Лазерный проигрыватель для виниловых пластинок

Дно канавки насколько я сейчас это понимаю, и есть эта реперная линия.
Касательно скоростей , то в этом проекте нет больших скоростей обработки, все скорости выборки в пределах мегагерца, по самой грубой оценке.
Мышь очень медленный прибор, можно пораться в сети , но AFAIK в предах десятка килогерц считывание с сенсора.

 

Home7
На правах топикстартера придется похамить. Я же просил по-человечески в начале ветки - если нечего сказать по делу то нечего засорять тему.
Изыди - дьявол.

 

Optics

Но она же не совсем ровная. Я на предыдущей странице в моем посте 233 привел фрагмент микрофотографии поверхности пластинки. Там далеко не прямая линия дна канавки. И как с ней работать?
По поводу мыши. Вы мне не приведете угловую скорость на самом краю, скажем, диска гиганта? Это я к тому, что в этой теме раньше я кому-то отвечал, что есть геймерские мыши с современным фотосенсором обработывающем ускорения до 1,5 м/с

 

Угловая скорость постоянная = 331/3 об/мин, линейная = (331/3)/60*2*pi* R, R радиус пластинки.

Лезть в контроллер мыши ну если только фанат программер... Хех есть линейки из 256 фотоприемников зело быстрые у Хамы...
есть даже у кого то полностью с обвязкой типа линейной камеры но это совсем лишнее, лучше ограничиться несколькими фотоприемниками.
Канавка стерео сигнала, как мы знаем, представляет собой запись колебаний двух типов :
1. L+R в плоскости лево-право, так вот как мне представляется сейчас: дно следует закону (R+L)/2
См http://lasers.org.ru/forum/attachments/record_grooves-1-jpg.14536/
2. L-R вверх-вниз, это само собой может представлять проблему надо либо отслеживать это колебание либо иметь глубину фокуса фокусирующей системы в 2-5 раз превосходящую эту величину.
Считывая отражения 2 пучков от плоских поверхностей между канавками даст амплитудную модуляцию так как часть пучков будет уходить на боковые грани канавки и в отражении принимать участия не будет. Может часть этих сигналов использовать и для фокусировки?
В любом случае предлагаю сначала получить устойчивое изображение канавки с помощью СD головки, а там посмотрим как его можно обрабатывать.

 

Да там ничего особенного нет (для специалиста). Я конечно только начинающий программер , но я как электронщик смотрел даташиты на такие сенсоры - вполне нормальные вменяемые временные диаграммы управляющих сигналов. Нужно только научиться с этим работать и все. Вон человек сделал же на потеху на таком мышином сенсоре простейший сканер. Ссылку я давал в начале этой темы. Я повторил его схему подключения, скачал и запустил его програмку - интересно было посмотреть на экране монитора что видит мышиный сенсор. Вполне такая себе простейшая ч/б фото-видео камера с полем 16х16 пикселей и 64 градации яркости. Каждый пиксель размерами около 50 мкм .
Вот другой человек сделал зрение для робота на мышином сенсоре - http://imobot.ru/index.php?option=com_content&task=view&id=61&Itemid=9
А вот здесь люди из исследовательского центра NASA сделали экспериментальный малогабаритный БПЛА и зрение у него на основе четырех таких мышиных сенсоров - pdf файл в самом низу моего поста.

Двумя руками "за". И после того, когда будет получено изображение одной канавки, можно будет вручную проганять пластинку в пол-оборота туда-сюда и смотреть на получаемую картинку. И такая картинка скорее всего и подскажет путь дальнейших действий. И еще в догонку - нам хотя бы моно научится воспроизводить. Дальше, думаю, со стерео мы сможем разобраться.

 

Optics,

Да, я в попыхах угловую скорость с линейной попутал. Посчитал линейную - на краю большой пластинки получилось где - то 1,8 метра в сек. Значит сенсор от мыши для трекинга можно использовать. Но это оставим на потом, на всякий случай, если с обычными дискретными сенсорами не будет получаться.
Нарисовал своему тезке Sergic-30 вот такие два варианта подключения К157УД1 к катушке фокусировки. Одна схема с двумя К157УД1 для однополярного питания и вторую с одной микросхемой для двухполярного.

 

Всем большой привет после большого перерыва.
Для тех, кто интересуется этой темой сообщаю, что никто никуда не пропадал - был просто летний отдых, житейские хлопоты и бытовая суета, а также попытки прогнуть мир под себя . Все основные участники остались на своих боевых постах. Посему, как говорил бессмертный герой Ильфа и Петрова, - "... Заседание продолжается, господа присяжные заседатели".

