Wooden Disc Player: 20 Hakbang (na may Mga Larawan)

2024 May -akda: John Day | [email protected]. Huling binago: 2024-01-30 13:10

Sa pamamagitan ng jbumsteadJon BumsteadFollow Higit pa ng may-akda:

Tungkol sa: Mga proyekto sa ilaw, musika, at electronics. Hanapin ang lahat sa aking site: www.jbumstead.com Higit Pa Tungkol sa jbumstead »Fusion 360 Mga Proyekto»

Nais kong ipakita kung paano gumagana ang pag-iimbak ng mga aparato ng aparato sa pamamagitan ng pagbuo ng isang malaking sukat sa paglalaro ng disc. Sa halip na batay sa magaan na pagkagambala tulad ng mga CD player, ang aparato na aking itinayo ay naglalaro ng mga kahoy na disc na may mga butas at "di-butas" (tulad ng pag-refer ko sa mga ito sa itinuturo na ito) na maaaring pumasa o mag-block ng isang laser beam. Ang mga butas at di-butas na ito ay tumutugma sa 1 at 0 sa binary data na nag-code ng isang text message, tulad ng mga lyrics ng kanta o isang quote. Ang binary na impormasyon ay nabasa sa disc, nakaimbak sa isang Arduino, at na-decode upang maipakita ang text message sa isang LED matrix sa harap ng aparato. Habang binabasa ang data, ang LED matrix ay pinunan upang mailarawan ang binary na impormasyon. Kapag nabasa ang isang mataas na piraso, nilalaro din ang isang tala ng MIDI. Ang musikang ginawa ay maaaring tunog ng sapalaran, ngunit sumasagisag ito sa isang serye ng mga 1 at 0 na talagang nagtataglay ng makabuluhang impormasyon.

Ang sahig na gawa sa disc ng kahoy ay nilikha ko lamang na humawak ng halos 700bits (<0.1kB) dahil sa kung gaano kalaki ang mga butas sa disc. Samakatuwid, ang mga mensahe na maaaring maiimbak ay maikli. Para sa sanggunian, ang isang CD ay maaaring magkaroon ng halos 700MB ng impormasyon, na halos 10 milyong beses na mas maraming impormasyon kaysa sa mga gawa sa kahoy na disc na ginawa ko. Tinutulungan ng buong proyekto na isipin ang laki ng pag-iimbak ng impormasyon sa mga CD (isang napetsahang imbakan na aparato) at kung paano binabasa at na-decode ang digital na impormasyon sa isang makabuluhang bagay sa mga tao.

Sa itinuturo na ito, tatalakayin ko ang disenyo ng system at pagtatayo, kung paano ang mensahe ay na-convert sa binary na impormasyon sa isang kahoy na disc, at ang maraming mga hamon sa daan.

Ang proyekto ay inspirasyon ng maraming mga mapagkukunan, kabilang ang:

Ang channel na 8-bit Show at Tell ay may isang kahanga-hangang video tungkol sa isang lihim na mensahe na nakaimbak sa isang talaan na maaaring mabasa sa isang Commodore 64

Ang mga manlalaro ng vertical record, tulad ng sa pamamagitan ng Gramovox at Roy Harpaz

Ang mga aparato sa pag-play ng musika na mekanikal na tinatawag na polyphons, na binuo noong kalagitnaan ng 1800

Ang Computer History Museum sa Mountain View, CA

Ang video ng Techmoan sa CED Videodisc na binuo ng RCA

Ang mga tala ng larawan ng Inilapat na Agham, CD, at DVD na may electron microscope

Optical rotary encoder

Mga gamit

10X 10 "x15" x1 / 8 "sheet ng playwud

Puting acrylic sheet

1X 50RPM DC motor

1X Arduino Nano

1X H-tulay L9110

1X stepper motors Nema 17 Bipolar step motor (3.5V 1A)

1X 2mm lead screws

2X pillow blocks 21. Dalawang lead screw nut 22. Dalawang tindig na slide bushing at 200mm linear shafts:

1X DOT matrix display MAX 7219

1X 5V power supply

1X Mini USB cable

2X photodiodes -

2X IR LEDs

1X IR photodiode

2X 650nm laser module

1X 5.5 x 2.5 mm Panel Mounting DC Power Jack

1X power switch -

1X MIDI jack -

3X LM358 op amp

2X NPN transistors

1X TIP120 transistor

2X diode

3X 10k trim pot

Ang mga resistor tulad ng ipinapakita sa system skematic

Prototype board

8mm diameter magneto -

Sukatan ng hardware kit

Hakbang 1: Pangkalahatang-ideya ng System

Ang layunin ng aparato ay upang mai-decode ang isang mensahe na nakaimbak sa isang kahoy na disc. Sa hakbang na ito, magbibigay ako ng isang mabilis na pangkalahatang ideya ng buong proseso.

