Ағаш диск ойнатқыш: 20 қадам (суреттермен)

2024 Автор: John Day | [email protected]. Соңғы өзгертілген: 2024-01-30 10:22

Авторы: jbumsteadJon BumsteadFollow Толығырақ

Бұл туралы: жарық, музыка және электроникадағы жобалар. Олардың барлығын менің сайтымнан табыңыз: www.jbumstead.com jbumstead туралы толығырақ »Fusion 360 жобалары»

Мен дискіні ойнауға арналған үлкен машина жасау арқылы ақпаратты сақтайтын құрылғылардың қалай жұмыс жасайтынын көрсеткім келді. CD ойнатқышы сияқты жеңіл интерференцияға негізделудің орнына, мен жасаған құрылғы лазер сәулесін өткізетін немесе бұғаттайтын тесіктері бар «тесіктері жоқ» ағаш дискілерді ойнайды. Бұл саңылаулар мен тесіктер мәтіндік хабарды кодтайтын екілік деректердегі 1 мен 0-ге сәйкес келеді, мысалы, ән мәтіні немесе дәйексөз. Екілік ақпарат дискіде оқылады, Arduino -да сақталады және мәтіндік хабарды құрылғының алдыңғы жағындағы жарықдиодты матрицада көрсету үшін декодталады. Деректер оқылып жатқанда, екілік ақпаратты визуализациялау үшін жарықдиодты матрица толтырылады. Жоғары бит оқылған кезде MIDI нотасы да ойнатылады. Шығарылған музыка кездейсоқ естілуі мүмкін, бірақ ол шын мәнінде маңызды ақпаратты сақтайтын 1 мен 0 серияларын білдіреді.

Мен жасаған ағаш диск ойнатқышта дискідегі тесіктердің үлкендігіне байланысты шамамен 700 бит (<0,1 кБ) болуы мүмкін. Сондықтан сақтауға болатын хабарлар қысқа. Анықтама үшін, ықшам дискіде шамамен 700 Мб ақпарат сақталуы мүмкін, бұл мен жасаған ағаш дискілерден шамамен 10 миллион есе көп ақпарат. Бүкіл жоба ықшам дискілердегі ақпаратты сақтау көлемін (ескірген сақтау құрылғысы) және цифрлық ақпараттың адамдар үшін маңызды нәрсеге қалай оқылатынын және декодталғанын елестетуге көмектеседі.

Бұл нұсқаулықта мен жүйенің дизайны мен құрылысын, хабарламаның ағаш дискідегі екілік ақпаратқа қалай айналғанын және жолдағы көптеген қиындықтарды қарастырамын.

Жоба көптеген көздерден шабыттандырылды, соның ішінде:

8-биттік Show and Tell арнасында Commodore 64-те оқылатын жазбада сақталған құпия хабарлама туралы керемет бейне болды

Gramovox пен Roy Harpaz сияқты тік рекордшылар

1800 жылдардың ортасында жасалған полифон деп аталатын механикалық музыкалық аспаптар

Mountain View қаласындағы компьютерлік тарих мұражайы, Калифорния

RCA жасаған CED Videodisc туралы Techmoan бейнесі

Қолданбалы ғылым электронды микроскоппен жазылған жазбалар, ықшам дискілер мен DVD дискілер

Оптикалық айналмалы кодерлер

Жабдықтар

10X 10 «x15» x1/8 «фанера парағы

Ақ акрил парағы

1X 50 айн / мин тұрақты ток қозғалтқышы

1X Arduino Nano

1X H көпірі L9110

1X қадамдық қозғалтқыштар Nema 17 Биполярлық қозғалтқыш (3,5В 1А)

1X 2мм бұрандалы бұрандалар

2X жастық блоктары 21. Екі бұрандалы бұрандалы гайкалар 22. Екі мойынтірек сырғытпасы және 200 мм сызықтық біліктер:

MAX 7219 1X DOT матрицалық дисплейі

1Х 5В қуат көзі

1X шағын USB кабелі

2X фотодиодтар -

2X IR светодиодтары

1Х ИҚ фотодиод

2X 650нм лазерлік модуль

1X 5,5 x 2,5 мм панельді тұрақты ток ұясы

1X қуат қосқышы-https://www.digikey.com/product-detail/kz/zf-elect…

1X MIDI ұясы -

3X LM358 жұмыс күшейткіші

2X NPN транзисторлары

1X TIP120 транзисторы

2X диодтар

3X 10k әрлеу кастрюльдері

Резисторлар жүйелік схемада көрсетілгендей

Прототип тақтасы

Диаметрі 8 мм магниттер -

Метрикалық жабдықтар жиынтығы

1 -қадам: жүйеге шолу

Құрылғының мақсаты - ағаш дискіде сақталған хабарламаны декодтау. Бұл қадамда мен бүкіл процестің қысқаша шолуын ұсынамын.

