Лазерный проигрыватель для виниловых пластинок

Нарисуйте вашу схему - по словам трудно понять что вы делали, какую оптику использовали. Пиксельность, зернистость лазерного луча это так называемый спекл-эффект, который возникает в результате интерференции излучения. На звук это не оказывает влияния. Вы можете "услышать звук лазера" - соберите простейший усилитель сигнала фотодиода на операционнике и подключите его к любому УНЧ (фотодиод должен быть подключен ко входу через разделительный конденсатор, чтобы не вогнать усилитель в насыщение). Направьте на него отраженный лазерный луч. Сравните шум усилителя с включенным и с выключенным лазером.

 

Схема собственно простая,лазерный диод с ДВД рома автомагнитолы через резюк 100Ом и от БП мобильного,вот фото в микроскоп (качество занижено из за съемки мобильным.)По поводу проверки звука,все ж таки нужен лазер как минимум с ДВД РВ.Что порекомендуете использовать за фотодиод?Пологаю он должен быть довольно чувствительным.

 

Про оптику вы так и не сказали. Получить такое пятно, как на фото, без оптики никак...
Фото, кстати, вполне смотрибельное, дорожки хорошо видны. Пятно, как и говорилось, нужно уменьшать до размеров одной дорожки. А что у вас с отраженным изображением? - это самое интересное.
По фотодиоду - сейчас для экспериментов подойдет практически любой, какой будет под рукой. Когда будет понятно, какое получается отраженное изображение, можно будет думать о каком-то особенном фотодиоде.

 

Ну это и есть отраженное изображение,но только под прямым углом.Так и не смог приспособить пластинку к микроскопу под 45град.Думаю выпелить с одной прямоугольный участок для дальнейшего исследования.По поводу оптики,я не использовал,нужно сделать микрометрический механизм но уже под готовый лазер,я еще не купил двдишник режущий.

 

Ладно, наблюдал и не удержался, держите идею))) Строго не судите.
Берется головка от какого то привода( CD DVD, смотрите что лучше будет), направляете на одну из сторон дорожки(угол там фиксированный). У всех головок любых приводов есть режим юстировки( как то кто то рассказывал мне про это). Так вот модуляция этого тока фокусировки и будет звуковым сигналом.
Хотел фото винила вставить с увеличение, не смог(

 

Понимаете какое дело,в считывании СД,ДВД диска считывание происходит под прямым углом (разломал одну голову и просмотрел путь прохождения луча по призмам),а здесь лучь светит строго прямо,а вот наиболее удачный угол для считывания нужно эксперементально подбирать.Точность фокусировки должна быть на высоком уровне,так как мое фото получилось на минимальном увеличении микроскопа,при этом в поле сразу несколько дорожек.Ставить большие увеличения небыло смысла,так как объектив чуть ли не впивался в канавки,а освещения лазером не хватало.Как то так.Рад что к этой теме подключаются и другие.

 

Интересная статья: http://www.artelectronics.ru/sound/sound/308

 

vovchiklj
За идею спасибо, но увы, этой идее сто лет в обед. Здесь в теме, раньше, я уже упоминал об этом способе и говорил, что он не подходит. Причина банальна - слишком короткофокусная линза в головке (фокусное что-то около 4-5 мм). Если головку поставить под углом 45 грд., чтобы светить на одну из стенок дорожки, она упрется в пластинку. Да и вообще - принцип считывания совершенно разный, поэтому даже если бы и удалось поставить так головку, то все равно в чистом виде конструктив головки применить не удалось бы - подумайте хотя бы о несопоставимых размерах питов на СД диске и гигантских по сравнению ними и кардинально отличающихся от них по форме волнообразных изгибов дорожек винила.
Но в любом случае спасибо, что проявляете интерес к теме.
Подумайте, может еще что придумаете, только перед этим внимательно просмотрите всю тему, чтобы не повторяться.
Sergik-30
И все равно я ничего не понял. Выходит, что у вас лазер от головки СД (инфракрасный?) без всякой оптики дает такой узкий луч? Помнится мне, я светил красным лазером от пишущего ДВД без оптики и луч там был очень широкий - приходилось использовать коллиматор, или просто линзу, для того чтобы сделать его приемлемо узким, да еще и подстраивать оптику, чтобы получить наименьшую точку. Или на фото у вас только фрагмент засвеченного широкого участка? Под каким углом светит лазер на пластинку? На что проецировался отраженный луч лазера? Чем более понятной и наглядной будет доводимая информация, тем быстрее можно будет придти к какому-то результату.
Кстати, еще до кучи - вы говорили, что у вас есть знающий человек по оптике. Так спросите у него, что он думает по использованию для нашей задачи интерферометра (в этой теме, опять же, я об этом говорил). Стоит ли смотреть в его сторону или забыть и делать по классической схеме с линзами, как у японцев?

