Лазерный проигрыватель для виниловых пластинок

Я избегаю лишний раз афишировать проект по одной банальной причине - я не хочу, чтобы какой-то очередной клоун, вроде того, что случайно тут на днях забрел в нашу ветку, рассказывал мне почему не стОит этого делать. Подобным примитивным балбесам не понять, что решение таких экстремально сложных задач, из которых сплошь состоит лазерный проигрыватель, дает ощущение неповторимого драйва. Что это всегда попытка доказать, прежде всего самому себе - ты это можешь сделать. Что это и хороший способ получить новый опыт и новые знания.

 

Чрезвычайно заинтересован Вашей темой, но в связи со скудоумием - не комментирую. А линза на F=4.7 мм асферическая?

 

Я давал на предыдущей странице ссылку продавца моих линз на Ebay.com - http://www.ebay.com/itm/2x-Focus-4-...465?pt=LH_DefaultDomain_0&hash=item19ebb55711
Если верить тому, что у него написано, то да - линза асферическая. Я пытался спроектировать подвижный тубус под эту линзу для плавающей части головки, чтобы можно было в каких-то пределах двигать ее вдоль опт. оси и поймать нужную дифракцию. Диаметр тубуса примерно 10 мм. (чтобы можно было внутри еще стопорное кольцо для фиксации линзы влепить). Еще нет окончательного решения - слишком все мелкое для удобной подстройки, т.е. должна быть или резьба и кольцо с накаткой для пальца, или просто чтобы в притирку вставлялось и набор периодических выступов, чтобы мелкой ответкой по шагам двигать выше/ниже. Для резбы маловато толщины материала, да и не понятно насколько 3д принтер качественно эту резьбу отольет. Может маэстро Optics что-то посоветует. Вообще, в целом, проблема с конструкцией подвижной части головки полностью связана с мелкими габаритами - все детальки очень мелкие, все очень плотно друг с другом расположено так, что запаса толщины материала очень мало. Все части должны, по возможности, иметь некоторую подвижность в каких-то пазах, чтобы можно было подстройкой свести к минимуму погрешности изготовления. Не жалуюсь, просто констатирую факт. Ну ничего, думаю прорвемся.

 

Может попробовать так: основной тубус, какой-то длины, с резьбой на конце. Оправка с закрепленной линзой, на оправке с противоположной линзе стороны резьба. Набор переходных колец разной длины с резьбами на обоих концах. Переходные кольца вкручиваются в тубус а на другом конце прикручивается оправка с линзой.

 

Я уже понял, что нужно выкладывать здесь проект конструкции подвижной часть головки, где будут видны все ее "узкие" места, и тогда обсуждение будет более предметным. Постараюсь с этим не затягивать.

 

Вот по-быстрому наваял простую сборку подвижной части головки, взрыв-схему. Детали не все показаны, поэтому в двух словах - слева сверху отверстие под ЛД системы верт. трекинга расположенный в латунном цилиндрическом корпусе диам. 6 мм. с коллимационной линзой. С фронта вверху винт для его фиксации. С той же стороны, ниже по оси, паз для держателя цил. линзы (окончательно еще не продуман), и еще ниже виден лепесток для крепления подвижного зеркальца (с левого бока внизу есть винт подстройки угла). По центру сделал вариант крепления подвижного держателя основной "звуковой" линзы в виде ласточкин хвост. Привод предполагается через винт с резьбой, как делают линейные направляющие в станках. Справа еще один такой держатель под углом 45 град. к поверхности пластинки для линзы системы вертикального трекинга на том же ласточкином хвосте, там же по той же оси будет такое же подвижное крепление для сдвоенного фотодиода (не показан). Продолговатые прорези на фронтальной части головки для визуального контроля положения подвижных частей. В конструкции упущены элементы плавающей подвески и катушка эл.магнитного привода. Вообще для напоминания привожу еще раз упрощенную оптическую схему. Лучше просмотреть головку со всех строн в какой-то программе учитывая ее сложную конфигурацию, но не могу выложить здесь файлы проекта в форматах STEP и Sketchup. Подскажите где можно это выложить. Для просмотра подойдет любая CAD программа, включая бесплатный Designspark mechaniсal.

