Лазерный проигрыватель для виниловых пластинок

У японцев сделано довольно много зеркал на каретке, из рисунка на стр.23 видно , что некоторые из них это .стировки по углу, предлагаю сделать узел см рисунок? используется для направления лучей от лазера и коллиматров непосредственно в головку. Этот узел ставится вместо поворотного зеркала на моем рисунке Pricipal.jpg.
Скошенные цилиндры могут двигаться вдоль образующей в круглом основании, поворот вокруг своей оси дает один угол, и винт снизу скошенного цилиндра дает еще один угол, для полноты юстировки не хватает еще одного движения поперек , думаю это движение надо сделать на самом узле куда вставляется ЛД с коллиматором.
Рисунок представляет концепцию, те пропорции несколько нарушены, еще надо при изготовлении точно расчитать расстояние между лучами и соответствено держателями зеркала в этом узле.

 

Не плохо было бы заодно продумать и какой-то универсальный и технологичный держатель зеркала с возможностями юстировки по углу и механизмом перемещения/вращения. Пока я слабо себе представляю как это можно сделать простыми средствами. Здесь явно напрашиваются какие-то токарно-фрезерные работы. И для прямолинейных микроперемещений креплений зеркал и крепления блока коллиматоров хорошо бы какие-то микронаправляющие сделать по форме ласточкиного хвоста и винтовой подстройкой. Честно говоря я пока из рисунка в Скетче еще не до конца понял без показанного хода лучей как это все вместе может работать.
Накопал пока вот такое добро из электромагнитов. На заднем плане справа два эл.магнита от ксерокса НР, ближе по этому же борту два каркаса и центральные стержни от реле (снизу рассверлил место расклепки стержней, потом вытащил катушки и вставил стержни обратно). Этих разобранных есть много. По центру левее магнитная система от какого-то громкоговорителя (валялась только она вот в таком виде). Слева соленоиды - целый и разобранный от Штатовских игровых терминалов - их теоретически могу достать тоже много. Размеры можно оценить по клеткам тетрадного листа. Осталось только понять что можно из всего этого сделать (или нельзя).

 

Всем большой привет! Продираясь сквозь текущие дела и бытовую суету нашел несколько минут. В ближайший месяц планирую таки сделать механику с направляющими от принтера/сканера и приводом от шагового двигателя. Подвижную часть головки решил делать с помощью 3D-принтера - таким образом и вес получится минимальный и все размеры, углы и отверстия будут максимально точными. Вручную такие вещи со сложной конфигурацией и точным соблюдением размеров и углов однозначно никогда не сделать. По моему это наиболее оптимальный путь и по результату и по затратам, если выбирать между 3D-принтером и каким-нибудь CNC станком. Не исключено, что и основную часть головки тоже попробуем сделать на 3D-принтере. Долго определялся с программой для 3D рисования. Перепробовав несколько вариантов остановился пока на Autodesk Inventor, как где-то более похожий по стилю на OrCAD в котором я в основном рисую электронные схемы. Окончательной конструкции головки пока так и нет, но есть некоторые наработки, которые мы здесь в теме уже обсуждали, благодаря нашему уважаемому Optics-у. Я нарисую в программе примерную конструкцию головки и отдам ее на изготовление. Дело не быстрое, учитывая время освоения программы. Решил, что будем уже на действующем макете с подвижной платформой получать какой-то результат и по ходу все корректировать. Optics, если ваше предложение напылить зеркальца осталось в силе, то сообщите пожалуйста, насколько сейчас оно актуально.

 

Да я помню про свое обещание, если надо то подыщу пластины и как-только поставят Al мишень сразу сделаем.

как нарисуете выкладывайте сюда посмотрим, обсудим.

 

Спасибо, будем ждать. Позвонили сегодня поставщики из Киева - пришли заказанные мной PSD детекторы от Хамы. Т.е. срок поставки оказался где-то чуть больше месяца, что не так уж и плохо. Кстати, из всех поставщиков запрошенных в Москве и Питере по этим детекторам в конечном итоге реально сделали предложение только одни (и только на один вид детекторов), и то, цену заломили космическую, что я сразу дал отказ.

 

К вопросу обработки сигнала с фотоприемника, а именно как указано в схеме Поллака. Дифференциальный фотодиод, с каждого сегмента усилитель тока, затем ступень сложения сигналов с противоположных каналов и вычитания. Затем делитель и получаем нормированный сигнал, те избавляемся от зависимости коэффициента отражения от пластинки и уровня излучения лазера. так, что в схеме добавлена нормировка и все.
Правда в этой схеме другой принцип конвертирования профиля дорожки в звук.

