Лазерный проигрыватель для виниловых пластинок

насчет доработать тут нужен полный CAD. А посмотреть вот есть свободое ПО
http://www.edrawingsviewer.com/ed/edrawings-publisher-inventor.htm

Если иммете в виду рисунок со стр30 AudioOptics.pdf , то это схема в 2D, поэтому в 3 D фотоприемники будут скорее всего расположены горизонтально. Можно посмотреть как сделано в патенте японцев.

 

Хорошо, с расположением фотоприемников я попробую разобраться. Есть вот другой момент, который меня смущает больше - по предварительным расчетам оптической системы, сделанным раннее Николаем Николаевичем, размеры головки должны получится большими (в длину). Вот как с этим бороться? А весь этот узел с линзами, зеркалами и PSD нужно делать на плавающем подвесе. Получится просто монстр.

 

С этим бороться не надо. Для этого мы и составляем новое ТЗ где прописано количество линз, рабочие расстояния. Если по этим ТЗ не удастся синтезировать схему, то их надо будет пересмотреть и искать другие технические решения. Хотя я думаю все должно получиться. PSD не обязательно должны находиться в головке.

 

Жесткое размещение всех PSD в головке значительно упростило бы ее конструкцию. В противном случае, в любительских условиях, можем столкнуться с проблемой получения строгой соосности подвижной и неподвижной частей головки. Во всяком случае PSD фокусировки однозначно должен быть в подвижной части головки.

 

Думаю как раз наоборот, кроме того проблема получения довольно большого увеличения может потребовать заничительного растояния.

Это все настраивается, кроме того юстировка и подстройка в любой конфигурации потребуется.
Да я думаю реальные эксперименты, подскажут как лучше размещать детали, хотя конечно все это надо тщательно продумывать и моделировать по возможности.

 

Если я нарисую эскизную 3D конструкцию предлагаемого в ТЗ устройства с ходом лучей - это может быть полезным?

 

Конечно!!!!

 

Меня все это время занимает мысль как уменьшить размеры головки - ведь для большого увеличения простыми средствами нужно большое расстояние между линзами и многоэлементным сенсором. Сейчас появилась идея применить в конструкции головки лабиринт с зеркалами для хода луча. Это позволит получить необходимое большое расстояние и сохранить небольшие (относительно) размеры головки. Прикинул разумную длину головки для моего случая с "Электроникой ЭП-017" и с учетом размеров шагового двигателя - получилось около 120 мм (чтобы не выходило за размеры шд). Внутри головки ход луча в один конец будет, грубо, около 100 мм. Разумное количество шагов лабиринта с поворотом луча на 180 град. должно быть не более трех. Соответственно, получаемое рабочее расстояние будет несколько больше 300 мм (с учетом поперечных поворотов). Для случая расчета, которые дал Николай Николаевич (212 мм), можно даже вписаться в два шага лабиринта. Конечно, есть морока с зеркалами, но это компромисс по размерам конструкции.
Ваше мнение, Optics? По конструкции предлагаю применить листовой вспененный полистирол черного цвета, применяемый в рекламе. Аккуратно и ровно
нарезать детальки по чертежу в той же рекламной фирме из бесплатных обрезков. Для точности сборки можно предусмотреть пазы в соединяемых деталях. Склеить все цианокрилатом. Конструкция будет легкой и достаточно прочной. Остальные ответственные детали головки с точными креплениями фотосенсоров, линз и п/прозрачного зеркальца (или делительного кубика), как и подвижную часть головки, делаем по прежнему на 3D принтере. Остальные детали подвижной платформы будут уже из привычных материалов - алюминий, бронза и т.д.

aleca, в чем планируете рисовать 3D конструкцию?

 

Сорри, что пока ничего не нарисовал, немного занят модернизацией текущего классического проигрывателя.
Serg_dy, буду рисовать в том, в чем привык работать - пакет для моделирования ЭМ процессов HFSS или CST. Но суть не меняется, экспортировать потом можно в любой формат.

 

Многокоатное отражение допустимо, но настройка может стать проблемой. Может делать как в принтерах , плоттерах и тп?

Не слишком ли мягкий материал? Есть углепластиковые (карбон) профили, не рассмотривали такой вариант?

