ხის დისკის პლეერი: 20 ნაბიჯი (სურათებით)

2024 ავტორი: John Day | [email protected]. ბოლოს შეცვლილი: 2024-01-30 10:15

ავტორი: jbumstead ჯონ ბუმსტედი

შესახებ: პროექტები სინათლის, მუსიკისა და ელექტრონიკის სფეროში. იპოვეთ ყველა ჩემს საიტზე: www.jbumstead.com მეტი jbumstead- ის შესახებ »Fusion 360 პროექტები»

მინდოდა მეჩვენებინა, თუ როგორ მუშაობს ინფორმაციის შესანახი მოწყობილობები დიდი ზომის დისკის სათამაშო აპარატის აგებით. იმის ნაცვლად, რომ დაფუძნებული იყოს სინათლის ჩარევაზე, როგორც CD პლეერები, მოწყობილობა, რომელიც მე ავაშენე, უკრავს ხის დისკებს ხვრელებითა და „არა-ხვრელებით“(როგორც მე მათ მივმართავ ამ ინსტრუქციებში), რომლებიც ან გადის ან ბლოკავს ლაზერის სხივს. ეს ხვრელები და არა-ხვრელები შეესაბამება ორობითი მონაცემების 1 და 0 კომბინაციებს, რომლებიც ასახავს ტექსტურ შეტყობინებას, მაგალითად სიმღერის ტექსტს ან ციტატას. ორობითი ინფორმაცია იკითხება დისკიდან, ინახება არდუინოში და იშიფრება, რომ აჩვენოს ტექსტური შეტყობინება LED მატრიცაზე მოწყობილობის წინა მხარეს. მონაცემების წაკითხვისას, LED მატრიცა ივსება ორობითი ინფორმაციის ვიზუალიზაციისთვის. როდესაც მაღალი ბიტი იკითხება, MIDI შენიშვნაც უკრავს. წარმოქმნილი მუსიკა შეიძლება შემთხვევით ჟღერდეს, მაგრამ ის სიმბოლოა 1 და 0 კომბინაციებით, რომლებიც რეალურად შეიცავს მნიშვნელოვან ინფორმაციას.

ჩემს მიერ შექმნილი ხის დისკის პლეერი იტევს მხოლოდ დაახლოებით 700 ბიტს (<0.1 კბ) იმის გამო, თუ რამდენად დიდია ხვრელები დისკზე. ამიტომ, შეტყობინებები, რომელთა შენახვაც შესაძლებელია, მოკლეა. ცნობისთვის, CD– ს შეუძლია შეინახოს დაახლოებით 700 მბ ინფორმაცია, რაც დაახლოებით 10 მილიონჯერ მეტი ინფორმაციაა ვიდრე ჩემს მიერ დამზადებული ხის დისკები. მთელი პროექტი გვეხმარება წარმოვიდგინოთ ინფორმაციის შენახვის მასშტაბი CD– ებზე (უკვე დათარიღებული შესანახი მოწყობილობა) და როგორ ხდება ციფრული ინფორმაციის წაკითხვა და დეკოდირება ადამიანებისთვის რაიმე მნიშვნელობად.

ამ ინსტრუქციურად, მე გავაანალიზებ სისტემის დიზაინსა და კონსტრუქციას, როგორ გადაკეთდა შეტყობინება ხის დისკზე ორობითი ინფორმაციის სახით და მრავალი გამოწვევა ამ გზაზე.