 

По поводу знакомого по оптике,он сразу сказал,это гиблое дело даже в плане построения пентопризм.Посему я с ним к этой теме не обрщался,но спросить могу,не вопрос.Я снял лазер с головки ДВД рома автомагнитолы.Не устанавливая оптики,я интереса ради направил поток света на пластинку,то что на фото,это область ограниченная объективом и окуляром микроскопа,на самом деле там лучь имел пятно около сантиметра.Светил практически под прямым углом как объектив микроскопа.Повторюсь,все это проделал,дабы взглянуть на кривые дорожек.Для достоверности эксперемента, лучь должен быть точкой,не привышающей ширину канавки.Тот лазер что я испытывал,не позволяет добиться точки,так как его матрица прямоугольной формы.Вот собираюсь найти двд и раскурочить.

 

Теперь понятно. Вот вы хотите пробовать другой лазер - а вы уверены, что дело в форме лазера? Он ведь стоял в головке от ДВД-рома и там работал, и фокусировался до точки нужного размера (доли микрона). Может дело в чем-то другом? И скорее всего дело в оптической системе. Вы же разбирали головку от ДВД и видели, что там кроме фокусирующей линзы на подвесе, есть и призма, и полупрозрачное зеркальце, и какие-то цилиндрические линзы приклеенные перед лазерным диодом. Иногда встречаются и другие оптические элементы. Не буду утверждать, но ИМХО разные лазерные диоды конструктивно мало чем отличаются друг от друга. Отличатся у них может только полупроводниковая структура позволяющая получать разный цвет свечения.
Я по прежнему уверен, и настаиваю на этом, что решение задачи лазерного звукоснимателя упирается, в основном, только в оптику. Для меня давно задачей номер один стоит получение пятна размерами не более 2-5 микрон. Нужен человек - оптик, который сможет помочь решить эту задачу. Я со своей стороны освоил один из новых микроконтроллеров - С8051F352 от Silabs на уровне достаточном, чтобы на нем писать доступные программы на Си. Есть программатор. И электронную часть можно было бы уже как-то приспосабливать к задаче. Естественно, основная проблема сейчас, как и у многих, в свободном времени, но и она решаема.
И правильно ли я понял, что ваш знакомый вообще скептически относится к возможности реализации лазерного звукоснимателя? Если да, то на чем основан его скепсис? Есть веские основания?

 

Сереж,мой знакомый в любом случае поможет,то что он относится к этому с недоверием,это лишь от того что он увидел ценовую политику на японский проигрыватель и пришел к мнению что не с проста за него столько хотят.В свою очередь я не отказываюсь от данной темы и продолжу дальнейшие эксперементы ввиду того что вы сможете реализовать как мне кажеться самое сложное-позиционирование.Далее можно вести разговор о прицензионных деталях и т.д.Сфокусировать данный лазер в точку мне не удалось,она таки привысила ширину дорожки.Попытаюсь пообщаться со знакомым,попытаюсь ограничить световой поток,создав щель.Рад нашему конструктивному общению и моральной поддержке.

 

Цена, как известно, определяется спросом и предложением. Спрос очень низкий, от этого и такая высокая цена - в основном это требовательные аудиофилы, которых в общей массе населения меньше одного процента, и плюс рынок заполонили СД и ДВД, а с недавнего времени массовым хранилищем контента становятся и жесткие диски с их гигантской емкостью. Если бы лазерный винил стоял в каждой квартире, то и делался бы он миллионными тиражами и цена его была бы вполне земной.
Возвращаясь к оптике - как говорил герой одной любимой всеми комедии "...меня терзают смутные сомнения, у Шпака магнитофон, у посла медальон..." - я многократно рассматривал на фото конструкцию головки японского лазерника, но не мог там рассмотреть что-то похожее на линзы. Мне кажется они где-то лукавят и чего-то недоговаривают. Там самым интересным являются цилиндрические линзы-световоды (незнаю как правильно их назвать) со скошенным под 45 град. концом. Можно догадаться, что луч горизонтально расположенного лазера отразившись сперва от зеркальца и потом от скошенного под 45 конца световода попадает на пластинку, но каким образом он на поверхности становится пятном в микрометры размером?

