Përmbajtje:
2025 Autor: John Day | [email protected]. E modifikuara e fundit: 2025-01-13 06:58
Nga jbumsteadJon Bumstead Ndiqni më shumë nga autori:
Rreth: Projekte në dritë, muzikë dhe elektronikë. Gjeni të gjitha në faqen time: www.jbumstead.com Më shumë Rreth jbumstead »Projektet Fusion 360»
Doja të demonstroja se si funksionojnë pajisjet për ruajtjen e informacionit duke ndërtuar një makinë luajtëse të diskut. Në vend që të bazohet në ndërhyrjen e dritës si CD player, pajisja që kam ndërtuar luan disqe druri me vrima dhe "jo-vrima" (siç i referohem atyre në këtë udhëzues) që ose kalojnë ose bllokojnë një rreze lazer. Këto vrima dhe jo-vrima korrespondojnë me 1 dhe 0 në të dhënat binare që kodojnë një mesazh me tekst, si teksti i këngës ose një citat. Informacioni binar lexohet nga disku, ruhet në një Arduino dhe dekodohet për të shfaqur mesazhin me tekst në një matricë LED në pjesën e përparme të pajisjes. Ndërsa të dhënat po lexohen, matrica LED është e mbushur për të vizualizuar informacionin binar. Kur lexohet një bit i lartë, luhet edhe një shënim MIDI. Muzika e prodhuar mund të tingëllojë e rastësishme, por ajo simbolizon një seri 1 dhe 0 që në fakt mban informacion kuptimplotë.
Disku i drurit që krijova mund të mbajë vetëm rreth 700 bit (<0.1kB) për shkak të madhësisë së vrimave në disk. Prandaj, mesazhet që mund të ruhen janë të shkurtra. Për referencë, një CD mund të mbajë rreth 700MB informacion, që është rreth 10 milion herë më shumë informacion sesa disqet prej druri që kam bërë. I gjithë projekti ndihmon të imagjinohet shkalla e ruajtjes së informacionit në CD (një pajisje ruajtëse tashmë e datuar) dhe sesi informacioni dixhital lexohet dhe deshifrohet në diçka domethënëse për njerëzit.
Në këtë udhëzues, unë do të kaloj mbi projektimin dhe ndërtimin e sistemit, sesi mesazhi u shndërrua në informacion binar në një disk prej druri dhe sfidat e shumta gjatë rrugës.
Projekti u frymëzua nga shumë burime, duke përfshirë:
Kanali 8-bit Show and Tell kishte një video të mrekullueshme në lidhje me një mesazh sekret të ruajtur në një rekord që mund të lexohej në një Commodore 64
Regjistrues vertikalë, si ata të Gramovox dhe Roy Harpaz
Pajisjet mekanike të luajtjes së muzikës të quajtura polifone, të zhvilluara në mesin e viteve 1800
Muzeu i Historisë Kompjuterike në Mountain View, CA
Videoja e Techmoan në CED Videodisc e zhvilluar nga RCA
Shkenca e Aplikuar imazhet regjistron, CD dhe DVD me mikroskop elektronik
Kodues optikë rrotullues
Furnizimet
Fletë kompensatë 10X 10 "x15" x1/8"
Fletë akrilike e bardhë
Motor 1X 50RPM DC
1X Arduino Nano
1X H-urë L9110
Motorë stepper 1X Nema 17 Hapi motor bipolar (3.5V 1A)
1X vida plumbi 2mm
Blloqe jastëku 2X 21. Dy arra me vidë plumbi 22. Dy mbajtëse rrëshqitëse me mbajtëse dhe boshte lineare 200mm:
Ekran i matricës 1X DOT MAX 7219
Furnizimi me energji 1X 5V
1X Mini kabllo USB
2X fotodioda -
2X LED LED
Fotodiodë IR 1X
Modul lazer 2X 650nm
Panel 1X 5,5 x 2,5 mm i montuar në prizë DC Power
Ndërprerës i energjisë 1X-https://www.digikey.com/product-detail/en/zf-elect…
1X fole MIDI -
3X LM358 op amp
2X transistorë NPN
Transistor 1X TIP120
2X dioda
Tenxhere të zbukuruara 3X 10k
Rezistentët siç tregohet në skemën e sistemit
Prototip bordi
Magnet me diametër 8 mm -
Komplet metrik hardware
Hapi 1: Vështrim i përgjithshëm i sistemit
Qëllimi i pajisjes është të deshifrojë një mesazh të ruajtur në një disk prej druri. Në këtë hap, unë do të bëj një përmbledhje të shpejtë të të gjithë procesit.
