Paso 2: Láser cortador especificaciones
Antes de empezar cortando nada, usé estos números para calcular la resolución que sería capaz de lograr. Primero quería asegurarse de que yo sería capaz de conseguir una buen muestreo en mi audio. Velocidad de muestreo es la cantidad de muestras por segundo en una canción. Es generalmente la frecuencia de muestreo 44.1kHz (o 44.100 muestras por segundo). Cuando la frecuencia de muestreo cae por debajo de 40kHz las altas frecuencias de una canción comience a perder su detalle, pero dependiendo de la canción se puede ir hasta 20 o incluso 10 kHz velocidad sin demasiado de un problema de muestreo.
Para calcular la frecuencia de muestreo, he utilizado la siguiente relación:
frecuencia de muestreo = (resolución por pulgada) *(inches per revolution) * (revoluciones por segundo)
(para maximizar la frecuencia de muestreo, queremos que todos estos números (res/pulgada, pulgadas/rev, rev/seg) para ser tan alto como sea posible)
también aviso cómo disminuirá la frecuencia de muestreo como la aguja se mueve hacia el centro del disco (menor pulgadas/revolución)
Primero voy a empezar con las revoluciones por segundo. Los jugadores de registro suelen jugar a dos velocidades diferentes: 33.3 y 45 rpm. (Algunos jugadores de registro también tienen una velocidad de 78 rpm, pero esto es menos común y sólo usado para registros muy antiguos). Si utilizo la velocidad más alta, de 45 rpm revoluciones por segundo puedo calcular como sigue:
revoluciones por segundo = (revoluciones por minuto) / (segundos por minuto)
revoluciones por segundo = 45/60 = 0.75
A continuación es pulgadas por la revolución, este número depende de la circunferencia del disco donde la aguja golpea. Los registros de tamaño más grande son de 12" de diámetro (30cm). Según las normas de la RIAA, la ranura exterior de un registro de 12" cae en un radio de 5,75" y el surco más profundo cae a aproximadamente 2.25". Usaré estos números para determinar el rango de frecuencias de muestreo que puedo alcanzar a 33 y 45 rpm. La circunferencia (la distancia en pulgadas que viajó por la aguja durante una revolución del disco) se calcula como sigue:
pulgadas por revolución = 2 * pi * (radio de la aguja)
máximo pulgadas por revolución = 2 * pi * 5,75 = ~ 36
min pulgadas por revolución = 2 * pi * 2,35 = ~ 15
Ya sabemos que la resolución por pulgada de la cortadora del laser es 1200 (1200 dpi en el x y y hachas). Así que la combinación de todo esto obtenemos:
frecuencia de muestreo = (resolución por pulgada) *(inches per revolution) * (revoluciones por segundo)
muestreo máxima frecuencia en 45 rpm = 1200 * 36 * 0,75 = ~ 32400 = 32,4 kHz
frecuencia de muestreo mínima en 45 rpm = 1200 * 15 * 0,75 = ~ 13500 = 13,5 kHz
Este es un muy buen punto de partida. Si la escala de este a 33,3 rpm en lugar de 45 (esto me permiten ajustar más música en el disco) se convierte en la velocidad de muestreo:
muestreo máxima frecuencia en 33 rpm = 1200 * 36 * 0.5 = ~ 21600 = 21,6 kHz
frecuencia de muestreo mínima en 33 rpm = 1200 * 15 * 0.5 = ~ 9000 = 9 kHz
Esto es todavía fácilmente suficiente para reproducir una canción reconocible.
Lo siguiente que tenía que pensar era la profundidad de bits. Profundidad de bits es la resolución de los datos de audio. Más audio en 16 bits, estos días lo que significa cada muestra puede tener uno de 65536 (2 ^ 16) valores posibles. audio de 8 bits tiene sólo 256 (2 ^ 8) pasos de la resolución y todavía suena bastante cerca de la original. (Música que se conoce comúnmente como "8 bits" como la música en los primeros juegos de Nintendo es realmente de 1 bit de resolución, esta baja resolución es lo que le da su sonido único y reconocible al instante, pero estoy buscando algo que suena un poco más orgánica).
Como dije en el ultimo paso, las ranuras de estos registros se cortan lateralmente. La siguiente ecuación calcula la distancia horizontal que se mueve la aguja, mientras traza la una ola de una profundidad de bits determinado:
desplazamiento horizontal de la aguja = (2 ^ profundidad de bits) * (precisión de x/y ejes)
donde la precisión de la x y y hachas es 1200dpi o alrededor de 21 micras. Usé esto para calcular la siguiente tabla:
pasos de desplazamiento horizontal de profundidad de la resolución de bits
2 84um 4
3 168um 8
4 336um 16
5 672um 32
6 1.344mm 64
7 2.688mm 128
8 5.376mm 256
Las líneas en negrita en la tabla son los números que quería disparar con este proyecto. Aunque un desplazamiento horizontal de acerca de 0,5 mm es bastante grande en comparación con un registro normal, creo que en algún lugar en que funcionará la gama.