 

Сереж,купил указку,сейчас балуюсь с ней.Сфокусировать в микронную точку пока не удалось,а вот ограничить поток щелевым методом очень даже не плохо получается.Указку я купил состоящую из лазера и фонарика на светодиодах (белого свечения).Так вот,при подсветке белым светодиодом,распростронение потока монотонно,чего не скажешь про лазер.Яркость отражения не хуже,а быть может даже лучше чем у указки.Попробую сделать фото тем и другим.

 

Возможно щель и есть выход из положения, (какое-то двусмысленное получилось выражение ). Здесь в теме раньше тоже уже были подобные предложения со щелью. Когда я баловался лазером и ловил его отраженный от крутящейся пластинки свет на фотодиод с усилителем, была слышна музыка, а точнее какофония - несколько одновременно звучащих дорожек, попавших в ширину луча. Я тогда подумал, что если не удастся сузить луч до размеров одной дорожки то можно будет применить щелевое ограничение засветки.
Какая должна быть ширина щели, и как ее сделать? Знаю вариант травления щели в медной пластинке с использованием фотоспособа, как делают печатные платы. Но в домашних условиях можно получить минимальную ширину дорожки для травления что-то около 100 микрон. Кстати, не исключено, что японцы тоже применили щелевой метод - ну явно линз в головке не наблюдается! А вот на лежащей слева подвижной части головки просматривается какое-то подобие щелей.

 

Нашел вот еще несколько американских патентов тех лет (1977-1990 годы) устройств с лазерным считыванием пластинок:
http://www.freepatentsonline.com/3992593.pdf
http://www.freepatentsonline.com/4870631.pdf
http://www.freepatentsonline.com/4972344.pdf
Очень интересно. Есть полное описание с рисунками, со схемами. Хоть бери уже сразу и делай.
Посмотрите сами и покажите эти патенты вашему спецу в оптике. Очень интересно его мнение. Можно какие-то идеи почерпнуть из этих патентов (надеюсь это не будет плагиатом ).

 

Патенты сейчас просмотрю,правда с английским туго.Надеюсь картинки прояснят.Сегодня поэксил,все таки лазер дает лучшую проекцию чем обычный светодиод.под определенным углом и расстоянием от пластинки,на перпендикулярном листе бумаги дейстивительно рисуются дорожки (что радует).При всем смущает одно,под каким углом нужно снимать отражение: по ходу дорожки,поперек дорожки?..Опять таки,лучь нам необходимо иметь на ширину всей дорожки,а вот фотодиод должен захватывать лишь половину,иначе лишимся стерео.Сам геометрия дорожек не дает понять за счет чего же появится световая модуляция.Посмотрим патенты,плагиатом они будут в том случае,если мы сделаем 1 в 1 или начнем продажу собранных изделий,здесь же главное подчирпнуть идею а дальше самим разрабатывать.

 

Посмотрел первый патент,я не совсем понял принцип позиционирования,но мне кажеться в нем не предусмотренна одна вещь,пластинки зачастую не из ровных,фокусировачное устройство там не предусотренно ИМХО.