 

Исчерпывающая информация. Спасибо. А для нашего случая разве не имеет смысл получить тот же нормированный сигнал и избавиться от описываемых вами проблем зависимости коэфф. отражения от пластинки и уровня излучения лазера? Вот, например, нашел схему включения PSD один в один, как в схеме Поллака http://www-cdr.stanford.edu/html/MADEFAST/catalogs/on-trak/psd/1d-circuit.gif
Правда в этих схемах у меня, единственное, вызывает изжогу аналоговое деление сигнала на выходе - я не имел дела с такими аналоговыми схемами перемножителей/делителей, но почитал по их схемотехнике и как-то они мне совершенно не нравятся с их нелинейным коэф. преобразования в зависимости от уровня входного сигнала. И это даже не смотря на готовые микросхемы с предлагаемыми функциями (да еще и не дешевые).
Или делать ваш вариант включения PSD с дифф. усилителем на выходе? Вот тут я пока не все улавливаю.

 

Мне тоже эта процедура тоже не очень нравится. Есть действительно готовые микросхемы у них свои ограничения. Лучше подумать о систему АРУ в зависимости от уровня сигнала отраженного от пластинки и поддерживать уровень усилением, а не делением или цифровой обработкой с аналогичной функцией. Вид усилителя должен учитывать способ конвертации сигнала. Если скажем ловить отражение от боковой стенки звуковой дорожки, то это ведь будет сигнал пропорциональный производной от формы дорожки. Да корочне тут есть над чем подумать. Все это можно пробовать и экспериментировать если есть слежение за дорожкой.
По зеркалам написал в личные сообщения.

 

Кто нибудь уже собрал рабочий прототип? Как качество звука?

 

Все в процессе, и не так быстро, как хотелось бы.
Звук будет . Конструкция привода с подвижной платформой для подвеса "плавающей" головки уже продумана и сейчас потихоньку рисуется в Autocad Inventor. Постепенно собираю детали для механической части – направляющие от принтеров/сканеров, бронзовые втулки, шаговый двигатель и т.д. В качестве ходового винта решил пока взять подходящую по размерам и диаметру шпильку с резьбой. Хотя при желании можно за 37$ + доставка 16$ заказать вот здесь нормальный заводской ходовой винт http://www.ebay.com/itm/3D-Printer-...ther_Computing_Networking&hash=item4ac50f49ad
Драйвер для работы шд решил брать готовый вот здесь http://www.ebay.com/itm/1PCS-3D-Pri...568?pt=LH_DefaultDomain_0&hash=item27d60a4420
это несколько сэкономит время. Фок. стеклянные линзы диам. 6 мм (а есть и 5 мм) с фокусным 25 мм планирую брать здесь http://www.ebay.com/itm/5X-Flat-Con...770?pt=LH_DefaultDomain_0&hash=item2a13017bd2 Это позволит добиться хоть какой-то повторяемости результатов (собирать разнокалиберные линзы от пикапов желания совершенно нет). Видел и более короткофокусные линзы с фокусным 12 мм. Решил попробовать взять вот такие лазерные модули http://www.ebay.com/itm/2pcs-6-10mm...604?pt=LH_DefaultDomain_0&hash=item27bd4ba04c или вот такие http://www.ebay.com/itm/5pcs-Adjust...457?pt=LH_DefaultDomain_0&hash=item27bd5e3971. Они небольшого диаметра и я хочу попробовать, как вариант, сократив число зеркал до минимума, закрепить их возле подвижной головки так, чтобы направить их лучи через фок. линзы прямо на стенки канавки (ну одно зеркальце для каждого луча там будет). Правда, в 3-х милиметровых модулях фикс. фокус, что, скорее всего не очень хорошо, но заманчиво попробовать.
Оптикс, покритикуйте, пожалуйста, мой выбор линз и лазерных модулей. И я хочу еще попробовать взять похожий модуль с лучом в форме креста для системы фокусировки/трекинга. Как считаете – стОит? Еще. Видел небольшие стекл. цилиндрические линзы 5х11 мм (5 диаметр) - ваше мнение, нам они могут пригодиться?
А вот это, я так понял, зеркальца? ttp://www.aliexpress.com/store/product/5x-RGB-Lens-5x5x1-1mm-Reflect-Green-Red-Blue-400-700nm-Laser-Reflect/211860_1313389538.html
Еще вопрос по конструкции плавающей головки. Вот нашел у себя такую головку от какого-то старого проигрывателя, к.ф. линза выковыряна. Основная отклоняющая обмотка не видна т.к. снял в неподходящем для этого ракурсе (она идет вокруг магнита и металлического керна). Видны только вспомогательные обмоточки. Подвеска на параллельнных пластиковых рычажках (точная копия одного из вариантов подвески из той литературы, что вы мне присылали). Очень нравится конструкция. По-моему идеально подходит для нашего случая. Хочу повторить в увеличенном виде в нашем варианте. Используется только один магнит (такие более доступны с разными размерами - и можем подобрать помощнее). Но главное - тут оптическая часть вынесена в сторону и это в нашем случае позволит иметь полный доступ ко всем регулировкам зеркалец и PSD датчиков на этой подвижной части. Ваше мнение?

