Buchscanner

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Buchscanner

Release status: experimental [box doku]

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Description Linearer Buchscanner zum automatischen Scannen von Büchern bis zu einem Format von A4 (pro Einzelseite)
Author(s)  oko,Milhouse,christian
Last Version  0.1
License  Creative Commons (siehe unten)

Allgemeines

Effektor
Scanvorgang

Das Scannen von Büchern ist eine leider immer noch notwendige Tätigkeit mit hohem manuellem Aufwand (Zeit, Arbeit). Ziel des Projektes ist es, diesen Aufwand durch Automatisierung zu reduzieren.

Es wurden im Vorfeld verschiedene Scannertypen untersucht, bei einer intensiven Analyse der Stärken und Schwächen hat sich das Projekt dazu entschieden einen linearen Buchscanner nach Vorbild der frühen Entwürfe eines ehemaligen Google-Mitarbeiters zu bauen.

Ähnliche Projekte

Übersicht

"Google"-Entwürfe von Dany Qumsiyeh

Die ersten beiden Entwürfe (Prototype 1 und Prototype 2) basieren auf einer sehr aufwändigen Metallkonstruktion. Zum Umblättern wurde ein kombiniertes Über-/Unterdrucksystem genutzt, das durch einen Staubsauger angetrieben wurde. Als Scanzeile wurde ein Canon CanoScan LiDE 210 verwendet.

Michigan Entwürfe

Als universitäres Projekt haben auf Grundlage der "Google"-Entwürfe zwei studentische Teams unterschiedliche Prototypen gebaut, diese wurden aus Kunststoff gefertigt und verwenden im Grunde dieselbe Technik wie die ursprünglichen Entwürfe.

Mäqädat Projekt Hannover

Im Unterschied zu den bisherigen Entwürfen besteht der Scanner aus Hannover aus einfachen Materialien (Holz) und nutzt kein kombiniertes Über-/Unterdrucksystem, sondern bläst von hinten Luft an die Buchseiten, um diese vom restlichen Buch zu trennen (Coandă effect). Das Projektteam hat diesen Entwurf bisher erfolgreich anhand von Magazinen (Heise Hardware Hacks) getestet, allerdings reicht der Luftstrom (Reisefön) derzeit nicht aus, um dicke Buchseiten umzublättern.

Im Projekt wurde auch eine kleine Schaltung zur Erkennung von Umblätterfehlern (zuviele/zuwenige Seiten) gebaut, die sehr interessant aussieht.

Der auf der Maker Faire in Hannover gezeigte Prototyp enthielt noch keine Scanzeile.

Anfängliche Überlegungen

Digitale Kamera statt Scanzeile

In einer ersten Designstudie wurde untersucht, ob die Scanzeile durch eine digitale Kamera ersetzt werden kann. Allerdings ergeben die Bilder eine nur mäßige Auflösung (220 dpi) und es traten erhebliche technische Probleme auf (Weißabgleich, Entfernung Kamera - Buch (Fokussierung), Umgang mit verschieden großen Büchern, Parametrisierung der Kamera, Reflexionen durch die notwendige Beleuchtung, etc.). Auf dieser Grundlage wurde der Entwurf verworfen.

Prototyp RZL 0.1

Scanzeile

Als nächsten Schritt haben wir den Entwickler der ersten beiden Prototypen (Dany Qumsiyeh) kontaktiert. Von ihm kam der Tipp, einen Canon CanoScan LiDE 210 zu verwenden. Die folgende Anleitung hat er geliefert:

Ausbau aus einem Canon CanoScan LiDE 210

The LiDE is a very simple scanner, and you only need to retrieve three parts: the scanbar, the circuit board, and the wide ribbon cable that connects them.

To remove the glass platen, first pry off the two strips of plastic that are glued along the long edges of the glass, then you can lift it up.

To remove the center track, there are three screws in front and three screws in back, hidden under adhesive covers.

To remove the ribbon cable, you have to peel it off of the bottom of the scanner. The ribbon cable is fragile and this is the most difficult part. Try not to bend it at a sharp angle, and be very careful at the point where the ribbon cable is folded over.

The scanbar and the circuit board should come out easily. Just try not to touch the front of the scanbar where the lenses are.

The Canon driver probably won't work after taking it apart, but SANE should work if you just hook up those three parts. When you first start to scan, the sensor needs to calibrate against a white surface, so to test it I would put it beneath the glass with a piece of paper on top.

Ergebnisse

Die Scanzeile ließ sich gemäß dieser Anleitung einwandfrei ausbauen, allerdings scheint das Folienkabel dabei einen Schlag abbekommen zu haben. Die Scanzeile ließ sich unter SANE ansprechen und scannte auch $irgendwas, allerdings mit variablem Streifenmuster.

Auch ein Austausch des Folienkabels durch ein aufgelötetes Flachbandkabel konnte das Problem trotz sorgfältiger Arbeitsweise und Qualitätskontrolle nicht lösen.

Ferritkerne haben eine Bedeutung !!!

Bevor man den Scanner auseinandernimmt, sollte man die Scanzeiten stoppen.

Vorschaugeschwindigkeit (Prescan) ca. 9 Sek. Scangeschwindigkeit Farbe 2,2 ms/ Zeile (300 dpi), 33,2 ms/Zeile (4800 dpi) Scangeschwindigkeit Graustufen 2,2 ms/Zeile (300 dpi), 11,1 ms/Zeile (4800 dpi) Scangeschwindigkeit SW 2,2 ms/ Zeile (300 dpi), 11,1 ms/ Zeile (4800 dpi)

Laut Canon Homepage dauert ein A4 Farbscan in 300dpi 10 Sekunden.

Nächste Schritte

  • Suche nach einen anderen 10-poligen Folienkabel als Ersatz
  • Kürzen des defekten Folienkabels
  • Kontaktieren von Dany mit konkreter Fehlerbeschreibung

Korpus

  • dünne MDF-Platte, Schlitz per Hand zugesägt
  • 60°-Winkel vom Schreiner
  • Reisefön als Pustefix

Steuerung

  • PCDuino oder Raspberry Pi (B+)

Schlitten/Buchbewegung

  • Zunächst manuell, später mit LEGO Mindstorms bzw. per 3D-Drucker gedrucktem Rahmen oder ausgelaserten Holzstücken (Ingo mag helfen:-)

Zeitplan

  • Funktionsfähiger Prototyp bis Weihnachten 2015

Lüfterbox

  • Wir nehmen einen Bilgenlüfter und bauen aus Pappelsperrholz eine Lüfterbox (kann leicht gelasert werden).
  • Das gebogene Austrittsteil fertigen wir aus einer Kunststoffplatte, die mit einem Heissluftfön leicht gebogen werden kann


Update 11.11.2014

  • Der Kompressor ist eine zuverlässige und regelbare Luftquelle
  • Grunddesign ist o.k, vermutlich ist der Ausfädelschlitz zu breit (beim Umblättern werden viele Seiten eingezogen)
  • Beim einziehen der Seite stößt das Buch an die Oberkante des hinteren Korpusteils, prüfen ob Flächen parallel sind

Todos für nächste Woche:

  • Bau eines Schlittens mit dem Metallbausatz
  • Optimierung Luftführung und Korpus allgemein