Уважаемый Оптикс,
если вы меня видите или слышите, подскажите пожалуйста - я планирую применить для системы трекинга квадрантный фотодиод. У Полака такая конструкция показала себя вполне работоспособной. Какой вариант конструкции фотодиода в нашем случае будет более предпочтительным - фирменный, с близко расположенными соседними элементами (зазор десятки микрометров) или просто, четыре дискретных малогабаритных фотодиода. Сам же и пытаюсь ответить - все будет зависеть от размеров отраженного луча. В идеале, при центровке луча на фотосенсоре, он должен частично захватывать по углам все четыре фотоэлемента для получения нулевого сигнала рассогласования для драйвера позиционера. Больше склоняюсь к фирменному варианту - расчитываю, что отраж. луч будет не более 1 мм. Присмотрел несколько вариантов фирменных квадрантных фотодиодов. Готов заказывать. Дороговаты, но звук дороже .

И еще, в который раз, предупреждаю всех любителей флудить в теме - все ваши посты будут просто игнорироваться. Так что, не теряйте сил и времени, господа - поверьте, жизнь слишком коротка, чтобы тратить ее на разную пустую болтовню. Лучше сделайте что-то полезное.
Аминь.

 

Конечно 4-х квадрантный. Были советские фд-155 и фд -142 они довольно большие по размеру. Если не трудно дайте ссылку , что будете заказывать. Я пользовался диодм от Hamamatsu. их цена вполне вменяема для меня по крайней мере. Но мне не не понравилось в диодах что они почти все с общим катодом

 

Приветствую вас, Оптикс!
Да, я смотрел и на советские подобные диоды, например, те же ФД-19-кк и ФД20-33к. Вроде какой-то завод в Москве их до сих пор делает, но боюсь, таких несколько штук в Украину никто слать не будет. Вообще, выбор фотодиодов в моем (нашем) случае будет ограничиваться их доступностью в розницу в интернет-магазинах. Пока в пределах реальной досягаемости только OPR2100 ( http://www.elfaelectronics.com.ua/cgi-bin/index.cgi?artnr=75-220-89). По остальным вариантам буду делать запрос в магазины - OPR5911 (http://www.optekinc.com/datasheets/opr5911.pdf), QP1-6 и целая компания подобных (http://www.pacific-sensor.com/pages/quadrant.html), QD7-5T (http://docs-europe.electrocomponents.com/webdocs/00a0/0900766b800a0008.pdf), ну и, конечно, S4349, или S5980 от хамы. Есть еще вот здесь (http://www.amstechnologies.com/prod...eries/check/6ee3b2b6292ab2f0ed4f91e9dc34fa3c/), но еще не успел там разобраться по моделям. Возможно еще что-то и упустил, но для начала мне кажется достаточно.
Для меня более предпочтительно OPR2100 на 6 фотоэлементов как по доставаемости так и по цене, правда в даташите пишут, что это для мотор энкодеров. Там плюс и то, что выводы всех фотодиодов идут отдельно. Нравится тем же и OPR5911, но нужно запросить по нему.

Кроме этого - в развитие темы - нацеливаюсь на линейные элементы PSD, для получения звука. Вот доступный, хоть и дороговатый S3931 (http://www.elfaelectronics.com.ua/cgi-bin/index.cgi?artnr=75-222-20). Кроме этого, для позиционирования головки по вертикали, как вариант, присмотрел дальномер от SHARP с разрешением в 50 микрон с аналоговым выходом (найду - выложу его тип). Если усилить его выходной сигнал, то думаю можно еще увеличить разрешающую способность (поправьте меня если что не так говорю). У него, правда время реакции по моей памяти где-то 39 милисекунд. Может это будет и медленновато для обратной связи схемы управления вертикальным позиционером.
Пока вот такие мысли.
Пришел к выводу, что для экспериментов подвижную платфому лазерной головки желательно делать пока как можно больше, чтобы там можно было разместить любой (почти) оптико-лазеро-механический конструктив.
Еще - по управлению - заказал неплохой микроконтроллер C8051F410 от Silabs. В составе восьмиканальный 12-ти разрядный АЦП с производительностью до 200 тыс. преобразований в сек., два 12-ти разрядных ЦАПа, есть и другая стандартная периферия. Буду писать под него программу управления на Си. Сделаю плату, разведу все ножки на отдельные разъемы - по мере необходимости, нужные из них будут подключатся в свою часть схемы для управления/оцифровки и т. д.
Горизонтальное позиционирование каретки планируется шаговым двигателем (боюсь, правда, чтобы от него небыло влияния на звук (наложения шагов двигателя на звук).
Вообще, наверно, для начала нужно делать какое-то подобие конструкции Полака, но без оптоволокна. Вертикальное позиционирование пока продумывается. Будет или что-то от механизмов приводов головок винчестеров или самодельные эл. магнитные катушки и магниты от пикапов. Другие варианты тоже прорабатываются. Ворочать будем линзу. Какую - еще предстоит выяснить.