 

Эх Семен Семеныч... (с) Вспомнил о Google drive - https://drive.google.com/file/d/0B8GHrrR9q2UPNHBlcXBaczllYlE/view?usp=sharing это ссылка на файл в формате STEP, и https://drive.google.com/file/d/0B8GHrrR9q2UPZm9mNlVHN1VKTG8/view?usp=sharing это файл в формате Sketchup 8
Смотрим, делаем замечания и даем свои предложения. Меня больше пока волнует решение по механизму перемещения держателей линз.

 

скорее всего надо делать на клею, стопорные кольца просто некуда вставлять. Может сделать посадочное место для фокусирующей линзы с наружной стороны подвижного держателя.

Места маловато! какая резьба 2 ? Надо подумать.

 

Да, некоторые детальки просто крошечные. Все будет зависеть от возможностей применяемого 3д принтера делать мелкие детали. Занят сейчас как раз выяснением этого. От результатов и будет зависеть конечное конструкционное решение. Может даже сделаем несколько промежуточных моделей, чтобы понять, что в конце должно получиться.

Да, с резьбой еще тот гемор - и винт нужен мелкий и шаг резьбы не большой, чтобы фокусировку не проскочить. Такие вещи на рынке не продаются. Но зато удобно было бы все настройки делать одной часовой отверткой. Еще будем обмозговывать этот узел, и опять же жду вердикта от хозяев 3д принтера, может что-то просто сразу отпадет. Послал примерные требования на изготовление прототипа и добавил в письме модель моей головки в формате .STL

 

Так ведь головка -то "плавающая" так что фокус захватывается электродинамической системой, а в этом случае позиционирование держалки может быть грубым. Достоточно винта с обратной стороны салазок, "ласточник хвост " для фиксации.

 

Верно, но в любом случае шаг резьбы желательно поменьше (даже для подстройки винтом угла того же зеркальца). Ответил хозяин 3д печати - минимальная толщина стенки у него 0,4 мм. Я заложил 1 мм - нормально. Для ласточкиного хвоста он сказал, что размер на чертеже должен быть сделан на -0,2 мм меньше для каждой из двух сопрягаемых деталей. Я думаю, что нужно будет еще предусмотреть какие-то небольшие подвижные (изгибающиеся) выступы-усики, чтобы в сопрягаемых деталях выбирался некоторый неизбежный в этих случаях люфт. Может нужно это сделать и в отверстии 6 мм для крепления лазерного модуля.

 

Optics, вы никак не раскритиковали мое решение с неподвижным креплением цилиндрической линзы, т.е. никакой регулировки в этом варианте я не предусмотрел. Это вообще нормально, или вы просто не заметили? И еще, кстати, по поводу крепления в этой головке того же Лазерного Модуля в латунном цилиндрическом корпусе с коллимационной линзой - там передняя часть на резьбе, регулировать размер пучка, а при таком глухом креплении добраться до регулировки невозможно. Насколько это критично? Я сначала долго с этим заморачивался как там сделать это регулирование, а потом подумал, что можно, зная точное расчетное расстояние до поверхности, просто на отдельном стенде с таким же параметрами добиваться минимального диам. точки и фиксировать каплей клея резьбу. Ваше мнение?
Чем больше вникаю в нюансы 3д технологии печати тем больше возникает вопросов по конечной конструкции. Выдавливаемая из экструдера принтера "колбаса" расплавленной пластмассы имеет определенные размеры и свойства и это накладывает конструкционные ограничения на конечные детали, особенно на такие маленькие детали, как у нас. Думаю, что мы их все решим, просто похоже, что скорее всего головка будет не монолитно отливаться/фрезероваться (для случая изготовления на фрезерном станке) а, возможно, скорее всего будет состоять из нескольких разъемных частей. И вполне возможно, что эти части могут быть из разных материалов.
upd: Забыл еще спросить, Optics, ваше мнение по использованию для гибкой подвески головки пружины не из листовой стали а из специального гибкого пластика такой же конфигурации. Сейчас появляются все новые и новые материалы для 3д принтеров экструзионного типа, включая и специальный резиновый пластик http://3dprinter.org.ua/shop/rubber-filament/
Но я имею ввиду вот такой, например:

называется BendLay, хотя есть и другие подобные. Я пока не определился с подвеской потому, что трудно достать что-то подходящее для материала листовых пружин подходящей толщины и размеров, и, потом, их еще нужно ровно отрезать (можно попробовать лазерной резкой), но главное не это, а проблема потом ровно выгнуть их по лекалу, потом все вместе собрать, чтобы практически идеально совпали все плоскости и оптическая ось луча основного лазерного модуля (ЛМ) на подвижной и неподвижной частях головки, а это нереально на коленке, хотя и можно городить для этого какие-то стенды-приспособления. Гораздо веселее иметь вот такой гибкий пластик, который можно точно отлить и просто вставить-защелкнуть в подготовленные для него точно отлитые крепления на плавающей части головки. Кроме этого можно сделать несколько таких разных по ширине/толщине листовых пружин с разным модулем упругости, чтобы выбрать наиболее подходящий по работе подвески. Это же просто сказка . Я лично настроен так и делать, только важно подобрать материал, который бы не накапливал усталость изгиба сохраняя форму.

 

Не заметил, надо регулировку обязательно, так как надо совместить фокусировку считывающего луча и слежения за высотой.

Думаю коллимационную линзу жестко настроить перед креплением в головку, это раз и навсегда, надо просто добиться параллельного пучка и все.

Именно только не точки ,а постоянного диаметра пучка, на любом расстоянии.

по ссылке

Это извините материал эквивалентный теплому г.... .
Пружины из контактов реле?

Зачем? , они пусть будут прямыми как есть.

 

А регулировки угла зеркальца разве не достаточно? Нам ведь нужно просто тот же параллельный пучок с лазерного модуля вытянуть цил. линзой в линию поперек треков. А совмещение с фокусировкой считывающего луча будет за счет того, что держатель линзы фокусировки имеет широкий диапазон перемещения по направляющим и независимую регулировку. Поправьте меня, может я что-то упускаю.

Первую ссылку дал не для применения, а просто, для общего развития, для информации что сейчас уже появляется печать со свойствами резины. Нет, конечно, резиной печатать не будем. Я о второй ссылке с материалом BendLay. Это не теплое мягкое г... а вполне себе упругая субстанция , и прочность там поболее 35 МПа.

Если листовые пружины прямые, то при креплении их только за один конец к основанию а другой стороной к головке, в случае их изгиба фок. линза будет немного уходить с оптической оси луча (я не знаю - может это и не так критично, но как по мне, то важно). А если пружину крепить за два конца и изогнуть ее специальным симметричным профилем, то в этом случае закрепленная по центру пружины головка будет ходить вверх/вниз строго по вертикали и смещения с оси не будет. Могу нарисовать объяснения (кстати, раньше где-то в теме это уже обсуждали, поищу).

 

Можно обойтись, но положение ц. линзы надо точно определить.

Прочность вообще полимеров вряд ли превышает 50 МПа, и модуль Юнга тоже так себе, так что на пружины этот маьтериал точно не годится.

Да там если помните я вам посылыл материал англоязычный по конструированию перемещений на большрой ход с гибким подвесом.

 

Я смотрел этот англоязычный материал по конструированию перемещений, но честно говоря не нашел из их арсенала какого-то относительно простого варианта для нашего случая. У меня есть свой вариант, который я хочу опробовать. Что касается пластиковых пружин, то фактически нам нужны не пружины а больше просто гибкая подвеска. Все остальное берет на себя электромагнитный привод. Я раньше давал тут в теме фото головки от CD привода с пластиковой подвеской. Если нужно могу поискать.

 

Ниразу не видел, хотя разобрал довольно много,е сли есть фото выкладывайте.

 