პროექტი შთაგონებულია მრავალი წყაროსგან, მათ შორის:

8 ბიტიანი შოუს და ტელის არხს ჰქონდა გასაოცარი ვიდეო ჩანაწერში შენახული საიდუმლო შეტყობინების შესახებ, რომლის წაკითხვაც Commodore 64-ზე იყო შესაძლებელი

ვერტიკალური ჩამწერი პლეერები, როგორიცაა გრამოვოქსისა და როი ჰარპაზის

მექანიკური მუსიკალური მოწყობილობები, სახელწოდებით პოლიფონები, შემუშავებულია 1800 -იანი წლების შუა ხანებში

კომპიუტერის ისტორიის მუზეუმი Mountain View, CA

Techmoan- ის ვიდეო CED Videodisc– ზე შემუშავებული RCA– ს მიერ

გამოყენებითი მეცნიერება ასახავს ელექტრონულ მიკროსკოპით ჩანაწერებს, CD– ებს და DVD– ებს

ოპტიკური მბრუნავი კოდირება

მარაგები

პლაივუდის ფურცელი 10X 10 "x15" x1/8"

თეთრი აკრილის ფურცელი

1X 50RPM DC ძრავა

1X არდუინო ნანო

1X H- ხიდი L9110

1X სტეპერიანი ძრავები Nema 17 ბიპოლარული საფეხურიანი ძრავა (3.5V 1A)

1X 2 მმ ტყვიის ხრახნები

2X ბალიშის ბლოკი 21. ორი ტყვიის ხრახნიანი კაკალი 22. ორი საყრდენი სლაიდი და 200 მმ ხაზოვანი ლილვები:

1X DOT მატრიცის ჩვენება MAX 7219

1X 5V კვების ბლოკი

1X მინი USB კაბელი

2X ფოტოდიოდი -

2X IR ნათურები

1X IR ფოტოდიოდი

2X 650nm ლაზერული მოდული

1X 5.5 x 2.5 მმ პანელი DC დენის ჯეკი

1X დენის გადამრთველი-https://www.digikey.com/product-detail/en/zf-elect…

1X MIDI ბუდე -

3X LM358 op amp

2X NPN ტრანზისტორი

1X TIP120 ტრანზისტორი

2X დიოდი

3X 10k მორთული ქოთნები

რეზისტორები, როგორც ნაჩვენებია სისტემის სქემატურ რეჟიმში

პროტოტიპის დაფა

8 მმ დიამეტრის მაგნიტები -

მეტრული ტექნიკის ნაკრები

ნაბიჯი 1: სისტემის მიმოხილვა

მოწყობილობის მიზანია ხის დისკზე შენახული შეტყობინების დეკოდირება. ამ ეტაპზე, მე გთავაზობთ სწრაფ მიმოხილვას მთელი პროცესის შესახებ.

1. აირჩიეთ შეტყობინება. მე შევარჩიე ჩემი საყვარელი მწერლებისა და მუსიკოსების შეტყობინებები დისკზე შესანახად. ზემოთ მოყვანილ ნახატზე მე მაქვს კლასიკური "ნუ პანიკა!" ავტოსტოპერის გზამკვლევიდან გალაქტიკამდე.

2. შექმენით ორობითი კონვერტაციის ცხრილი. თუ თქვენ არ იცნობთ ბინარულ ინფორმაციას, არსებობს უამრავი სასარგებლო წიგნი, კურსი და ვიდეო ამ პროცესის შესასწავლად. ძირითადი იდეა არის 1 და 0 კომბინაციების უნიკალური კომბინაციის შექმნა, რომელიც შეესაბამება რაიმე მოქმედებას, მნიშვნელობას, ასოს ან სხვა ერთეულს. ჩემი დისკის პლეერისთვის მე გავამახვილე ყურადღება შეტყობინებების გაშიფვრაზე. ამიტომ მე შევქმენი ცხრილი, რომელიც აკავშირებდა 5 ბიტიან ორობურ რიცხვებს სიმბოლოსთან (მაგ. 00100 შეესაბამება ასო "დ"), რომელიც დართულია ამ ნაბიჯში. ცხრილი, რომელიც მე შევქმენი, არის 8 ბიტიანი ASCII ცხრილის შემცირებული ვერსია.

