Учитывая ограничения, налагаемые шириной дорожки, речь может идти практически только о головке записи-считывания от катушечного монофонического двухдорожечного магнитофона.
Мы проводили весьма успешные эксперименты с помощью допустимо изношенной головки, снятой со старого магнитофона Sony (сопротивление приблизительно 400 Ом), а также другой настолько старой головки, что нам не удалось выяснить ее происхождение (сопротивление 2700 Ом).
Адаптация к существующему считывающему устройству состоит в том, чтобы установить записывающую головку точно напротив считывающей.
Если вам повезло и у вас есть промышленное считывающее устройство с двумя головками, считывающее карты вне зависимости от направления их вставления, то для установки записывающей головки вместо одной из считывающих достаточно изготовить несложную адаптирующую подставку.
Если вы предпочли построить самодельное считывающее устройство по чертежам, приведенным в данной книге (рис. 3.13), то для его доработки достаточно вырезать окошко в пластине, противоположной считывающей головке (деталь В) и зафиксировать на ней записывающую головку с помощью маленьких алюминиевых уголков.
Как это выполнить, показано на рис. 4.1–4.3.
Рис. 4.1. Вариант установки записывающей головки на промышленном считывающем устройстве
Рис. 4.2. Установка записывающей головки на самодельном считывающем устройстве
Рис. 4.3. Самодельное устройство записи-считывания (вид сверху)
Отметим, что для обоих случаев не требуется пружинящий головкодержатель, поскольку карта может прижиматься к записывающей головке за счет головки считывания. Необходимо только, чтобы записывающая головка немного (приблизительно на 2 мм) выступала в окошко за внутреннюю поверхность крепежной пластины.
Конечно, необходимо предусмотреть средства регулировки как для центрирования головки напротив дорожки, так и для обеспечения надежного контакта с картой.
Как правило, для этого достаточно, чтобы диаметры отверстий с запасом превышали диаметры крепежных винтов; можно также использовать несколько шайбочек.
Запись информации на карту с изменением направления магнитного потока предполагает, что ток должен протекать через обмотку головки в двух направлениях. Запись должна осуществляться до насыщения, величина тока будет существенно больше, чем при аудиозаписи.
При необходимости закодировать карты с высокоэнергетическими магнитными полосками, то есть с высокой коэрцитивностью (HiCo ~= 2750 Э), потребуется еще больший ток — до нескольких десятков миллиампер.
Все это, конечно, осуществимо при условии, что магнитный сердечник головки в состоянии выдержать такое возбуждение, не входя в режим насыщения. При отсутствии подробных характеристик каждой используемой головки единственный способ убедиться в вышесказанном — проведение реальных экспериментов.
С другой стороны, совершенно бесполезно пытаться закодировать карты HiCo с коэрцитивной силой 4000 Э при помощи простых магнитофонных головок, именно этим и обеспечивается безопасность таких карт.
С учетом вышесказанного мы и исследовали схему, представленную на рис. 4.4, в которой предпринято множество предосторожностей, учитывающих все возможные ситуации.
Рис. 4.4. Схема усилителя записи
В ней мы используем очень распространенную и недорогую интегральную схему. TDА2030, обычно предназначенную для создания аудиоусилителей с выходной мощностью до 14 Вт и током до 3,5 А.
С помощью этой ИС можно проводить эксперименты и с весьма специфическими головками, имеющими очень низкие сопротивления.
Для работы ИС требуется двухполярное напряжение питания ±12 В, а иногда — при необходимости — и ±18 В. В отдельных случаях достаточно иметь две батарейки по 9 В.
Поскольку ИС TDA2030 обладает большим коэффициентом усиления, то с разомкнутым контуром отрицательной обратной связи она может работать в качестве компаратора. Порог переключения схемы фиксируется с помощью простого диода и составляет приблизительно 0,7 В, что более чем вдвое меньше нижнего уровня выходного напряжения логической 1 параллельного порта ПК. Ниже мы рассмотрим ситуацию подачи на этот усилитель сигнала с линии интерфейса Centronics компьютера. Пока же усилитель может управляться с помощью импульсов самого разного происхождения.
Во всяком случае, следует запомнить, что предельным входным TTL-уровням (0 и +5 В) на выходе будут соответствовать уровни, составляющие приблизительно +9 и -18 В. Несмотря на то что к выходу ИС можно напрямую подключать головку сопротивлением 250–500 Ом, следует ограничить ток с помощью резистора, соединенного с ней последовательно. Наши исследования показали, что если ограничиться кодированием карт с низкоэнергетическими магнитными полосками (LoCo), то величина сопротивления должна быть не менее 18 кОм. На практике мы рекомендуем величину, близкую к 2 кОм, хотя, повторяю, вполне допустимо и прямое подключение головки к усилителю, а для кодирования карт HiCo оно даже необходимо.
Чертеж печатной платы усилителя записи представлен на рис. 4.5. Размеры платы, что уже стало привычным, должны позволять разместить ее в непосредственной близости от записывающей головки.
Рис. 4.5. Топология платы усилителя записи
Стоит отметить, что достаточно большие величины токов при крутых фронтах сигналов в случае слишком длинных соединительных проводов головки могут вызвать излучения, способные отрицательно воздействовать на соседние схемы считывания.
Размещение элементов на плате выполняется в соответствии со схемой, представленной на рис. 4.6. Размещение не вызовет никаких проблем, поскольку ИС TDA2030 не требуется радиатор.
Рис. 4.6. Размещение элементов усилителя записи
ИС TDA2030 работает в режиме переключения в диапазоне, далеком от предельных величин, и, кроме того, содержит внутреннюю защиту, весьма полезную при возникновении случайных коротких замыканий.
Для удобства можно использовать клеммные соединители, облегчающие подключение к модулю. На рис. 4.7 дан общий вид усилителя записи, а перечень его элементов приведен в табл. 4.1.
Рис. 4.7. Общий вид усилителя записи
Таблица 4.1. Перечень элементов усилителя записи
Хотя простое копирование одного магнитного носителя на другой без внесения каких-либо изменений в закодированные данные не представляет большого практического интереса, часто именно таким образом можно научиться работать с магнитными картами или билетами.