 

Обнаружил, что, оказывается квадрантные фотодиоды ФД-142 и аналогичные делают у нас в Украине (Черновцы) (http://www.ckb-rhythm.narod.ru/tablpin.htm). Размер у них правда великоват (диам. корпуса 28 мм), но для экспериментов наверное вполне подойдет - межэлементный зазор 200 мкм - не много для нас? Диаметр отраженного луча должен быть явно больше такого зазора. Тут еще мысль - при таких размерах фотоэлементов наверно отпадает необходимость в каких-то дополнительных преобразованиях/фокусировках размера луча при попадании его на сенсор. Наверно таки нужно искать поставщика и заказывать - цена должна быть вполне гуманной а характеристики для нас приемлемые.
А вот это однокоординатные фотоэлектрические датчики там же (http://www.ckb-rhythm.narod.ru/fdkcf-1-29p.htm) это, как я понял, те самые пресловутые PSD ?
Есть и двухкоординатные подобные датчики (http://www.ckb-rhythm.narod.ru/fdkcf-2-9.htm).
Все, бегу заказывать

 

Этот просто двух элементный приемник с косым разрезом между элементов . А вторая ссылка да похоже на PSD но понять где эти 2 напрвления из описания трудно. У PSD меньше чувствительность к смещению по сравнению с 2-х элементным приемником и меньше помехоустойчивость так 2-х элементный приемник реализует дифференциальную схему. ФД142 да ниче так , а что зазор 200 микрон так это может и к лучшему не надо фокусировать .

на мой взгляд был бы неплох механизм привода головок винчестеров. но он существенно сложнее в управлении. Если есть опыт работы с микроконтроллерами то можно попробовать реализовать этот механизм. С другой стороны, в CD приводе довольно простой поперечный привод, правда тонкое слежение осуществляется смещением линзы поперек трека.

 

Да, схема управления не простая. В целом физику происходящих там процессов я себе представляю, но нужно будет вникнуть в тонкости.

Вот как раз дискретность шагового двигателя в горизонтальном позиционировании меня и смущает - тонкого слежения то у нас нет (во всяком случае пока, а будет ли оно в дальнейшем неизвестно). Во всяком случае, как я понимаю, для успешного применения шаговика для плавного смещения каретки вслед за спиральной дорожкой нужен исчезающе малый шаг двигателя. Но у того же Полака по моему используются шаговики. Думал вместо шаговика использовать коллекторный двигатель, но слабо представляю реализацию этой идеи.
По фотодиодам - попробую найти и заказать несколько ФД-142 и вот этих двух элементных приемников с косым разрезом.

 

Освежил данные по конструкции Полака:
Судя по этой схеме у него все-таки коллекторные двигатели привода. Уже вижу один из вариантов реализации такого привода по вертикали - вес конструкции подвижной части головки с линзой тянет ее вниз. Подавая пропорциональное напряжение на двигатель создаем противодействие силе притяжения и по квадрантному датчику отрабатываем обратную связь удерживая головку в нужном положении. Как-то так.

 

Оптикс, знаком ли вам этот материал по бесконтактному лазерному считыванию валиков Эдиссона (см. внизу файл)? Если нет, то дайте пожалуйста вашу оценку в части оптической реализации этого метода. Он правда во многом похож на наш, но там используется вторая линза уже для отраженного луча и калиброванное отверстие перед 2D PSD датчиком для уменьшения паразитной засветки и бликов от отраженной поверхности. Материал достаточно старый но в таком виде я его обнаружил впервые. Есть интересные моменты, в частности, с какими проблемами они столкнулись и как их решали. Просмотрел по-быстрому, а позже сяду, более подробно почитаю. Взял его вот отсюда http://www.christerhamp.se/phono/index.html - ссылка на эту страницу была на сайте Полака. На той же странице ниже есть ссылка и на украинскую разработку из Киевского института проблем регистрации информации (директор В. Петров) с использованием интерферометрического метода, но там правда все равно контактный метод (интересное решение - прямо на конце стилуса с иглой закреплена подвижня призма интерферометра). Там же на странице есть много ссылок на штучные и самодельные проигрыватели цилиндров Эдиссона с помощью современных картриджей. Есть довольно любопытные экземпляры даже с цифровыми ЖК индикаторами .