3. გადაიყვანეთ შეტყობინება ორობითი. ჩემს მიერ შექმნილი ცხრილის გამოყენებით, შეტყობინების თითოეული სიმბოლო გარდაიქმნება ორობაში და ინახება ერთი ორობითი მიმდევრობის შესაქმნელად.

4. დაალაგეთ ორობითი დისკზე. ახლა, როდესაც მე მივიღე ორობითი შეტყობინება, მე უნდა განვიხილო, თუ როგორ უნდა შევინახო ინფორმაცია ხის დისკზე ისე, რომ მისი მოწყობილობა წაიკითხოს. მე გადავწყვიტე შევინახო 1 და 0 კომბინაციები როგორც წრეში განლაგებული არა-ხვრელები და ხვრელები (ისევე როგორც CD). მას შემდეგ, რაც სრული რევოლუცია ივსებოდა ინფორმაციებით, მომდევნო მონაცემები ინახებოდა სხვა რიგში, რადიალურად გარედან. მე ავირჩიე კითხვა ერთდროულად, ამიტომ მონაცემების მხოლოდ ერთი დეტექტორი არის საჭირო. როდესაც დისკი ტრიალებს, ხვრელები და ხვრელები გადის დეტექტორზე.

მაგრამ როგორ იცის დეტექტორმა როდის უნდა წაიკითხოს მონაცემები? როგორ ვიყო დარწმუნებული იმაში, რომ მონაცემთა დეტექტორი კითხულობდა იმ მომენტში, როდესაც დისკზე ხვრელი დეტექტორზე იყო? მე გადავწყვიტე ეს პრობლემა "საათის" დეტექტორის დამატებით, რომელიც სტაციონარული რჩება მოწყობილობაზე. დისკზე ყველაზე შიდა რგოლს თანაბრად აქვს განთავსებული ხვრელები. როდესაც საათის დეტექტორი დაარეგისტრირებს დაცემულ ან მზარდ ზღვარს, მონაცემთა დეტექტორი კითხულობს ერთ ინფორმაციას. 2-4-დან ჩამოთვლილი პროცესები გაკეთდა Matlab– ის გამოყენებით და განხილულია მე –18 ნაბიჯში.

5. წაიკითხეთ ორობითი დისკის პლეერთან ერთად. საათის და მონაცემების დეტექტორები შედგება ლაზერისა და ფოტოდიოდისგან. როდესაც ხვრელი არ არის, ლაზერი აისახება დისკიდან და ხვდება ფოტოდიოდს და აფიქსირებს 1. ფოტოდიოდის გამომუშავება გაძლიერდება, ბინარიზებული შმიტის ტრიგერით და ციფრულად იკითხება არდუინო ნანოსთან ერთად. დისკის ერთი რიგის დასრულების შემდეგ, სტეპერიანი ძრავა (Nema 17 ბიპოლარული საფეხურიანი ძრავა 3.5V 1A) მონაცემების დეტექტორს თარგმნის დისკზე მომდევნო რიგში. რკინიგზის საწყისი პოზიცია, რომელსაც აქვს მონაცემთა დეტექტორი, განისაზღვრება ფოტოსურათის გამოყენებით რელსის ზედა პოზიციაში. მოთამაშე შედგება MIDI გამომავალიდან, რომელიც აწარმოებს ნოტს ყოველ ჯერზე 1 წაკითხვისას. მიკროსქემის დეტალები აღწერილი იქნება შემდგომ ნაბიჯებში.

6. გაშიფრეთ ორობითი და აჩვენეთ შეტყობინება. მას შემდეგ, რაც მთელი დისკი იკითხება, Arduino აშიფრებს ორობითი შეტყობინებას და ინახავს მას სტრიქონის სახით. შეტყობინება ნაჩვენებია წერტილოვანი მატრიცის ეკრანზე (MAX 7219).

ნაბიჯი 2: CAD მოდელი, ლაზერული ჭრა და 3D ბეჭდვა

მეორე პრიზი CNC კონკურსში 2020