Лазерный проигрыватель для виниловых пластинок

Optics, если покупать например четвертьволновые пластинки по вашим ссылкам, то в вашей оптической схеме после второй линзы я могу ставить в качестве двух п/п зеркал два моих поляризационных кубика для разделения луча на многоэлементный фотоприемник и два PSD каналов звука, или там тоже где-то должны стоять такие же четвертьволновые пластинки? И, кстати, п/п зеркало и делитель (beam splitter) это не одно и то же?
А еще вариант - раз платить уже деньги, так может взять сразу комплектом три вот такие делительные пластинки по 15 евро за штуку и не морочиться с кубиками и поляризацией? http://www.comaroptics.com/pdf/10 BV 06.pdf У них готовый подходящий размер 10 х 6,3 х 1,1 мм и не нужно ничего резать (по характеристикам, кстати, такие подойдут?).
Напаял на платку усилителя фокусировки почти все, включая гибкие шлейфы. Про шлейфы вообще отдельная история - отрезал их в размер по длине, зачистил аккуратно модельным скальпелем с нужной стороны майларовое покрытие до медных дорожек, залудил дорожки сплавом Вуда (чтобы легче плавился припой прогреваемый через майлар) и потом акуратно совместив шлейф залуженной частью к платке прогрел его сверху по майлару жалом паяльника. Проверил - все держится, контакт с платой есть, замыканий между дорожками нет. Нужно будет шлейф рядом с местом пайки дополнительно чем-то зафиксировать к плате чтобы в работе не оторвалось . Сами шлейфы вместе с ответными разъемами взяты от старых 3-х дюймовых флоппи-дисководов. Осталось еще припаять провода идущие к отклоняющим катушкам, лазерный модуль и несколько перемычек. Выкладываю сразу и принципиальную схему платки. Отклоняющие катушки на плате перемычками можно будет соединять как параллельно так и последовательно для выбора наилучшего режима работы схемы.

 

А куда "Линза 2" фокусирует?

 

Да так как если поляризация S или P то кубик ее либо пропустит либо отразит но то и то одновременно. Ту лучше делительные пластинки + у кубиков их DVD маленькая апертура.

Да почти beam splitter подразуевает в общем случае любое соотношение интенсивностей прошедшего и отраженного лучей.

Пластинки хорошие только доррррррогие. У меня делители к сожалению только на толстых подложках 5 мм он не подойдут.
Линза 2 собирает свет (строит изображение) отраженного от краев канавки света так как отраженный от пластинки пучок расходится

 

Основные детали на платы уже наконец напаяны, осталось только промыть все от флюса. Монтажные провода напаял по-быстрому, для проверки работы схемы. Уже можно подавать питание и делать первые замеры напряжений в контрольных точках. Выкладываю тут же схему основной платы с микроконтроллером. Это предварительный вариант который вполне возможно будет изменятся и дополнятся по результатам испытаний. Несмотря на внешнюю кажущуюся сложность схемы она простая - в левой верхней части идет схема питания ЛД с обратной связью по фотодиоду из того же ЛД. Вверху в центре и справа это собственно схема управления обмотками отклоняющей системы фокусировки, внизу схемы показан микроконтроллер. Попробую подключать программатор к микроконтроллеру и оживлять его. Эх, уже сто лет не программировал, многое позабывалось, придется опять все вспоминать.
В ближайшее время приму решение по выбору стеклышек для оптической схемы и буду делать заказ. Ну и листовые пружины подвески головки нужно переделывать на более жесткие, но пока попробую испытывать схему и на этих. Буду держать всех в курсе последних новостей.
UPD:
Забыл добавить схему - исправляю ошибку.