 

Посмотрел и я патенты. Перевел онлайн переводчиком первый патент, как более простой в реализации. Остальные два патента, на которых сделан японский лазерный проигрыватель, я еще не трогал т.к. они нам пока еще сложны для реализации в домашних условиях. А вот первый вариант мне понравился своей простотой и его как раз для начала вполне можно сделать особо не напрягаясь. Там простая оптическая схема с одной длиннофокусной линзой и простые распространенные фотодиоды. Да, там нет фокусирующего устройства, но проблема неровных пластинок уменьшена за счет применения длиннофокусной (250 мм) линзы. Там простая электрическая схема привода каретки и системы слежения за дорожкой, и простая электрическая схема выделения звука. Я думаю это именно та конструкция, которую стОит повторить, чтобы научиться работать с оптикой, с лазером и с электроникой. В дальнейшем схему можно будет усовершенствовать - например попробовать добавить ту же схему автофокуса и другие фишки. Короче - давайте сделаем пока этот вариант и дальше уже будем смотреть, что можно в нем усовершенствовать. Я вам помогу с электрическими схемами. Микропроцессор на данном этапе не нужен - все можно сделать на аналоговых схемах и цифровой логике. Нужно только обмозговать, как заменить серводвигатель привода подвижного зеркальца слежения за дорожкой (хотя и его на первых порах можно оставить так как есть). Это может быть что-то с магнитным приводом - что-то типа катушки в магнитном поле, наподобие плавающей линзы в головке от СД.
Интересно, что в этой схеме, судя по описанию в патенте, луч фокусируется в довольно большую точку - где-то 1,5 мм а не до микронных размеров. Получается, что одновременно освещаются несколько дорожек, но за счет работы оптической системы позиционирования состоящей из той же одной линзы и двух фотодиодов выделяется только одна дорожка и слежение идет только за ней (нужно будет предусмотреть резьбовую регулировку положения этих фотодиодов, чтобы ими попасть точно на сигналы краев одной дорожки). Надо бы почитать два других патента - возможно там тоже не фокусируются до микронов.
Еще нужно поточнее разобраться с системой извлечения звука - я о ней почитал только вскользь. Ну все - ищите подходящую длинную шпильку для привода каретки и направляющие, и все остальное, как в патенте (только систему из нескольких зеркал естественно можно убрать - лазерный диод с коллиматором можно поставить прямо рядом с подвижным зеркальцем). Схемы я вам по ходу нарисую.

 

Сереж,очень радует ваше мнение.По электронике действительно нужно продумать все,спаять не вопрос,каждый день с этим работаю.По поводу зеркальца я так и не понял его роль,после ваших слов проясняется.Привод каретки думаю изготовить не по резьбе как в патенте,а испльзовать механизм сканера,там помоему витая леска (где то на второй странице данной темы есть видео с такой реализацией),для направляющих все тот же вал принтера,где установлены резиновые ролики (Кенон ип1000-ип1900).Все остальное нужно обсуждать,искизировать.

 

Как я сам понял из перевода, роль зеркальца двоякая - оно и два фотодиода 70 и 72 (обозначения в патенте) - слежение и грубое позиционирование каретки, и то же зеркальце и фотодиоды 90 и 92 точное слежение за дорожкой. Работает все одновременно. В механизме сканера используется скорее всего шаговый двигатель и с ним больше мороки заставить его работать так как нужно. А вот шпилька с резбой и обычный движок постоянного тока намного проще в схемной реализации (кстати в СД приводах используется тот же принцип - винт с большим шагом резьбы и обычный движок).
Практически разобрался со звуковой системой. Здесь в фотодетекторе 106 применили фотодиод и многожильное оптоволокно, и сформировали конец оптоволокна в виде треугольника. На торец этого треугольника попадает модулированный дорожкой лазерный луч. Меняется интенсивность засветки в зависимости от того на какую часть треугольника (узкую/широкую) попадает свет и так появляется звук. Незнаю насколько в домашних условиях удастся повторить этот вариант. Наверное скорее всего вместо этого нужно будет подобрать какой-то подходящий фотосенсор типа PSD (его применяют у себя и японцы).
Но сейчас нужно сделать в первую очередь позиционер, который бы ходил за дорожкой, а дальше уже со звуком будем разбираться. Думаю вариантов там будет много. Вообще не мешало бы сделать качественный перевод этого патента, чтобы легче было работать.
Почитал сегодня и другие два патента - все таки там намного сложнее реализация и там действительно лучи фокусируются до нескольких микрон. Для меня пока это непонятно и неподъемно. Там сложная оптическая система - сложнее даже чем в СД (количество элементов там почти в три раза больше). Покажите эту систему вашему специалисту по оптике, пусть даст свой коментарий, особенно, за счет чего там добились такого узкого луча (в описании есть типы применяемых линз).