матричного принтера.
Принцип действия и немного истории
Идея набирать текст не из готовых символов печатной машинки, а из отдельных точек получила первую масштабную реализацию в 1960-х годах и легла в основу матричной, а затем и всей современной печати.
Принципиальное отличие матричных принтеров от появившихся позднее струйных и лазерных в том, каким способом точки наносятся на бумагу.
Принцип работы матричного принтера
Для сравнения, струйные принтеры создают изображение из мельчайших чернильных капель, а лазерные — из электрически заряженных частичек тонера. Как вы уже догадались, матричный отпечаток оказывается наиболее стойким и дешевым, но об этом чуть позже.
Свое название матричный принтер получил из-за особенностей печатающей головки. Это матрица из игл, расположенных в определенном порядке. В движение они приводятся с помощью электромагнитов.
Первая популярность пришла к матричным аппаратам в 70-х годах. Тогда достаточно широкое распространение получили матричные принтеры компании DEC (Digital Equipment Corporation). Они печатали со скоростью 30 символов в секунду и отличались малой шириной строки: у разных моделей она составляла от 80 до 132 символов. Красящая лента протягивалась с помощью шумного храпового механизма.
По мере развития отрасли стали появляться более скоростные и дружелюбные пользователю аппараты, которые находили применение не только в офисе, но и дома. Особой популярностью пользовался матричный принтер Epson MX-80. В 1978 году он поступил в продажу в комплекте с компьютерами IBM.
К началу 1990-х годов, когда в поле зрения рядового потребителя попали сравнительно более тихие струйные принтеры с высоким качеством печати, сфера использования матричных принтеров резко сузилась. Но благодаря высокой отказоустойчивости, доступности и простоте использования матричные аппараты оставались незаменимы на производстве и в коммерческих учреждениях.
Современные матричные принтеры меньше шумят, печатают быстрее и качественнее чем их предшественники и по-прежнему с успехом обеспечивают потоковую печать на предприятиях.
Секреты успеха
Во-первых, матричные принтеры просты по своей конструкции, а значит, надежны и не требуют сложного обслуживания. Когда речь идет об огромных объемах повседневной печати, это преимущество оказывается одним из решающих.
Матричный принтер Epson LQ 2190
Во-вторых, печать на матричном принтере обходится многократно дешевле лазерной, струйной или твердочернильной. Это самый экономичный способ представить информацию в печатном виде. Красящая лента для матричного принтера стоит гораздо дешевле того объема чернил и тонера, который необходим для заправки одного картриджа.
В-третьих, матричные принтеры могут работать с бумагой разного типа и формата: от листовой фальцованной до непрерывных лент и картона. Непрерывная печать позволяет значительно ускорить выпуск стандартных форм, что немаловажно в билетных кассах, банках, сервис-центрах или магазинах, где требуется быстро обслужить клиента. Кроме того, матричные принтеры могут создавать несколько идентичных экземпляров документа одновременно. Для этого применяется печать на копировальной бумаге.
Кроме того, отпечаток, сделанный на матричном принтере, невозможно полностью смыть. На бумаге в любом случае остается оттиск иглы. Это помогает устанавливать подлинность бухгалтерской или другой финансовой документации.
Типы матричной печати
Матричные принтеры бывают точечно-матричными и линейно-матричными. На деле они различаются скоростью печати, уровнем шума и максимальным временем непрерывной работы. Техническое различие между ними состоит, прежде всего, в строении и способе перемещения печатающей головки.
Точечно-матричный принтер OKI ML280EL совмещает отличное качество печати с компактностью и невысокой ценой
Точечно-матричные
Работу точечно-матричного принтера вы уже примерно представляете: точки наносятся иглами через красящую ленту. Остается добавить, что
Это позволяет достаточно точно определять положение точек и даже вести цветную печать при наличии картриджа с разноцветными красящими лентами. Скорость такой печати сравнительно невелика и зависит от числа игл в печатающей головке. Чем больше игл, тем выше скорость и качество печати.
Наибольшей популярностью сегодня пользуются 9- и 24-игольчатые точечно-матричные принтеры. Именно они показывают оптимальное соотношение качества и скорости. Хотя известны также модели с 12, 14, 18, 36 и даже 48 иглами.
Чем больше игл в печатающей головке, тем выше скорость и разрешение печати
Как отмечалось выше, увеличение числа игл в печатающей головке ведет к увеличению скорости и улучшению качества печати. Разница становится особенно заметна при увеличении числа игл более чем в два раза. Например, 18-игольчатый принтер печатает быстрее 9-игольчатого, но разница в качестве несущественна. Зато разница между отпечатками, сделанными на 9-игольчатом и 24-игольчатом принтере заметна невооруженным взглядом.
