Fa lemezlejátszó: 20 lépés (képekkel)

2024 Szerző: John Day | [email protected]. Utoljára módosítva: 2024-01-30 09:39

Jon BumsteadKövetés a szerzőtől:

Névjegy: Fény-, zene- és elektronikai projektek. Mindegyiket megtalálja a webhelyemen: www.jbumstead.com További információ a jbumstead -ről »Fusion 360 Projects»

Egy nagyméretű lemezjátszógép építésével akartam bemutatni az információ tároló eszközök működését. Ahelyett, hogy a fényinterferencián alapulna, mint például a CD-lejátszók, az általam készített készülék fából készült lemezeket játszik le lyukakkal és "nem lyukakkal" (ahogy erre az utasításban hivatkozom), amelyek vagy átengedik vagy blokkolják a lézersugarat. Ezek a lyukak és nem lyukak a szöveges üzenetet kódoló bináris adatok 1-es és 0-ának felelnek meg, például dalszövegek vagy idézetek. A bináris információkat leolvassák a lemezről, tárolják egy Arduino -n, és dekódolják, hogy megjelenítsék a szöveges üzenetet a készülék elején található LED -mátrixon. Az adatok olvasása közben a LED -mátrix feltöltődik a bináris információk megjelenítésére. Magas bit olvasásakor MIDI hang is lejátszásra kerül. Az előállított zene véletlenszerűnek tűnhet, de az 1 -es és a 0 -as sorozatot szimbolizálja, amelyek valójában jelentős információkat tartalmaznak.

Az általam készített fából készült lemezlejátszó csak körülbelül 700 bit (<0,1 KB) tárolására képes, mivel a lyukak nagyok a lemezen. Ezért a tárolható üzenetek rövidek. Referenciaként egy CD körülbelül 700 MB információt tartalmazhat, ami körülbelül 10 milliószor több információ, mint az általam készített fából készült lemezek. Az egész projekt segít elképzelni a CD -ken tárolt információ mértékét (egy már elavult tárolóeszköz), valamint azt, hogy a digitális információkat miként olvassák és dekódolják az emberek számára.

Ebben az oktatható fejezetben áttekintem a rendszer tervezését és felépítését, azt, hogy az üzenet hogyan lett bináris információvá alakítva egy fából készült lemezen, valamint az út során felmerülő számos kihívást.

A projektet számos forrás ihlette, többek között:

A 8 bites Show and Tell csatornája fantasztikus videót készített egy titkos üzenetről, amelyet egy rekordon tároltak, és amely olvasható volt a Commodore 64-en

Függőleges lemezjátszók, mint például Gramovox és Roy Harpaz

Az 1800 -as évek közepén kifejlesztett mechanikus zenelejátszó eszközök, polifonok

A Számítógép -történelem Múzeum Mountain View -ban, Kalifornia

Techmoan videója az RCA által kifejlesztett CED videolemezről

Az Applied Science képeket rögzít, CD -ket és DVD -ket elektronmikroszkóppal

Optikai forgó jeladók

Kellékek

10X 10”x15” x1/8”rétegelt lemez

Fehér akril lap

1X 50RPM egyenáramú motor

1x Arduino Nano

1X H-híd L9110

1x léptetőmotorok Nema 17 Bipoláris lépésmotor (3.5V 1A)

1X 2 mm -es ólomcsavarok

2X párnablokk 21. Két ólomcsavaros anya 22. Két csapágycsúszó persely és 200 mm -es lineáris tengely:

1X DOT mátrix kijelző MAX 7219

1X 5V tápegység

1X Mini USB kábel

2X fotodióda -

2X IR LED

1X IR fotodiódák

2X 650nm lézer modul

1X 5,5 x 2,5 mm panelre szerelt DC tápcsatlakozó

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

1X MIDI jack -

3X LM358 op erősítő

2X NPN tranzisztor

1X TIP120 tranzisztor

2X dióda

3X 10 000 díszítő edény

Ellenállások a rendszer vázlatán látható módon

Prototípus tábla

8 mm átmérőjű mágnesek -

Metrikus hardver készlet

1. lépés: A rendszer áttekintése

A készülék célja egy falemezen tárolt üzenet dekódolása. Ebben a lépésben gyors áttekintést adok a teljes folyamatról.

