Лазерный проигрыватель для виниловых пластинок

да тряска сильная. всетаки нужен расчет. Я бы попробовал увеличить жесткость пружин, прежде чем подбирать демпфер в виде масла. Может есть смысл выложить сюда чертеж подвески, и параметры катушек магнитов, чтбы сделать расчет?

 

Здравствуйте Optics! Вы не представляете как я рад вас видеть, как будто старого доброго знакомого , это совершенно искренне.
По последним испытаниям жесткость пружин на мой взгляд была близка к такой как надо, но возможно нужно чуть жестче. При проверке я хотел убедиться в двух вещах: 1) что жесткости пружин достаточно для того, чтобы в покое не было сильного провисания головки. Грубо говоря, чтобы она не лежала на пластинке. 2) что усилия катушек магнитов при выбранном токе драйвера и этой жесткости пружин достаточно для необходимой амплитуды перемещения головки вверх/вниз, и при этом нет перегрева самих катушек и транзисторов драйвера.
Я дам все размеры подвески и параметры катушек для расчетов, мне нужно только некоторое время чтобы это подготовить. У меня сложности с методикой подобных расчетов поэтому конечно ваша помощь была бы не лишней. Хотя в первом приближении я почти доволен работой узла (ну если только не считать паразитных колебаний головки, но тут уже без демпфера не обойтись).
Кстати, Optics, а что вы скажете о проблеме перемещения головки в горизонтальной плоскости, когда на краях диапазона головка несколько заваливается на бок (в пикапе СД проигрывателя аналогичная картина). Видимо при малой амплитуде перемещений это не будет так проявляться, или здесь какой-то другой эффект связанный именно подобной конструкцией подвески?

 

В продвинутых pick_up=ах DVD приводов, есть компенсация этого эффекта, то есть линзу можно наклонять, правда при этом несколько уходит фокус, но эта компенсация тоже предусмотрена. Поэтому решать достаточно ли мал уход при необходимом смещении для слежения за треком, можно решать либо расчетом ( думаю оценочный расчет все таки нужен) либо в эксперименте, но тут можно напороться на необходимость переделки подвеса ((

 

Optics, вот чертеж сборки головки в формате PDF - https://drive.google.com/file/d/1DloJ92fQpMYCJDI_znFIaaSFk1nkimL8/view?usp=sharing
И решил продублировать здесь в формате JPEG (чуть увеличил и обрезал, чтобы осталось только полезное)

Постарался указать нужные размеры и подписать основное, а если что-то не понятно - спрашивайте. Катушки бескаркасные, мотал на оправке толщиной 3 мм и шириной 19 мм. Высота намотки 9 мм. В размерах оправки исходил из условия, чтобы внутренний зазор между магнитопроводом (толщина магнитопровода около 1 мм) и катушкой составлял по 1 мм с каждой широкой стороны и по 2 мм с каждой узкой стороны для возможности боковых перемещений. Мотал два варианта с разными проводами - проводом 0,35 мм и проводом 0,25 мм. Если брать вариант катушки с проводом 0,35 мм то число витков там в два слоя это 48 витков. В катушке с проводом 0,25 мм мотал в три слоя и у меня получилось по моему около 74 витков. При испытаниях мне показалось, что второй вариант с проводом 0,25 давал чуть лучшие результаты по амплитуде движений, но разница очень незначительна (получается компромисс - с тонким проводом больше активное сопротивление обмотки но и больше индуктивность).
Диаметр проволочных пружин подвески 0,33 мм (по микрометру). Как видно из чертежа их рабочая длина 60 мм.
Кстати, катушки трекинга здесь не показаны, чтобы легче разобраться в конструкции. Под них зазор (3 мм) тоже предусмотрен (они в толщину 2 мм и будут вплотную приклеиваться к основным катушкам).
Вот еще сделал JPEG файл фрагмента сборки, может будет легче воспринять чертеж

И сделал сегодня еще несколько фотографий.
Вот рядом для сравнения старый и новый вариант подвески головки, видно насколько новый шире. Старая разобранная уже, прилепил кое что вместе чтобы был понятен хотя бы общий вид. Новый закреплен уже на сборочном стенде вместе с головкой и платой. Сам стенд прикрутил в свою очередь к толстому куску какого-то старого стеклотекстолита, чтобы было удобнее работать.