Как подсказывает рыночный опыт, незначительное улучшение качества в большинстве случаев не удовлетворяет пользователя. В качестве аппаратов начального уровня пользователь охотнее выбирает 9-игольчатые, а для более сложных задач предпочитает либо 24-игольчатые, либо линейно-матричные.
Например, уже упомянутый 9-игольчатый матричный принтер OKI Microline 3311e печатает со скоростью до 435 знаков в секунду. Этот аппарат не только быстр, но и надежен: срок службы печатающей головки достигает 200 млн. ударов на иглу. Время наработки на отказ у этой модели составляет 10 000 часов.
Точечно-матричный 9-игольчатый принтер OKI Microline 3311e
Некоторые модели матричных принтеров заточены под одну конкретную задачу, зато справляются с ней лучше любого другого аппарата. Так, существуют компактные и быстрые в работе принтеры для печати чеков и этикеток: например, монохромный матричный принтер OKI OKIPOS 93.
Линейно-матричные
Линейные аппараты — это гиганты и спринтеры матричного мира. Их используют на больших предприятиях, где важна устойчивость к высоким нагрузкам и нередко требуется печать в режиме 24/7.
На производстве или в отделе крупной компании определяющим фактором при выборе принтера обычно является соотношение надежности и стоимости владения. Совокупная стоимость владения напрямую зависит от стоимости расходных материалов и расходов на ремонт. Линейно-матричные аппараты, с дешевыми расходными материалами и надежной конструкцией, всегда экономичнее точечно-матричных и, тем более, лазерных принтеров.
Вместо обычной подвижной печатающей головки в линейно-матричных принтерах используют так называемый шаттл. Это сборка из блоков с печатающими молоточками, способная охватить всю ширину страницы. В процессе печати блоки с молоточками быстро перемещаются из стороны в сторону.
Если у точечно-матричного принтера печатающая головка перемещается вдоль всего листа, блоки шаттла сдвигаются на крошечное расстояние, равное зазору между молоточками. В результате они формируют всю линию точек целиком. Затем бумага подается вперед и начинается печать следующей линии.
Шаттл линейно-матричного принтера изнашивается в разы медленнее, чем печатающая головка точечно-матричного. Движется не он сам, а лишь его часть, причем амплитуда движения сравнительно мала. Красящая лента картриджа тоже расходуется экономичнее: она находится под углом к печатающим молоточкам и перематывается между двумя бобинами, так что ее поверхность изнашивается равномерно.
Кроме того, линейно-матричные принтеры обычно обладают расширенными возможностями администрирования. Многие из них можно подключать к офисной сети и объединять в группы для удаленного централизованного управления через специальное ПО.
Созданные с расчетом на крупное предприятие, линейно-матричные принтеры обладают неплохим потенциалом для апгрейда.
Компания Epson предлагает интерфейсные платы как для проводного, так и для беспроводного сетевого подключения.
При таком многообразии дополнений подобрать оптимальную конфигурацию для ваших нужд не составит труда.
Бренды матричных принтеров
Среди производителей точечно-матричных и линейно-матричных принтеров лидирующие позиции занимают сегодня OKI и Epson. Особую популярность приобрели матричные принтеры семейств OKI Microline и Мicroline MX, а также Espon LQ, FX и LX.
Матричные принтеры OKI
Линейно-матричные принтеры OKI Microline MX печатают со скоростью до 2 000 строк в минуту без остановок! Конструкция этих аппаратов полностью адаптирована для непрерывной работы и предполагает минимальное участие пользователя. Высокая надежность здесь сочетается с низкой себестоимостью печати и возможностью использовать картриджи увеличенной емкости. Это особенно удобно на производстве или в вычислительном центре, где есть потребность в автоматическом выводе данных на печать.
Принтеры Microline MX обладают гибкой, понятной системой управления и допускают удаленное администрирование через сеть. Процедура замены расходных материалов максимально упрощена за счет маркировки деталей цветом. Уровень шума у линейно-матричных Microline MX не превышает 55 дБ, что делает их пригодными для использования в офисе.
В зависимости от необходимого уровня нагрузок можно выбрать модель MX1050, MX1100, MX1150 или MX1200 — со скоростью печати от 500 строк/мин до вышеупомянутых 2000 строк/мин соответственно. Первые три модели предлагаются как в кабинетном варианте (с закрытой тумбой), так и в пьедестальном (с открытой подставкой на колесиках). Благодаря отличной шумоизоляции, уровень шума у кабинетных моделей снижен до 52 дБ.