 

Видимо усталость от работы дает знать - что-то я не соображу о чем речь.

Склеенный "на ребро" полистирол имеет довольно приличную жесткость. Все зависит только от габаритов конструкции.
Впрочем, если стоимость изготовления всей конструкции головки на 3D принтере будет приемлемой то с полистиролом можно не заморачиваться.

 

После макетирования головки с помощью карандаша и бумаги наваял в CAD Inventor вот такую конструкцию. Украшательствами и снятием фасок не занимался. Показано не все - во-первых, не хватило времени все дорисовать, во-вторых, некоторые детали мешали бы просмотру. Сделаю пояснения т.к. не все хорошо видно с этого ракурса:
Подвижную часть головки сдвинул вниз, чтобы было видно как она должна заходить на кронштейны с магнитами (серого цвета) закрепленными на основной платформе. В соответствующих местах подвижной части предусмотрено место под обмотку системы управления подвеской. Листовые пружины подвески не показаны (нужно еще продумать). Красным показан условный ход лучей системы считывания и системы фокусировки. Видны два Лазерных Диода (один из них на подвижной части головки) из которых исходят лучи. Применил лазерные модули диаметром 6 мм, которые брал на Ебее. Отраженный от пластинки (под 45 градусов) луч системы фокусировки попадает через расположенную в подвижной части головки линзу на фотосенсор (не показаны, может позже дорисую и выложу). Цил. линза для этой системы вместе с зеркальцем тоже не показаны, но думаю, что общий смысл понятен. В центре подвижной части головки (внизу) видна фокусировочная линза, через которую проходит основной луч от центрального ЛД. Не совсем угадал расстояние между двумя лучами на поверхности пластинки - потом подгоним после расчетов оптической схемы. В небольшом квадратном отверстии на переднем торце основной платформы, сразу под центральным ЛД, видно делительный кубик. Отраженный луч после кубика и после второй линзы (не показана) будет уходить в дальнюю (от нас) заднюю часть платформы, где будет находится многоэлементный сенсор системы позиционирования и PSD правого и левого звуковых каналов (не показаны). В таком простейшем варианте оптической схемы, если я не ошибся, изображения правого и левого каналов звуковой дорожки будут получаться в плоскости перпендикулярной плоскости пластинки (т.е. один над другим), что может вызывать затруднения в настройке PSD канала расположенного снизу. Для получения изображения этих пучков в горизонтальной плоскости нужно будет изменить направление луча после кубика на 90 градусов (в горизонтальной плоскости) и затем с помощью доп. зеркальца придать ему первоначальное направление. Прошу поправить меня по оптической схеме, если я где-то ошибся. Длина основной подвижной платформы у меня получилась около 12 см - это с учетом того, что в начальном положении задняя часть платформы будет находится в одной плоскости с задней частью шагового двигателя, при этом передняя часть этой платформы будет своим лучом приходится на начало первого трека пластинки. Если делать ее короче, то сложно будет получить нужное увеличение, а если делать длиннее, то нужно будет увеличивать заднюю часть платформы, но это уже будет получаться невообразимый монстр. Рабочее расстояние луча будет примерно тоже где-то 12 см. Если этого будет недостаточно для получения нужного увеличения то добавим его с помощью лабиринта и дополнительных зеркал. Передний открытый торец подвижной части головки и торец основной платформы будут закрываться съемными крышками. Вообще, всю конструкцию головки продумывал с учетом максимального доступа ко всем узлам для возможности их регулировки. Думаю, что окончательная конструкция головки будет близка к нарисованной (если ничего не поменяется в оптической схеме). Нужно еще продумать устройство держателей линз с возможностью подстройки фокусного расстояния, и держателей зеркал с возможностью подстройки их линейного перемещения и подстройки угла. Есть уже некоторые идеи как это реализовать. Без 3D принтера изготовление подобных деталей будет невозможно. Если что-то упустил в описании - отвечу на вопросы.
Добавил второе изображение в другом виде - может будет более понятно ход луча после делительного кубика. Прошу активно комментировать.

 

Здесь надо прояснить: у вас 2 магнита, я так понимаю и 2 обмотки соленоидов которые втягиваются магниты?

На диод системы считывания наверно понадобится еще коллимирующая линза.