1. Válasszon ki egy üzenetet. Kedvenc íróim és zenészeim üzeneteit választottam a lemezre való tároláshoz. A fenti példarajzon a klasszikus "ne essen pánikba!" a Stoppos Útmutató a galaxishoz címűtől.

2. Hozzon létre egy bináris konverziós táblázatot. Ha nem ismeri a bináris információkat, rengeteg hasznos könyv, tanfolyam és videó található a folyamat megismeréséhez. Az alapötlet az, hogy az 1 és a 0 egyedi kombinációit állítsuk elő, amelyek valamilyen műveletnek, értéknek, betűnek vagy más entitásnak felelnek meg. A lemezlejátszóm esetében az üzenetek dekódolására koncentráltam. Ezért létrehoztam egy táblázatot, amely 5 bites bináris számokat kötött egy karakterhez (pl. 00100 megfelel a „d” betűnek), amelyet ebben a lépésben csatolunk. Az általam létrehozott táblázat a 8 bites ASCII tábla csonka változata.

3. Konvertálja az üzenetet binárisra. Az általam létrehozott táblázat segítségével az üzenet minden karaktere binárisra konvertálódik, és egy bináris sorozat létrehozásához mentésre kerül.

4. Rendezze el a binárisat egy lemezen. Most, hogy bináris üzenetem volt, meg kellett fontolnom, hogyan tárolhatom az információkat egy fából készült lemezen oly módon, hogy az eszköz ki tudja olvasni. Úgy döntöttem, hogy az 1-eseket és a 0-kat nem lyukakként, hanem körben elhelyezett lyukakként tárolom (akárcsak egy CD-t). Amint egy teljes forradalom megtelt információkkal, a következő adatokat egy másik sorban tárolják, amelyek sugárirányban kifelé mozognak. Úgy döntöttem, hogy egyszerre csak egy bitet olvasok, így csak egy érzékelő szükséges az adatokhoz. A tárcsa forgása közben a lyukak és a nem lyukak áthaladnak az érzékelőn.

De honnan tudja az érzékelő, hogy mikor kell olvasni az adatokat? Hogyan győződhettem meg arról, hogy az adatérzékelő a megfelelő pillanatban olvas, amikor a korong lyuka az érzékelő felett van? Ezt a problémát úgy oldottam meg, hogy hozzáadtam egy "óra" érzékelőt, amely helyben marad a készüléken. A lemez legbelső gyűrűje egyenletesen elhelyezett lyukakkal rendelkezik. Amikor az óraérzékelő leeső vagy emelkedő élt regisztrál, az adatérzékelő egy bit információt olvas be. A 2-4 pontokban felsorolt folyamatok mindegyike Matlab használatával történt, és a 18. lépésben tárgyaljuk.

5. Olvassa el binárisan a lemezlejátszóval. Az óra és az adatérzékelők mindegyike lézerből és fotodiódából áll. Ha nincs lyuk, a lézer visszaverődik a lemeztől, eléri a fotodiódát, és 1 -et regisztrál. A fotodióda kimenetét felerősítik, binárisan Schmitt triggerrel, és digitálisan olvassák le Arduino Nano segítségével. A lemez egy sorának befejezése után egy léptetőmotor (Nema 17 Bipolar step motor 3.5V 1A) lefordítja az adatérzékelőt a lemez következő sorába. Az adatérzékelőt tartó sín kezdeti helyzetét a sín felső helyzetében lévő fotómegszakító segítségével határozzák meg. A lejátszó egy MIDI kimenetből áll, amely minden 1 -es olvasáskor hangot ad ki. Az áramkör részleteit a későbbi lépésekben ismertetjük.

6. Dekódolja a bináris számot, és jelenítsen meg egy üzenetet. A teljes lemez olvasása után az Arduino dekódolja a bináris fájlt az üzenetbe, és karakterláncként menti. Az üzenet megjelenik a Dot Matrix kijelzőn (MAX 7219).

2. lépés: CAD modell, lézervágás és 3D nyomtatás

Második díj a CNC versenyen 2020