1. Хабарды таңдаңыз. Мен дискіде сақтау үшін кейбір сүйікті жазушылар мен музыканттардың хабарламаларын таңдадым. Жоғарыда келтірілген мысалда менде «дүрбелең емес!» Классикасы бар. Автохикердің Галактикаға арналған нұсқаулығынан.

2. Екілік түрлендіру кестесін құрыңыз. Егер сіз екілік ақпаратты білмесеңіз, процесс туралы білуге арналған көптеген пайдалы кітаптар, курстар мен бейнелер бар. Негізгі идея - қандай да бір әрекетке, мәнге, әріпке немесе басқа нысанға сәйкес келетін 1 мен 0 -дің бірегей комбинациясын ойлап табу. Диск ойнатқыш үшін мен хабарламаларды декодтауға баса назар аудардым. Сондықтан мен 5-разрядты екілік сандарды таңбаға қосатын кесте құрдым (мысалы, 00100 «d» әрпіне сәйкес келеді), ол осы қадамда бекітілген. Мен жасаған кесте 8 биттік ASCII кестесінің қысқартылған нұсқасы болып табылады.

3. Хабарды екілікке айналдырыңыз. Мен жасаған кестені қолдана отырып, хабарламадағы әрбір таңба екілікке айналады және бір екілік тізбекті құру үшін сақталады.

4. Дискідегі екілік жүйені орналастырыңыз. Енді менде екілік хабарлама болғандықтан, мен ақпаратты ағаш дискіде құрылғы оқитын түрде қалай сақтау керектігін қарастыруым керек болды. Мен 1 мен 0-ді саңылаусыз және тесік түрінде сақтауға шешім қабылдадым (CD сияқты). Толық революция ақпаратпен толтырылғаннан кейін, келесі деректер радиалды түрде сыртқа қарай жылжитын басқа қатарда сақталатын болады. Мен бір уақытта оқуды таңдадым, сондықтан тек бір детектор қажет. Диск айналғанда, тесіктер мен тесіктер детектордың үстінен өтеді.

Бірақ детектор деректерді қашан оқу керектігін қалай біледі? Дисктегі тесік детектордың үстінде болғанда, деректер детекторының дұрыс уақытта оқығанына қалай сенімді бола аламын? Мен бұл мәселені құрылғыда қозғалмайтын «сағат» детекторын қосу арқылы шештім. Дискідегі ең ішкі сақина тесіктерді біркелкі орналастырған. Сағат детекторы құлау немесе көтерілу жиегін тіркеген кезде, деректер детекторы ақпаратты бір разрядта оқиды. 2-4 тізімделген процестердің барлығы Matlab көмегімен жасалған және 18-қадамда талқыланады.

5. Диск ойнатқышпен екілік оқыңыз. Сағат пен мәліметтер детекторларының әрқайсысы лазер мен фотодиодтан тұрады. Тесік болмаған кезде лазер дискіні шағылыстырады және фотодиодқа түседі және тіркеледі. 1. Фотодиодтың шығысы күшейтіледі, Шмитт триггерімен бинаризацияланады және Arduino Nano көмегімен сандық түрде оқылады. Дискінің бір жолын аяқтағаннан кейін, қадамдық қозғалтқыш (Nema 17 биполярлы қозғалтқыш 3.5V 1A) деректерді анықтағышты дискідегі келесі қатарға аударады. Деректер детекторын ұстайтын рельстің бастапқы жағдайы рельстің жоғарғы позициясында фото үзіліс көмегімен анықталады. Ойнатқыш MIDI шығысынан тұрады, ол 1 оқылған сайын жазба шығарады. Схеманың егжей -тегжейлері келесі қадамдарда сипатталады.

6. Екілік кодты декодтаңыз және хабарды көрсетіңіз. Дискіні толық оқығаннан кейін Arduino екілік файлды хабарламаға шифрлайды және оны жол ретінде сақтайды. Хабар матрицалық дисплейде (MAX 7219) көрсетіледі.

2 -қадам: CAD моделі, лазерлік кесу және 3D басып шығару

CNC 2020 байқауының екінші жүлдесі