 

Какой шаг у ходового винта? Надо бы знать вес линз, чтобы правильно спроектировать подвес. Насколько я вижу у лазерных модулей и тех и других фокус подстраивается. Лазер с крестообразным лучом ? а какой размер креста на каком расстоянии от лазера? Не знаю, конструкция головки мне до конца ясна, то же по поводу цилиндрических линз. Да широкополосные зеркала.
Конструкция ничего, только там одно перемещения вверх/вниз, а надо еще плавное поперек трека. ( в зависимости от шага винта и шагового мотора).
Если повесить линзу, то подвеска перекосится и надо будет класть какой грузик в корыто с другой стороны магнитов, те увеличивать бесполезный груз, в этом смысле неоптимально, поэтому надо увеличивать магнит в этой конфигурации и наверно использовать не магнитопровод а все-таки два магнита как на рисунке параллельно друг другу.

 

Если брать обычную шпильку, скажем М6, то там шаг резьбы по-моему 1 мм, что на моем ШД с углом шага 1,8 град. (200 шагов на полный оборот 360 град) на управлении в режиме полного шага можно иметь дискретность 5 микрон (1/200). А если на драйвере ШД включить режим максимального дробления шага 1/16, то можно получить точность и 0,3 микрона . Но такая точность наверно будет уже недостижима просто чисто по механическим причинам - люфт ходовой гайки, точность изготовления направляющих и т.д.

А если брать фирменный ходовой винт, который по ссылке, то там шаг явно несколько больше, но я думаю, что не больше 1,5-2 мм. С ним можно получить на микрошаге дискретность где-то в 1 микрон. По моему то что надо.

Ну вес тут по-моему вторичен - добавим тока и раскачаем подвес как нужно. Главное, насколько подходит указанное фокусное расст. (25 мм или 12 мм) при построении длины хода луча от фок. линзы через зеркальце направляющее луч и далее уже до стенки дорожки. Какое минимальное пятно при этом удастся получить на этой стенке. Я знаю, что чем больше фокусное, тем сложнее получить мелкую точку. Вот здесь хорошо все объясняется для начинающих - http://www.newport.com/Focusing-and-Collimating/141191/1033/content.aspx Но с другой стороны это расстояние должно быть достаточно большим (относительно), чтобы луч пройдя весь путь вернулся отраженным от стенки канавки и достиг PSD, и чтобы при этом PSD еще не касался пластинки.

Можно задать вопрос продавцу. Спросить? И если, да, то как именно это сделать? А можно просто купить один такой модуль или отдельное стекло к похожему модулю дающее этот крест. Нужно экспериментировать, а для этого наверно лучше купить и попробовать. Что касается цилиндрической линзы, то мне кажется парочку тоже можно было бы взять для экспериментов в схеме трекинга.

Нет, не перекосится из-за принципа подвески на двух параллельных рычагах - такая подвеска не дает конечной платформе смещаться под углом, все остается строго в одной плоскости. Нарисуйте два любых положения платформы с такой подвеской и вы поймете почему это именно так. Такой же принцип подвески широко применяется и в любом современном CD/DVD приводе, только там идут просто две параллельные пружинные проволочки - посмотрите на вашем пикапе от LG.
Тут есть другая вещь, которая пока выше моего понимания - при такой подвеске при крайних положениях платформы вверх/вниз она (платформа) несколько смещается от центральной вертикальной оси. Естественно при этом смещается с этой оси и фок. линза в обычном пикапе. А вот насколько это искажает изображение получаемое на квадратурном детекторе....? Судя по тому, что во всем мире работают миллионы таких приводов особой проблемы не возникает. Но все же... как искажается получаемое изображение при некотором смещении линзы от своей оси? Хочется понять это для общего развития. Можете прояснить картину?