 

Микроконтроллер ожил. Залил туда простейший код blinky - все работает. Прикинул, что программный код в части управления функциями проигрывателя будет не сложным - это простой логический автомат с анализом датчиков начала/конца крайних положений каретки и кнопок управления. Основное веселье начнется когда дойдет до оцифровки АЦП сигнала с многоэлементного датчика слежения за канавкой - нужно будет по какому-то алгоритму анализировать массивы получаемых от АЦП данных и управляя шагом двигателя перемещать каретку вслед за канавкой. Но всему свое время. Проверил также усилитель системы фокусировки - головка отклоняется в обе стороны, но очень слабо. Оно и понятно - выбранный мной готовый магнитопровод не совсем подходит по размерам, как это видно на фото - магнит далеко до отклоняющей катушки, отсюда все проблемы. Теперь, когда электроника уже как-то работает, могу опять переключаться на слесарные работы. Optics, обычную листовую сталь 3 вместо магнитомягкой в крайнем случае, с учетом потерь, я же могу использовать для изготовления нового магнитопровода? Просто небольшой кусок листовой магнитомягкой стали достать вообще нереально (и нет идей откуда его можно позаимствовать). Я конечно попробую выгнуть по новым размерам тот магнитопровод который есть, но вероятность повредить его разгибая один из его углов, а потом сгибая по новой метке, очень велика. Добавил еще фотографий - главная плата с другой стороны, видны мощные транзисторы схемы фокусировки и гибкий шлейф с помощью которого будет подаваться питание и управление на плату при перемещении каретки (шлейф и ответная часть его разъема от головки матричного принтера Epson). Охлаждение транзисторов идет через промежуточный алюминиевый п-образный кронштейн который закреплен уже к алюминиевому основанию каретки.

 

наверно можно, а из динамиков ничего нельзя применить?

 

А каким образом? Нужен ведь именно кусок листовой стали, лучше ленты, чтобы гнуть точно по размерам наш п-образный магнитопровод. Тут нужно смотреть скорее в сторону больших соленоидов с прямоугольным магнитопроводом, брать от него одну боковую сторону и уже из нее гнуть то что требуется. Но там при таких размерах может быть стенка толстовата.
UPD:
Удалось таки переделать действующий магнитопровод без повреждений. Сталь очень мягкая (как и положено быть чистому магнитомягкому железу), почти как пластилин, легко гнется во все стороны и ровняется. Все сделал достаточно точно по размерам, применялись простые приемы и подручные приспособления, если кому интересно, технологию изготовления могу подробно описать. Почищу только магнит с магнитопроводом от налипших металлических опилок и будем окончательно проверять работу отклоняющей системы. Нужно срочно делать какой-то демпфер гасящий свободные колебания лист. пружин - головка на подвеске болтается безбожно. У кого-то есть идеи, предложения?

 

Как источник магнитомягкого железа сердечники реле,там как раз есть прямоугольниые полосы
В тех же реле применяют металлические пластины , может использовать мягкий платик поролон ну пробовать что есть подрукой

 

Освежил немного в памяти программирование и написал простенькую программку движения головкой - попеременно с задержкой подается управление от процессора на инвертирующий и неинвертирующих входы ОУ управляющий обмотками отклоняющей системы (смотрим схему). В результате сейчас имеем тестовое движение головки вверх-вниз для режима поиска фокуса. Для более плавного движения нужно будет увеличить емкость во входной цепи ОУ чтобы получить форму сигнала близкую к пилообразной (можно и ЦАП приспособить сюда для управления, тогда головка будет вообще очень плавно перемещаться вверх/вниз, но для этого нужно существенно перерабатывать схему управления, поэтому пока оставим все как есть, может и этого будет достаточно). Даю ссылку на короткий видеоролик с работой головки. Замеренный ток управления откл. катушками получился около 0,7 А (уже понял что катушки нужно соединять только последовательно для уменьшения тока управления), алюминиевое основание, как и предполагалось, служит хорошим радиатором охлаждения выходных транзисторов - за несколько часов работы температура его не превысила 40 градусов. На видео хорошо видны вибрации подвески в крайних положениях головки несмотря на использование демпферов из пористой резины от уплотнителя двери. Нужно продолжать мудрить что-то еще с демпфером, но в целом работой головки я доволен. https://drive.google.com/open?id=0B8GHrrR9q2UPaW9hTF9WVjBRQTA

 

и чтобы ток был одинаковым в катушках
Демпфер можно сдвинуть к головке. А вообще надо менять систему управления током в катушках, те ток должен меняться не линейно , те потребуется расчет .