Линейка точечно-матричных принтеров Microline представлена и офисными аппаратами формата A3, и компактными скоростными устройствами меньшего формата, которые удобно использовать в билетных кассах, магазинах и пунктах обслуживания. Главным преимуществом матричных принтеров OKI является большой ресурс печатающей головки и возможность работать с непрерывными формами и копировальной бумагой разного формата.
Фирменные технологии OKI обеспечивают точную автопарковку печатающих головок и прямое прохождение бумаги, что повышает производительность и позволяет избежать сбоев в процессе печати.
Матричный принтер Microline ML 320FB c функцией автопарковки, автоподачи и прямого прохождения бумаги
Принтеры OKI с широкой кареткой, такие как OKI Microline ML 3311 Elite, идеально подходят для банковской и коммерческой печати. Модель проста в использовании, снабжена поддержкой штрих-кодов, а также возможностью печатать на лентах шириной 406 мм и фальцованных конвертах формата 239х102 мм.
Надежность точечно-матричных принтеров OKI настолько высока, что производитель дает 3 года гарантии при покупке у официальных дилеров.
Качество печати
Любая технология печати ставит нас перед выбором между скоростью и качеством. И матричная печать не исключение.
- LQ (Letter Quality) – высокое качество матричной печати, которое обеспечивают 24-игольчатые принтеры;
- NLQ (Near Letter Quality) – среднее качество. На 9-игольчатых принтерах достигается за два прохода;
- Draft – максимально быстрая черновая печать
Качество матричной печати зависит от числа иголок в печатающей головке: больше иголок — больше точек. Поэтому только 24-игольчатые принтеры могут обеспечить высокое качество LQ (англ. Letter Quality — качество пишущей машинки). Скорость печати в режиме LQ, разумеется, значительно ниже, чем в стандартном и черновом. Поэтому 9-игольчатые и линейно-матричные принтеры оказываются на порядок быстрее.
24-игольчатый принтер OKI Microline 5591 обеспечивает высокое качество печати. В черновом режиме печатает со скоростью до 473 знака в секунду
Высокое или среднее качество могут быть стандартными для аппарата, а черновая печать реализуется как дополнительный режим. При этом 24-игольчатые принтеры поддерживают все три режима, предлагая пользователю выбрать подходящее качество печати самостоятельно.
Если в данный конкретный момент вам важна максимальная скорость печати, а качество не принципиально, смело выбирайте черновой режим, чтобы получить документ за рекордно малое время. Интересно, что в черновом режиме линейно-матричные принтеры могут печатать сразу по две линии будущего изображения.
Выводы
Если вы задумались о том, чтобыкупить матричный принтер, стоит еще раз взвесить все достоинства и недостатки матричной технологии.
Среди недостатков: повышенный уровень шума при работе и малая приспособленность для печати сложных изображений, таких как рисунки и фотографии. Некоторые принтеры имеют режим сниженного шума, но при использовании этого режима скорость печати может заметно падать.
В то же время, если вы собираетесь использовать матричные принтеры по назначению — для печати бланков, билетов, чеков и технической отчетности на предприятии — названные выше недостатки оказываются не столь критичны. Это ограничения, о которых стоит помнить, чтобы рационально распределять нагрузки на технику.
Достоинств у матричных принтеров много и, что особенно важно, по многим аспектам эти аппараты заметно выигрывают у лазерных и струйных.
Незаменимы матричные принтеры и для автоматического вывода текстовой информации с измерительных или вычислительных прибором на производстве.
Всюду, где важна скорость, надежность и низкая себестоимость печати, но не предъявляется высоких требований к качеству отпечатка — матричный принтер окажется лучшим вариантом.
Матричные принтеры не требуют сложного обслуживания и просты в эксплуатации. Картриджи для матричных принтеров OKI и Epson удобны в замене — их конструкция исключает попадание краски на руки или одежду.
Дополнительно сэкономить на печати огромных объемов текста поможет использование недорогих расходных материалов, в том числе, дешёвой фальцованной и рулонной бумаги для матричных принтеров.
Наконец, при всей своей экономичности, матричный принтер создает самые стойкие отпечатки, которые невозможно полностью смыть, поскольку на бумаге в любом случае остается оттиск от игл. Это позволяет надежнее закрепить текст и затрудняет подделку финансовых документов.
В нашем магазине вы можете купить матричные принтеры OKI и Epson. Обратитесь к нашим консультантам, и они обязательно помогут вам найти оптимальную модель для ваших задач.