 

Чтобы это обсуждать надо чертеж подвески, на снимке не видно, а так не понятно.

Не забывайте что в этих приводах 6 сегментный фотоприемник и мощный DSP!

Смещается в фокальной плоскости по линиий смещения, а если отражается и обратнг проходит сквозь линзу, то будет смещенный луч относительно входного. При этом возникают искажения, но в данном случае при небольших смещениях это может не сильно сказаться.

Я вот думаю не затарахтит ли вся эта система с петлей ОС из-за этого?

без расчетов может и будет работать, но приэтом все качество сигнала может сильно пострадать. Все должно быть хотя бы прикидочно высчитано.

 

Прикладываю фрагмент страницы из вами же присланных мне материалов по подвескам. Вариант подвески пикапа, который я фотографировал, здесь под буквой (b), только его нужно повернуть на 90 градусов. Ну а у нас я планирую аналогичный вариант, только который на рисунке под буквой (a). И его тоже только нужно развернуть на 90 - это будут по две параллельные плоские пружины по двум сторонам подвески сделанные из металлических стяжек из нержавейки, о которых я где-то выше по теме уже писал.

Интересный вопрос. На обычных приводах СD/DVD иногда можно услышать, (если очень прислушаться) очень тихий звон или точнее зуд - это вибрации подвески с фок. линзой при определенных режимах работы привода если сильно зарегулирована петля ОС, и видимо когда эта частота вибраций попадает в механический резонанс системы подвески. Но там скорость вращения диска значительно больше чем у винила. Мне кажется у нас до этого не дойдет. Во всяком случае постараемся предусмотреть все, что возможно, чтобы исключить такую проблему.

С этим трудно спорить. Но будем начинать делать с того, что есть под руками, или на ебее, и потом будем уже пробовать что-то на основании всего этого высчитывать.
Короче говоря, нужно брать все разные опт. детали с запасом и уже со всем этим экспериментировать. Я попробую определиться с подходящим размером фокусного расстояния для оконечных фок. линз и буду сразу делать групповой заказ.

 

Я только вчера вечером сообразил, что узел показанный на рисунке ПИКАП.Jpg обеспечивает движение вправо-влево относительно платформы, а не вверх-вниз. Вообще проблема с подвеской типа а) из приведенного выше рисунка, то что линза будет уходить в сторону при движении вверх-вниз, можно прикинуть на сколько будет такое смещение при известной длине пружин, но может лучше рассмотреть все-таки симметричную подвеску типа d) ?

 

И вверх-вниз тоже. Просто на фото это не очень разборчиво видно. Т.е. там две степени свободы - одна, вверх-вниз, для подстройки фокуса, а вторая, в стороны, для точного трекинга(грубый трекинг ходовым винтом).

Я не совсем понимаю как в d) вообще может двигаться подвижная часть - любое движение вправо-влево (по рисунку) будет стремиться стягивать между собой верхнюю и нижнюю части основания (то самое смещение, о котором я говорил в варианте a) и b), но в тех вариантах один край свободно перемещается в пространстве а в d) если верхняя и нижняя часть основания закреплены намертво подвижная часть не сможет сдвинутся ни на микрон.

 

Этих катушек не видно на снимке.

Растяжение по двум направлениям происходит в области круглых выемок. Tсли взять 2 гибких проволочки параллельно друг другу края жестко закрепить, в центре проволочек подвесить на прекладине которая соединяет эти 2 гибких проволочки груз, то это и будет слегка видоизмененый вариант d)

 

Вот эта вторая катушка с другого ракурса.

 