Из-за увеличения ширины подвески пришлось в алюминиевой траверсе расфрезеровывать пространство чтобы все поместилось

А вот это та самая маленькая ванночка для демпферной жидкости.

у меня есть два варианта жидкости - одна очень густая (ПМС 600 000) и вторая значительно жиже (ПМС 12500), будем играться.

 

1. Я правильно понял 4 ряда пружин подвеса, в крайних рядах по 2 (вертикально) в средних по 3 пружины? Зачем ассиметрия? Уж делать так одинакоевое количество пружин иначе головку будет перекашивать!
2. Материал пружин.
3. вес головки тот, что сейчас и предполагаемый в сборе?
4. В Inventore нет чертежей?

 

1. Все верно - в крайних рядах по 2 пружины и в средних по 3. Причина - требуется всего 10 пружин/проводников (4 - это двухполярное питание и выход усилителя фокусировки, 2 - питание лазерного модуля, 2 - катушки фокусировки, 2 - катушки трекинга). Но имхо это не должно давать перекос - если вертикально рассечь конструкцию головки по условной средней оси то видно, что все пружины идут строго симметрично по обеим сторонам. И напомню, что в старом варианте было все строго симметрично - по 5 пружин на сторону в одну линию и все равно был перекос при горизонтальном движении, но перекос был и в супер-пупер головке пикапа СД проигрывателя. Поэтому предлагаю пропустить это.
2. Пружины из гитарных струн, новые, диаметр 0.013 дюйма (0,33 мм), на упаковке написано plain steel guitar string (поиском в Сети находится еще приставка carbon, т.е. plain carbon steel). Это вся информация которая там есть. Если нужны модули упругости подобной стали и что там еще требуется для расчета то я думаю можно в Сети найти близкие справочные значения.
3. Головку взвесил сейчас сразу максимально с полным комплектом деталей, какой она должна быть при конечной сборке (все катушки и мелочевка лежали просто рядом с головкой на весах). Перемерял несколько раз. Среднее значение получилось около 14 грамм. Сюда еще наверно можно добавить где-то 1 или 2 грамма на капли клея для фиксации катушек и других деталей и + капли припоя которыми будут припаяны пружины к рамке. Итого возьмем наверно общее значение в 16 грамм (но вообще, на форсмажор, я добавил бы еще пару грамм). Я в целом старался максимально облегчить конструкцию головки (самый легкий но и достаточно прочный пластик PLA, тонкие насколько это возможно стенки корпуса, клей вместо винтов, тонкий - 0,8 мм, но вполне еще прочный фольгированный стеклотекстолит рамки, и т.д. и т.п.)
4. В Inventore конечные чертежи еще не делал (при постоянных переделках, как и в любой новой разработке, теряется смысл - быстро устаревает, а времени отнимает много), у меня есть просто отдельные нарисованные в программе детали из которых состоит конструкция и чертеж которых можно соответственно легко сделать. Например, вот тот упрощенный чертеж что я выложил выше это я сделал вчера в Inventor сборку из последних вариаций деталей и вывел это на чертеж в собранном виде. А общая конструкция у меня на миллиметровке отрисована (уже который вариант) и я с нее беру опорные какие-то размеры и создаю детали/узлы в Inventore. Вы напишите конкретно что вас интересует и я постараюсь все сделать.

 

Пока достаточно, постараюсь сделать модель, правда не знаю сколько времени займет

 

Я в курсе, я видел как у меня в баночке ведет себя густая жидкость. Но решение этой проблемы у меня простое - в конструкции ванночка расположена горизонтально (вы же видите, что "хвост" головки направлен вниз - он будет погружен в ванночку), поэтому вытекать ничего не будет. Конечно если поставить проигрыватель на бок, или вверх ногами, то через какое-то время она начнет вытекать, но кто же будет так держать проигрыватель? Понимаю - в жизни бывает всякое, но давайте хотя бы добьемся работы проигрывателя в таком варианте, а потом дойдем и до усовершенствований. Ваше предложение нам наверно не помешает. Интересно какой состав жидкости в демпфере головки СД проигрывателя, всегда хотел это узнать. Там в любом положении она не вытекает.