Вот, я уже давал это фото, линзу сковырнул. Это головка с какого-то старого автомобильного плеера. А принцип работы - страница с вашей ссылки. Наиболее близкий вариант - ( b), но опять же - здесь при колебаниях подвески тоже идет некоторое смещение линзы от оси луча. Вы говорили, что в CD это обрабатывается DSP и поэтому проблем нет, но по-моему дело не в DSP, потому, что луч должен строго попадать на фотоприемники системы трекинга, а если этого не будет то никакой DSP не сможет помочь. Короче нужно детальнее в этом разобраться.
UPD:
Посмотрите - позже набросал в Word простую картинку-схему как происходит смещение линзы с оси луча. Смещение показано грубо т.к. в редакторе была привязка линий к сетке. Реально смещение конечно меньше, но, тем не менее, оно будет. Я условно упрощенно нарисовал форму луча падающего через линзу на пластинку. В правой части рисунка пластинка ушла вниз и линза на подвеске последовала вслед за ней, а пружина/рычаг вынужденно сместила ее влево с оси. И вот реально, при смещении линзы, какое пятно при этом будет на поверхности пластинки и насколько искаженным оно возвратиться обратным путем на PSD звука? Я позже восстановил в памяти все, что я читал по геометрической оптике, и пришел к выводу, что линза работает таким образом, что даже смещенный луч все равно будет сходиться в ее фокусе. И я нарисовал вторую картинку с правильным скорее всего ходом луча. И вслед за этим возникли такие рассуждения, что, раз линза у нас смещается в сторону, то и ее оптическая ось смещается вместе с ней. Таким образом, если простая пружинная подвеска будет расположена/вытянута поперек треков, то при изгибах подвески пятно будет смещаться и может перескочить на соседнюю одну или несколько канавок. А вот если подвеску закрепить вдоль канавок то смещение будет происходить в пределах одной канавки и по всей видимости это существенно не должно сказаться на считывании. Кстати, в CD приводах пружинная подвеска именно так и делается - ее пружинные проволочки сориентированы по ходу дорожек.
И посмотрите на еще один рисунок с правильной, на мой взгляд, пружиной. Пружина в основе в виде буквы "п". Линза крепится по центру верхней планки. При прогибе видно, что линза остается на своей оси. Крепление пружины в двух местах, по краям. Ваше мнение?

 

В CD при изменении фокуса смещение пятно происходит вдоль трека, поэтому:
а) фотоприемники трекинга имеют вытянутую форму и небольшое смещение пятна вдоль длинной стороны фотопримника не оказывет влияния на качество трекинга;
б) закодированный сигнал звука обрабатывается как сумма с четырех фотопримников и поскольку сигнал имеет только два уровня ( как цифровой) с этим проблем тоже не возникает.

Конечно все надо просчитывать, но можно сказаить, что если PSD не будет "очень узким" или если свет отраженный от граней канавки все равно надо "вырезать" так чтобы PSD читал звуковую дорожку не более 5 микрометров вдоль трека , то здесь особой проблемы , в некотором пределе разумеется , думаю не будет. Другое делло насколько эффект смещения вдоль трека будет влиять на качество звука. По крайней мере эти вопросы возможно потребуют своего рассмотрения после решения основных задач и апробирование самого принципа считывания.
Дочитал пост и действитно вы все сами поняли

Не- не пружина дб плоская, буквой П нельзя, ее будет выгибать не туда куда надо из-за небольших неточностей и ассиметриии. Пружины идут от стенок головки и заканчиваются на оправке линзы.
Вообще если вам нравится полимерные упругие элементы, попробуте их особенно на усталость, у меня предубеждение и недоверие к такому материалу.

 

Посмотрите на подвеску напоминающую "мою" идею. Это прецизионный механизм фокусировки луча с пприводом от voice coil в эксперментальной установке контроля качества поверхности линз. Там три листовые изогнутые пружины в верхней часи и три в нижней. PDF описание этой установки я могу выложить здесь. Возможно вы и видели где-то эту статью раньше. Там довольно много полезной информации для нашего случая.

Я не в восторге от полимерных упругих элементов, но я вижу непревзойденную технологичность в их изготовлении методом 3д печати, вплоть до того, чтобы это все было сделано одним целым с плавающей головкой за один проход принтера. А это немаловажно при ограниченных возможностях домашней мастерской - согласитесь. Упругость же полимеров нужна относительная, я бы сказал, что наверное это здесь больше как элемент поддержки, чтобы стабильно удерживать линзу на оси луча LD и чтобы, когда электроника сервосистемы фокусировки отключена, плавающая головка на чем-то держалась. Пружинные свойства здесь совершенно вторичны имхо. Листовые пружины хороши, но точная их сборка и юстировка взамного положения относительно головки "на коленке" может быть проблематичной, если только не придумывать сразу к этому какой-то сборочный стенд.
Вот нашел привод voice coil судя по всему с пластиковой подвеской здесь http://www.flxsys.com/motionamplifiers/


Ссылка на файл статьи, о которой писал выше https://drive.google.com/file/d/0B8GHrrR9q2UPSmNtYmxlX2Npbk0/view?usp=sharing