Optics, нужны ваши знания и совет. Хочу для схемы фокусировки заказать двухсекционный фотодиод у Хамы, как это сделано в американском патенте (в этой части схемы сложно придумать что-то другое). Там еще используется цилиндрическая линза для формирования луча лазера в виде линии расположенной поперек треков (смотрите fig. -28, 29 в патенте от 1989 года), кроме этого, отраженный луч, прежде чем он попадет на этот сдвоенный фотодиод, проходит через какие-то две линзы (смотрите fig.-32). Хотелось бы узнать, на что нужно обратить внимание при выборе сдвоенного фотодиода (может взять квадрантного типа и попробовать заодно как-то рулить с его помощью и трекингом, используя луч лазера в виде креста, или как-то иначе) ? Какие параметры должны быть у цилиндрической линзы для получения нужной линии? И что за параметры могут быть у линз для отраженного луча в схеме фокусировки? Пересмотрел всю схемотехнику предлагаемого в патенте подключения PSD детекторов и сдвоенного фотодиода фокусировки - везде используются ненавистные нам аналоговые делители на выходе (смотрите fig.-25 и fig.-30).
В очередной раз просматривал патент, хотел разобраться с их системой трекинга. Там используются те же PSD что и для звука, но как это работает я пока не разобрался. Можете в двух словах пояснить? Еще там используется интересная схема с двумя гальванометрами для коррекции позиции пятна лазера на склоне канавки (выше/ниже) чтобы добраться до "чистого" участка канавки неповрежденного обычной иглой. Тоже пока не разобрался до конца как это работает (насколько нам это будет необходимо?). Кроме этого, если я смог правильно разобраться в техн. терминах, там в схеме используется еще какая-то функция выполняющая коррекцию сигналов приходящих от PSD в зависимости от радиуса дорожки в начале и конце пластинки. Вообще, с большим интересом просмотрел заново материалы патента после многомесячного перерыва, за время которого накоплен опыт работы над нашей оптической, механической и электрической схемами, перелопачены десятки, если не сотни, разных статей, схем и PDF описаний. Сейчас наконец начинаешь понимать многие вещи, которые в патенте описаны. Испытываю большое уважение к этому американцу, проделавшему реально гигантскую работу по разработке такого проигрывателя.
Я заказал и оплатил в Китае платы драйвера для ШД, стекл. фок. линзы диам. 6мм (5шт), лазерные модули без источников тока с регулировкой фок. диам. 6мм (5 шт.) и одну стекл. линзу для формирования креста. Сегодня купил магниты через знакомых в Николаеве - два параллелепипеда 15х15х8 мм для системы подвески - это был ближайший подходящий доступный размер, который можно было эмпирически выбрать для наших целей. Попробую сначала сделать подвеску на одном магните, а если будет мало, то переделаем конструкцию на два. Хочу попробовать для начала сделать очень простую схему - три лазерных модуля, благодаря их малому диаметру, закрепить прямо над подвижной частью головки над тремя фокусирующими линзами и зеркальцами (два звуковых канала и канал фокусировки). Движение поперек треков хочу организовать пока без обратной связи (без слежения за треком) но подобрать такую скорость движения каретки, чтобы она совпадала со скоростью перемещения обычной иглы. Думал даже наклеивать на яблоке пластинки темную или светлую метку и фотодиодом ловить эти импульсы оборотов и подстраивать под эти обороты перемещение каретки. Может получиться достаточно точно, теоретически можно попадать прямо в канавку. А дальше уже будем пробовать разные варианты обратной связи по трекингу.

 

Луч лазера фокусируется на поверхность пластинки цилиндрической линзой. Пятно поперек треков, захватывает несколько треков. В описании сказано, что ширина пятна вдоль трека в 30-100 раз меньше его длины поперек треков. А ширна пятна должна быть меньше длины записанной волны звука на канавке. Я где-то раньше приводил расчет характерного размера вдоль трека, что-то 5 микрон. Значит пятно вдоль трека имет ширину 2-5 микрон, а поперек 2*50=100-500 микрон. У этой головки высота поддерживается на уровне 2 мм, с перестройкой +-5 мм. Цилиндрическую линзу надо выбрать исходя из диаметра пучка лазера на ее поверхности , далее по ф-ле для диффракционного пятна рассчитываете можно ли луч сфокусировать в 2-5 микрон.Уравнение 20 в патенте описывет смещение пятна на детекторе в зависимости от угла падения луча на пластинку и увеличения линзы фрмирующей изображение пятна на фотоприемнике. Это таже школьная формула сязывающая расстояние от изображения до линзы фокусное расстояние и расстояние до предмета. Отношение расстояний от предмета до линзы к расстоянию от линзы до изображения - есть увеличение ситемы. Чтобы делать оценки надо знать геометрию проектируемой системы. В описании патента сказано , что зазор между секторами фотоприемника равен 10е-5 дюйма, но это на самом деле не критично. Полоса усилителя сервосистемы 50 гц, точность поддержания 3 микрона.

Сейчас не могу, но я впам это рассазывал летом , вы меня спрашивали про 22 рисунка, что там изображено, я вам там ответил. Если что непонятно объясню позже.
Я так понял заказ у Хамы проблематичен? Я подъсивал кто делает секторные приемники, завтра постараюсь выложить ссылки, может что-то можно будет заказать.

На большой пластинке может набегать ошибка , но для начала да неплохо.