 

Всем привет! Пришла пора наконец написать. Состояние мое позволяет уже что-то делать и продолжать проект. Быстро не будет, по разным причинам, но к цели двигаемся не взирая на.
Теперь лирику в сторону и ближе к делу. За все прошедшее время я не оставлял свои планы по проекту и постоянно по мере сил старался что-то в этом направлении делать. Прежде всего хотелось переделать
конструкцию головки, потому что у нее много недостатков, и поэтому первым делом начал с нее. Немного отойдя еще от темы хочу сказать, что планирую постепенно перевести весь проект на другие CAD программы и среды.
По "железу" это будет облачный Fusion360 а по электронной части это будет также облачная достаточно удобная китайская EasyEDA. Удобство в том, что и там и там можно работать удаленно с любого места, а EasyEDA через своего партнера JLCPCB позволяет еще и заказывать печатные платы, и даже есть услуга напайки деталей. Кроме того там же есть сервис по 3д печати, включая даже печать металлом, есть CNC обработка, фрезерная и токарная, есть изготовление корпусов из листового металла и даже изготовление прессформ.
Возвращаясь к головке. Помню, что были проблемы с работой переотражения луча от виниловой поверхности по одному из двух фотодиодов датчика высоты, поэтому я решил сначала сделать отдельный работающий макет этой части головки и его отладить. Набросал новую конструкцию корпуса с лазерным модулем и цилиндрической линзой (цл), распечатал, и выяснилось, что при близком расстоянии лазера от поверхности пластинки линия его луча получается слишком широкой (если дальше то все намного лучше). Сейчас решаю как с этим быть, корпус увеличивать не хочется - увеличивается вес который должен быть минимальным, значит надо что-то делать с доп. оптикой, с линзами.
Может наш уважаемый Optics сможет что-то подсказать. Написал китайцам у которых брал линзы и лазерные модули - может что-то они предложат.

 

есть 2 параметра при заданнгом третьем - расстоянии от линзы до поверхности. 2 варьируемых фокусное расстояние линзы и расстояние от линзы до лазера .
Все три связаны формулой линзы 1/L1 +1/l2= 1/F , здесь f , L1, l2 - фокусное расстояние лизы, растояние от лилазера до линзы и расстояние от линзы до поверхности соответственно

 

Привет, Optics, хотел сказать тоже самое, но не надо забывать о сагитальной и тангенциальной глубине излучения полупроводника - циллиндрическая линза не помешает. Но это если совсем точно надо.

 

Я контролирую фокус (он обычно линейный вдоль луча) просто методом Фуко - лезвием и проекцией на потолок-стену. Только по обеим осям.

 

Очень верно и кроме того об астигматизме излучения П\п лазера!

 

Да простят мне Бони-М за варварское использование их пластинки, но ради искусства думаю можно.
Перебрал больше семи разных вариантов конструкции, имел ограниченный выбор линз, но в результате что-то стало получаться. Дозакажу у китайцев еще мелких лазерных модулей, в том числе с линией, линз разных побольше, и наверно сделаем еще лучше. Но уже на том, что есть можно работать. Следующие две задачи: 1. хочу нарисовать мини-платку усилителя сдвоенного фотосенсора BPX48 для датчика высоты. 2. Сделать подвижный стенд с электроприводом для настройки этого самого датчика высоты. Буду держать всех в курсе.

 

Optics, вы можете помочь со скачиванием статьи из репозитория по оптическому датчику микроперемещений?
Вот отсюда - https://iopscience.iop.org/article/10.1088/0022-3735/17/10/014/pdf
Там доступ или для учебных заведений или за деньги. Американский патент лазерного проигрывателя ссылается именно на эту статью по теме датчика высоты.
Я могу попробовать это сделать через знакомого из нашего университета но гарантий что получится нет.