1. Pumili ng isang mensahe. Pinili ko ang mga mensahe mula sa ilan sa aking mga paboritong manunulat at musikero na itatabi sa disc. Sa halimbawang pagguhit sa itaas, mayroon akong klasikong "huwag gulat!" mula sa Gabay ng Hitchhiker sa Galaxy.

2. Lumikha ng isang talahanayan ng conversion ng binary. Kung hindi ka pamilyar sa binary na impormasyon, maraming mga kapaki-pakinabang na libro, kurso, at video para malaman ang lahat tungkol sa proseso. Ang pangunahing ideya ay upang makabuo ng mga natatanging kumbinasyon ng 1 at 0 na tumutugma sa ilang pagkilos, halaga, liham, o iba pang nilalang. Para sa aking disc player, nakatuon ako sa pag-decode ng mga mensahe. Samakatuwid lumikha ako ng isang talahanayan na kumonekta sa 5-bit na mga binary number sa isang character (hal. 00100 ay tumutugma sa titik na "d"), na naka-attach sa hakbang na ito. Ang talahanayan na aking nilikha ay isang pinutol na bersyon ng 8-bit na talahanayan ng ASCII.

3. I-convert ang mensahe sa binary. Gamit ang talahanayan na nilikha ko, ang bawat character sa mensahe ay na-convert sa binary at nai-save upang lumikha ng isang pagkasunud-sunod na binary.

4. Ayusin ang binary sa isang disc. Ngayon na mayroon akong isang binary na mensahe, kailangan kong isaalang-alang kung paano maiimbak ang impormasyon sa isang kahoy na disc sa isang paraan na maaaring mabasa ng isang aparato. Napagpasyahan kong itago ang mga 1 at 0 bilang mga hindi butas at butas na nakaayos sa isang bilog (tulad ng isang CD). Kapag ang isang buong rebolusyon ay napunan ng impormasyon, ang susunod na data ay itatabi sa isa pang hilera na gumagalaw nang radikal palabas. Pinili kong magbasa nang paisa-isa, kaya isang detektor lamang para sa data ang kinakailangan. Habang umiikot ang disc, ang mga butas at di-butas ay dumadaan sa detector.

Ngunit paano alam ng detector kung kailan babasahin ang data? Paano ko masisiguro na ang data detector ay nagbabasa sa tamang sandali kung ang butas sa disc ay nasa ibabaw ng detector? Nalutas ko ang problemang ito sa pamamagitan ng pagdaragdag ng isang "orasan" na detektor na nananatiling nakatigil sa aparato. Ang pinaka-panloob na singsing sa disc ay pantay na naglagay ng mga butas. Kapag nagrerehistro ang detektor ng orasan ng pagbagsak o pagtaas ng gilid, nagbabasa ang detektor ng data sa isang kaunting impormasyon. Ang mga proseso na nakalista mula 2-4 ay tapos na gamit ang Matlab at tinalakay sa Hakbang 18.

5. Basahin sa binary kasama ang disc player. Ang orasan at data detector bawat isa ay binubuo ng isang laser at photodiode. Kapag walang butas, ang laser ay sumasalamin sa disc at na-hit ang photodiode at nagrerehistro ng 1. Ang output ng photodiode ay pinalakas, binarized ng isang Schmitt gatilyo, at binasa nang digital sa isang Arduino Nano. Matapos makumpleto ang isang hilera ng disc, isinalin ng isang stepper motor (Nema 17 Bipolar step motor 3.5V 1A) ang data detector pababa sa susunod na hilera sa disc. Ang paunang posisyon ng riles na humahawak ng detektor ng data ay natutukoy gamit ang isang photointerrupt sa tuktok na posisyon ng riles. Ang manlalaro ay binubuo ng isang output na MIDI, na gumagawa ng isang tala sa tuwing nababasa ang isang 1. Ang mga detalye ng circuit ay ilalarawan sa susunod na mga hakbang.

6. I-decode ang binary at magpakita ng isang mensahe. Matapos mabasa ang buong disc, na-decode ng Arduino ang binary sa mensahe at nai-save ito bilang isang string. Ang mensahe ay ipinapakita sa display ng Dot Matrix (MAX 7219).

Hakbang 2: Modelo ng CAD, Laser Cutting, at 3D Print

Pangalawang Gantimpala sa CNC Contest 2020