 

При одинаковых характеристиках катушек ток в них, по идее, должен быть одинаковым. Есть опасения что это может быть не так?

Я пробовал демпфер в разных местах пружины. При демпфере у самой головки колебания все равно остаются, хоть и меньше, (могу сделать ролик чтобы показать), при этом имеем еще дополнительную проблему - амплитуда отклонений головки уменьшается из-за дополнительного сопротивления материала депфера. У меня пока только два варианта решения проблемы с демпфированием: 1) классический, как в пикапах СД, - использовать высоковязкую невысыхающую смазку типа ПМС-250000 в которую погрузить пружины (не по всей длине конечно, а в какой-то одной зоне (скорее ближе к головке), с помощью небольшого резервуара с проемами под пружины), 2) сделать аналог автомобильных амортизаторов (но там конструкция будет посложнее, с поршнем или штоком и т.д.)
Хочу еще попробовать, кстати, такой вариант - задемпфировать сами пружины, т.е. наклеить сверху на них по всей длине узкую полоску пенообразного скотча.

А можно чуть подробнее?

 

Вот из книги Micromechatronics

 

Я думаю демпфер все равно нужен - как только мы отключаем питание головка может сама в любой момент начать произвольно раскачиваться от малейшего постороннего воздействия, например, от вибрации или колебаний стола на котором стоит устройство. У меня появилась еще одна идея - магнитный демпфер на основе вихревых токов Фуко. К головке крепим легкую тонкую алюминиевую пластину а на основании рядом крепим постоянный магнит (или два магнита?). По моему очень хороший вариант, вот только я слабо представляю как тут делать расчеты - какая площадь пластины, какого усилия и размеров дб магниты?

 

Идея хорошая, только сила противодействующая будет пропорциональна скорости, те резкие колебания будут гаситься. А малые дрожжания останутся без тормоза. Можно просто попробовать прилепить тонкую пластинку , есть на многих СД приводах как теплоотвод и поднести магнит какой есть.

 

Проверил идею с вихревыми токами - приклеил к головке через двухсторонний скотч алюм. пластинку и пару сцепленных магнитиков от своих пикапов подносил с минимальным зазором к пластинке. К сожалению эффект практически не заметен, хотя эта же пара сцепленных магнитов по алюм. листу стоящему под большим углом сползает подтормаживая - вихревые токи действуют. Я думаю неудача все-таки в недостаточно сильных магнитах по отношению к массе головки. Вес головки кстати точно не знаю - пока нечем померять, по ОЧЕНЬ грубой прикидке примерно грамм 50. Нужно или на пробу купить значительно более мощный магнит или придется возвращаться к ПМС-250000, хотя желания с ней возится совсем нет (кстати, найти эту смазку в мелкой расфасовке пока не могу). Понаблюдал тут после экспериментов за бегающей линией луча по поверхности стола и прикинул, что вот эта болтанка колебаний в принципе должна будет устраняться обратной связью (ОС) схемы фокусировки, важно только правильно выбрать ее частотную характеристику - когда петля ОС замкнется то вибраций после этого уже быть не должно. Выложу здесь это видео с бегающим лучем, магнитов демпфера нет а видно только приклеенная алюм. пластинка.
https://drive.google.com/file/d/0B8GHrrR9q2UPTDBQTVVnUjBKbjQ/view?usp=sharing

 

Вот еще посмотрел схему http://lasers.org.ru/forum/attachments/schematics-laser-turntable-_-ma-pdf.25164/
и возникли вопросы. Транзисторы Q3,Q4 не надо шунтировать обратновключенными жиодами?. А осцилограмму тока в катушке можно сюда привести? Форма напряжения управления катушками? с микроконтроллера через Q2?