1. Zgjidhni një mesazh. Zgjodha mesazhe nga disa nga shkrimtarët dhe muzikantët e mi të preferuar për t'i ruajtur në disk. Në shembullin e vizatimit të mësipërm, kam klasiken "mos u frikëso!" nga Udhëzuesi i Hitchhiker -it në Galaxy.
2. Krijoni një tabelë binare konvertimi. Nëse nuk jeni të njohur me informacionin binar, ka shumë libra, kurse dhe video të dobishme për të mësuar gjithçka rreth procesit. Ideja themelore është të dalësh me kombinime unike të 1 dhe 0 që korrespondojnë me ndonjë veprim, vlerë, shkronjë ose entitet tjetër. Për luajtësin tim të diskut, u përqëndrova në deshifrimin e mesazheve. Prandaj krijova një tabelë që lidhte numrat binarë 5-bit me një karakter (p.sh. 00100 korrespondon me shkronjën "d"), e cila është bashkangjitur në këtë hap. Tabela që krijova është një version i cunguar i tabelës 8-bit ASCII.
3. Shndërroni mesazhin në binar. Duke përdorur tabelën që krijova, çdo karakter në mesazh shndërrohet në binar dhe ruhet për të krijuar një sekuencë binare.
4. Organizoni binarin në një disk. Tani që kisha një mesazh binar, më duhej të konsideroja se si t'i ruaja informacionet në një disk prej druri në një mënyrë që të mund të lexohej nga një pajisje. Vendosa t'i ruaj ato 1 dhe 0 si jo-vrima dhe vrima të rregulluara në një rreth (ashtu si një CD). Pasi një revolucion i plotë të mbushej me informacion, të dhënat e ardhshme do të ruheshin në një rresht tjetër duke lëvizur në mënyrë radiale jashtë. Zgjodha të lexoja një nga një, kështu që kërkohet vetëm një detektor për të dhënat. Ndërsa disku rrotullohet, vrimat dhe jo-vrimat kalojnë mbi detektorin.
Por si e di detektori kur të lexojë të dhënat? Si mund të jem i sigurt që detektori i të dhënave po lexonte në momentin e duhur kur vrima në disk ishte mbi detektorin? Unë e zgjidha këtë problem duke shtuar një detektor "orë" që mbetet i palëvizshëm në pajisje. Unaza më e brendshme në disk ka vendosur vrima në mënyrë të barabartë. Kur detektori i orës regjistron një avantazh në rënie ose në rritje, detektori i të dhënave lexon një grimë informacioni. Proceset e listuara nga 2-4 u bënë të gjitha duke përdorur Matlab dhe diskutohen në Hapin 18.
5. Lexoni në binar me luajtësin e diskut. Detektorët e orës dhe të dhënave përbëhen secili nga një lazer dhe fotodiodë. Kur nuk ka vrimë, lazeri reflekton diskun dhe godet fotodiodën dhe regjistron një 1. Prodhimi i fotodiodës përforcohet, binarizohet me një shkas Schmitt dhe lexohet në mënyrë dixhitale me një Arduino Nano. Pas përfundimit të një rreshti të diskut, një motor stepper (Nema 17 Hapi motor bipolar 3.5V 1A) përkthen detektorin e të dhënave në rreshtin tjetër në disk. Pozicioni fillestar i hekurudhës që mban detektorin e të dhënave përcaktohet duke përdorur një ndërprerje fotosh në pozicionin e sipërm të hekurudhës. Luajtësi përbëhet nga një dalje MIDI, e cila prodhon një shënim sa herë që lexohet 1. Detajet e qarkut do të përshkruhen në hapat e mëvonshëm.
6. Dekodoni binarin dhe shfaqni një mesazh. Pasi të lexohet i gjithë disku, Arduino dekodon binarin në mesazh dhe e ruan atë si një varg. Mesazhi shfaqet në ekranin e Matricës Dot (MAX 7219).
Hapi 2: Modeli CAD, Prerja me Laser dhe Shtypja 3D
Çmimi i dytë në Konkursin CNC 2020