Для оптической развязки и повышения светосилы хорошо поставить после кубика поставить четверть волновую пластинку ( лазер -кол. линза - кубик - пластинка- фок.линза).

фок. расстояние здесь регулировать не надо, а надо предусмотреть как линзы сажать на орптическую ось те слегка двигать в своей плоскости.

да те предусмотреть место для оборачивающей призмы.

 

Да. Конструкция великовата и одним соленоидом не обойтись. Так сделано и у японцев. Особой проблемы синхронного управления сразу двумя обмотками здесь не вижу - обе обмотки соединяем или параллельно или последовательно в зависимости от необходимых характеристик и схемы электронного драйвера. Я рассматривал и вариант одного большого кольцевого магнита, но в этом случае доступ к оптическим деталям для их подстройки будет однозначно хуже, да и цена такого магнита выше, чем двух сопоставимых параллелепипедов. Хотя с точки зрения простоты изготовления подвижной части головки с кольцевым магнитом и удобной намотки одной цилиндрической катушки наверное такой вариант проще. В принципе можно и этот вариант продумать. Но уже предвижу в равных условиях, что в этом варианте конечная конструкция головки будет иметь бОльшую высоту.

Здесь просто неточность моего описАния - везде применяются не чисто ЛД а именно лазерные модули с коллиматорной линзой диаметром 6 мм, купленные на Ебее.

Мы все это учтем в окончательном варианте конструкции.

Ну вот это нужно еще конструктивно продумать. Тут скорее всего будет оправка с линзой, которая будет входить с натягом в предусмотренный для этого паз где будет боковой зазор для регулировки в плоскости линзы.

Насколько доступны такие призмы? Мне кажется, что зеркальце проще.
А как вам в целом конструкция?

 

Можно , но их надо 2.
В целом пока ничего нельзя сказать, многие вещи не ясны. Если можно сравнить, то скажем стены дома, а что будет внутри и как надо конструировать , пробовать.

 

Может мы говорим о разных вещах, но для моей конструкции зеркальца достаточно одного. Для этого только кубик в ней нужно развернуть в горизонтальной плоскости на 90 град. по часовой стрелке, т.е. рабочей стороной вправо и разместить справа зеркальце под 45 град. (там есть как раз свободное пространство для него). В результате получим то же первоначальное направление луча в дальнюю часть платформы с многоэлементным сенсором, только немного смещенное расстоянием до зеркальца и уже с изображением в нужной нам горизонтальной плоскости. Могу нарисовать.

 

да-да все так.

 

Я планирую дорисовать в Inventor-е в натуральном масштабе все детальки головки с высокой точностью, включая и реальные размеры PSD сенсоров. Это поможет увидеть в целом всю конструкцию и позволит, в случае необходимости, сделать корректировку взаимного расположения деталей. Реальный вид и размеры облегчат и Николаю Николаевичу понимание конструкции и помогут ему сделать правильный расчет. Собственно говоря и сейчас размеры показаны в натуральную величину, включая купленные мной неодимовые магниты и держатели для них из магнитомягкого железа взятые от эл. магнитных реле. Осталось только доделать линзы, зеркальца и фотосенсоры.

 

Надо полумать о размере и способе креполения соленоидов для движения подвижной части. Они могут затруднить или полностью закрыть доступ к элементам головки.

 

Вот такой вариант моей конструкции подвижной части головки, что на рисунке, как раз и дает максимально возможный доступ ко всем узлам для их регулировки и настройки. Доступ есть фактически с четырех сторон (по рисунку - спереди, справа, слева, и снизу), во всяком случае доступны все места требующие подстроек. С пятой стороны - дальней от нас - как раз и находятся каркасы соленоидов, которые крепятся отливами к задней стенке. Размеры соленоидов соответствуют размерам выбранных магнитов. Размеры магнитов были выбраны эмпирически, с учетом общих размеров проигрывателя, размеров пластинки, предполагаемых размеров головки и доступных размеров магнитов. Преимущество при выборе отдавалось возможно бОльшему размеру магнитов (чтобы был запас по тяговому усилию) но учитывались и требования по свободному месту для размещения оптических деталей и фотосенсоров и удобству доступа к ним.