 

Подобрал деталями форму управляющего сигнала ближе к пилообразной и движение головки стало более плавным (но вибрации остались)

Диоды для подстраховки можно конечно поставить, но я думаю в нашем случае это излишне - индуктивность катушки очень мала и скорость изменения силы тока в ней тоже не велика, поэтому выбросы напряжения здесь минимальны (на осциллограмме напряжения на катушке выбросов визуально не видно). Привожу осциллограммы: ток катушки, форма напряжения управления катушкой, и сигналы управления на двух входах ОУ U2В - ножки 5 и 6 (управление идет однополярными сигналами цифровой логики от м/контроллера через многомегаомные резисторы R20 и R21). Все размерности видны в верхней части осциллограмм. Обращаю внимание, что напряжение и ток катушки на картинках несимметричны относительно нуля (сигнал "вниз" меньше по амплитуде) - причина похоже в том, что сигнал на инвертирующем входе 6 немного больше за счет напряжения обратной связи через R23 , R24 (там еще в верхней части сигнала и небольшие выбросы видны). Но это не критично т.к. головке для движения вниз не нужно много усилия - притяжение земли помогает. А вот после переключения в режим слежения за фокусом сигналы напряжения и тока катушки уже должны быть полностью симметричны - скоро надеюсь проверим.
Транзистор Q2 это ключ блокирующий выход усилителя схемы фокусировки на время поиска фокуса - м/к в это время перемещает головку вверх/вниз и следит компаратором U3А за выходом сигнала от сдвоенного ФД. Как только сигнал приходит, значит луч находится примерно посередине этих двух фотодиодов, по этому признаку м/к отключает Q2 и схема аналоговой ОС должна замкнуться.
UPD:
Ошибся с картинками - неправильно выложил сигнал напряжения на катушке. Исправил. Картинка - Voltage coil.jpg
UPD2:
Все! Сделал экспромтом нормально работающий демпфер! Но это пока временный вариант - в качестве вязкой жидкости эпоксидка без отвердителя . Конструкция демпфера: к основанию двухсторонним скотчем закреплен цилиндрик - укороченный футляр от иглы шприца, внутрь цилиндрика зубочисткой заправлена эпоксидка, в этот цилиндрик входит выгнутый по месту из тонкого алюминия кронштейн-шток. Головка двигается плавно, на вибрацию нет и намека. Вся конструкция стоит высоко над столом, из-за этого луч вообще сместился далеко в сторону и видно что он несколько расфокусирован. Короткий видеоролик работы: https://drive.google.com/open?id=0B8GHrrR9q2UPZ01fekxVUUJRMkk
Измерил линейкой амплитуду колебаний головки - 5 мм, что почти равно расчетной (6 мм). Амплитуду колебаний можно при необходимости еще увеличить.
UPD3:
А вот и удалось получил долгожданный сигнал с усилителя сдвоенного ФД фокусировки - последняя осциллограмма Focus sygnal.jpg . Всю конструкцию пока держал руками навесу на расстоянии до поверхности близком к рабочему. Видны характерные перепады сигнала при переcечении отраженным лучем середины фотодатчика. Сигнал правда очень слабый, где-то 12 мВ. Нужно разбираться в чем причина. Может придется делать еще и дополнительный усилитель.

 