 

Эти заказывать не стоит , косой разрез для считывания будет вносить сильные искажения и потребует точной настойки и поддержания "нулевого положения " сигнального пятна лазера.
Статью пока читаю...

 

После прочтения первых двух параграфов 2.2 и 2.3 этой статьи понял, что все не так просто - ширина луча это компромисс между высокочастотным шумом (когда луч слишком узкий) и эффектом эха, (когда луч чуть шире одной дорожки и захватывается часть соседней). Получается, что японцы в своем хваленом лазерном проигрывателе или действительно скрывают от общественности их ноу-хау способа считывания сигнала (они то рисуют красиво, что у них луч диаметром всего несколько микрон - но тогда они должны были напороться на те же грабли, что и их соотечественники, которые столкнулись с высокочастотным шумом тонкого луча на валиках Эдиссона) либо их схема считывания "обычная", с которой столкнемся и мы.
Интересно было бы послушать в реальных условиях их проигрыватель с референсным комплектом усилитель-колонки, чтобы уловить, например эффект эха маскируемый основным сигналом (ну если он как-то мог у них проявиться, основываясь на информации из статьи). Но это всего лишь предположения. А вообще, я больше года назад как то на одном форуме по оптике (уже сейчас и не помню каком) познакомился с хорошим специалистом - оптиком и просил его помочь в нашей теме. Он не отказал, и я познакомил его со всеми материалами нашей конференции. Так вот он выражал большие сомнения по поводу того, что японцы смогли сделать именно так, как они нарисовали схему. Мы переписывались с ним какое-то время по электронке, но потом он к сожалению перестал отвечать и на этом все закончилось.
А вот и тот самый рисунок японцев, объясняющий принцип считывания в их проигрывателе:

 

Дочитал до конца cтатью. Почти все более-менее понятно, и по предложенному ими способу трекинга, и по извлечению звука, вот только на Fig.17 совершенно невидно как фактически сделан механизм позиционирования и фокусировки. И о самом механизме тоже нигде ни слова - одни только общие фразы.
Надеюсь, что Оптикс расставит все точки над і.

 

Здесь описан способ воспроизведения "древних" записей с целью их сохранения. Так что это моно сигналы и поскольку поверхности цилиндров и пластинок очень поцарапаны то вопрос о Hi-Fi воспроизведении не стоит и -> ослаблены требования к точности позиционирования и трекинга и фокуса. Да есть вч шум от царапин , минимизируется диаметром пятна. В современных пластинках режущие иглы думаю были более высокачественные чем во времена записи цилиндров, поэтому оптимизация диаметра считывающего пятна компромисна с одной стороны для уменьшения вч шума надо больший диаметр , сдругой для верного воспроизведения надо отслеживать как можно точнее изгиб канавки те иметь узкое пятно. Компромис возможно при вытянутом пятне в направлении поперек трека.
Что касается системы трекинга то можно отслеживать по "крыльям " пятна диффракции, но это красиво на чертеже в реальности картинка не такая красивая как на бумаге.
Механизмы позиционирования не описаны так эта статья о принципах оптического считывания, а не о технических деталях. Надо исходить из имеющихся возможностией.
Направляем луч лазера черех полупрорачную пластинку под которой стоит фокусирующая линза (F=50мм) примерно чтобы глубина фокуса была сравнима с кривизной пластинки, пятно на пластинке чуть шире звуковой дорожки. отраженный свет от п.платинки смотрим на экране на различных расстояниях. смотрим как выглядят "крылья" или отражения от краев звуковой дорожки. Попрбуем вращать пластинку, смотрим куда смещаюются и насколько "крылья" определям достаточно ли чувствительна система. ТЕ надо посмотреть можно ли на этом принципе устроить трекинг.