Всем привет! Докладываю - система автоматической фокусировки заработала. Головка отслеживает все неровности пластинки и следует на одинаковом расстоянии до ее поверхности. Пришлось немного дорабатывать схему - дополнительно усилить сигнал со сдвоенного ФД фокусировки для нормальной работы выходного усилителя отклоняющих катушек и + чтобы надежно срабатывал компаратор U3А пересечения лучом "0" сдвоенного ФД. Кроме этого еще увеличил конденсатор С6 до 1 мкф в цепи ОС усилителя U2B для его стабильной работы. Подправил заодно и работу программы для м/к . Сейчас после подачи питания включается режим поиска - выполняется сначала команда максимального отклонения головки вверх, затем м/к переключает направление движения головки "вниз" и по приходу сигнала от компаратора U3А схема переключается на автоматическое отслеживание положения головки.
Замечания по работе схемы фокусировки: 1) относительно длинные провода от сдвоенного ФД внутри головки и до входа ОУ ловят наводку 50 гц - нужно или хорошо их экранировать (а желательно и ту часть головки где стоит сдвоенный ФД) или переносить входной ОУ вплотную к сдвоенному ФД (как раньше и предполагалось, но потом понадеялся на то что обойдется, да и удобный доступ к ОУ сверху головки для перепайки и наладки подкупил), 2) жесткости работы системы слежения все же маловато (пальцем сверху надавливаешь - головка сопротивляется нажиму пытаясь сохранить положение, но поддается), хотелось бы получше, хотя пока и в этом варианте можно дальше испытывать. Приготовил блок кнопок от матричного принтера Epson с длинным гибким шлейфом (четыре кнопки + несколько светодиодов) для отладки и управления работой проигрывателя. Пока планируются четыре режима работы: PLAY, STOP, >> (FORWARD) и << (BACK).
Забыл еще добавить - эпоксидка демпфера где-то через неделю эксплуатации благополучно загустела (видно старая была), поэтому пришлось срочно искать смазку ПМС. В результате купил то что было в наличии - баночку ПМС12500 и ПМС 600000. Я применил первую - она немного пожиже эпоксидки и нужно следить чтобы сильно не наклонять всю конструкцию и не переворачивать - может вытечь. Вторая смазка ну Очень густая и в таком виде думаю не совсем подойдет, хотя если их между собой можно смешивать то можно добиться и нужной консистенции. Но мне больше нравится пока, как вариант, электромеханическое демпфирование, которое мне посоветовали - датчик колебаний в виде отдельной катушки на головке, усиливаем этот сигнал и в противофазе подаем на выходной усилитель. Это требует доработки конструкции головки + место под дополнительный усилитель датчика колебаний. Я думаю мы это будем делать уже в следующей версии головки.

 

Всем привет! К сожалению пока не могу ничем вас порадовать в связи с возникшими у меня проблемами. Сначала долго искал полупрозрачные зеркала по приемлемым ценам и нашел только вот этого китайского продавца https://www.aliexpress.com/store/gr...0_507700573.html?spm=2114.12010612.0.0.IsONSe После долгой переписки выяснилось, что они могут даже порезать пластины в мой размер. В результате четыре п/п пластины размерами 7 х 9 мм + две цилиндрические линзы (вот такие https://www.aliexpress.com/store/pr...32629584308.html?spm=2114.12010612.0.0.JgFiWu) после проплаты уже на пол-пути ко мне. На этом хорошие новости заканчиваются и начинаются плохие - 8 февраля на гололеде я упал и сломал ногу. Перелом шейки бедра. 10 февраля сделали операцию - скрутили все тремя титановыми саморезами. Теперь с момента операции считаем 1-1,5 месяца постельного режима, и только после этого, при условии хорошего рентгеновского снимка, разрешат вставать на костыли (но не наступая на больную ногу). Потом еще длительный реабилитационный период - от 2-х до 6-ти месяцев. Короче говоря, пока все откладывается на неопределенное время. Конечно, даже в этих условиях я буду стараться делать то что мне будет доступно, во всяком случае на компьютере. Буду пробовать программировать, нарисую в Inventor новые держатели для п/п зеркал и цил. линз и отдам их на отливку. Буду пробовать делать заказ по механическим узлам, только знакомые помогут это все привезти домой. Сейчас пишу вам лежа в палате - мне привезли мой ноутбук а товарищ дал 3G модем для интернета. Пожелайте мне поскорее встать на ноги. Отступать я не намерен, будем двигаться дальше.

 

Доргой Сергей!
Надеюсь вы поправитесь скоро и доведете до конца этот проект! Я выражаю вам свои самые искренние пожелания здоровья и успехов, рассчитыавайте на мою помощь!