 

Понятно, что на старых носителях была монозапись и размеры дорожек больше, но принципы геометрической оптики и у них и у нас остались то те же (хоть в статье и пишут, что: "...отражение луча от канавок точно не подчиняется закону геометрической оптики из-за конечного диаметра освещающего лазерного луча." - мой перевод). Стереосигнал нужно будет ловить отдельно по отражению правой/левой стороны канавки, и скорее всего это будет два отдельных лазера под углом к плоскости пластинки и два отдельных PSD или квадрантных фотодиода.
Да, я попробую посмотреть на "крылья" через п/п пластину, а кстати, пластина эта имеется ввиду п/п зеркало от пикапа CD? Падающий луч должен быть под прямым углом к поверхности пластинки? И еще, можете немного прояснить устройство по рисунку 17 в тексте? Рассуждаю сам - лазер там расположен справа, затем линза фокусирует луч на... (кстати, на какой плоскости он фокусируется - на зеркале?), и от зеркала под углом 45 этот луч отражается и через отверстие между фотодиодами попадает на поверхность пластинки. Получается, что линза при фокусировке перемещается в горизонтальной плоскости. И дальше, вот, 2D-PSD стоит совсем в стороне, под каким-то углом, и что он там может видеть? Плохо видно есть ли перед ним собирающая линза. Получается что этот PSD смотрит не на отраженный луч а на те самые "крылья"?
Да, так что, я пока заказываю только ФД-142? Сколько штук? А 2D -PSD тоже заказываем? Я имею ввиду вот этот двухкоординатный - http://www.ckb-rhythm.narod.ru/fdkcf-2-9.htm Расскажете только потом как это PSD включать в схему, а то раньше с ними дела вообще не имел. Вам, кстати, заказывать тоже? Передам куда укажете.
Работы по проверке метода будут не очень быстрые - скоро у меня навалится основная работа, но буду как-то выкраивать время. Сейчас пока на распутье с выбором механизма фокусировки линзы - или от пикапа как-то удастся приспособить, или городить что-то свое. Разобрал старый винт, но пока не знаю как приспособить позиционер головок под перемещение линзы. У него же не линейное перемещение а угловое. Для линзы больше подходит что-то типа подвеса диффузора громкоговорителя. Разобрать магнитную систему от громкоговорителя или найти готовый кольцевой магнит и намотать свою обмотку на выточенной оправке под диаметр имеющейся линзы? Лучше бы для этого какой-то неодимовый магнит найти. А вообще, я думаю, что кольцевой магнит и необязателен - можно подобрать прямоугольные неодимовые магниты от СД или винчестеров (слепить даже несколько вместе для большего усилия). Закрепить таких два блока на одной линии на расстоянии больше диаметра выбранной линзы. Линза крепится на легкой оправке с приклеенными по бокам прямоугольными каркасами под размер магнитов с некоторым зазором. На каркасах обмотки. Какой-то легкий подвес всей плавающей части. Если намотать дополнительные обмотки и приклеить их сбоку, то можно будет сделать и горизонтальное перемещение линзы. Работа мелкая но реально выполнимая. Сейчас вспомнил, что у нас на радиобазаре есть маленькие цилиндрические неодимовые магниты. Вот из их можно склеить два столбика и тогда проще будет выточить круглые каркасы под обмотки и приклеить их по бокам крепления линзы.
Второй наш активный участник Sergik-30 сейчас занят ремонтом дома, но обещал подтянутся, как только будет возможность.

 

Судя по тому что 2D PSD читающий расположен как-то сбоку падает луч под углом , при этом дифракционные крылья дб разной длины и интенсивности. Хотя может на рисунке 17 читающий узел находится в " нерабочем состоянии"? Согласен положение немного странное. Фокусироваться луч должен на пластинке (граммофонной). П\Пластина да можно от CD. только она там маленькая.
Я бы направил луч под небольшим углом в плоскости образованной касатальной к треку и перпендикуляром к плоскости пластинке в этой точке. чтобы не возиться с п\п пластиной. тогда по краям отраженного луча простые фотоприемники желательно с минимальной шириной оправки и можно слегка вытянутые в направлении длины крыла. между ними через дырку что убрать диффузноу отражение ( хотя оно может и не мешать или дырка не сможе эффективно подавить этот паразитный засвет) 2D ( 4=х сегментный) фотоприемник. Фотоприемники КЧФ-2-9 на мой взгляд слишком громоздки для данного случае. ФД-142 тоже великоват , но вообще он "хороший". Те фотоприемники нужны такие 2 каких-то бескорпусных или с минимальной оправкой прямоугольный типа 2х5 мм и 4 квадрантный диаметром от 4-10 мм .
Я в проекте участвовать не могу слишком большая нагрузка по основной работе.
Система подвески линз это отделная достаточно сложная тема, можно пока только предположить что желателно линзы акриловые для уменьшения веса. система подвеса диффузора по центру не имеет отверстия так что в прямом виде она не годится. Посмотрите конструкции pick-up СD там есть идеи кот можно реализовать для этого проекта. Неодимовые магниты продаются в сети напр http://www.magnitos.ru/