3D Printed Record (2 / 8 étapes)

Étape 2: Imprimante Specs

Ici au QG de Instructables, nous avons accès à flotte Autodesk d’Objet Connex 500 imprimantes.  Ces imprimantes utilisent la lumière UV pour guérir résine couche par couche, jusqu'à ce qu’un modèle complet est produit.  Ils sont très différents des imprimantes déposition fusionné, vous mai ont vu ou utilisés avant (MakerBot, RepRap, Up!, etc.), non seulement ils peuvent d’imprimer de nombreux types de matériaux (allant d’un matériau caoutchouteux souple au polymère dur), mais ils sont aussi extrêmement précis.  En x et y haches ils ont résolution de 600dpi (ce qui est d’environ 42microns), et dans l’axe z, ils ont une résolution de 16microns.

Avant que j’ai commencé l’impression de n’importe quoi, j’ai utilisé ces chiffres pour calculer la résolution je serais en mesure d’atteindre - donc je pouvais décider si ce projet était même utile de les poursuivre.  Je voulais tout d’abord vous assurer que je serais en mesure d’obtenir une fréquence d’échantillonnage bon sur mon audio.  Fréquence d’échantillonnage est la quantité d’échantillons par seconde dans une chanson.  Généralement le taux d’échantillonnage est de 44,1 kHz (ou 44 100 échantillons par seconde).  Lorsque le taux d’échantillonnage est inférieure à environ 40kHz des fréquences plus élevées d’un début de chanson perdre leurs détails, mais en fonction de la chanson, vous pouvez aller jusqu'à 10 kHz fréquence sans trop de problème d’échantillonnage.

Pour calculer que le taux d’échantillonnage de la 3D imprimé de compte rendu, j’ai utilisé la relation suivante :

fréquence d’échantillonnage = (résolution par pouce) *(inches per revolution) * (révolutions par seconde)
afin de maximiser la fréquence d’échantillonnage, je veux que tous ces nombres (res/pouce, pouce/rev, tr/s) à être aussi élevé que possible

Tout d’abord, je vais commencer par les révolutions par seconde.  Tourne-disques joue généralement à deux vitesses différentes : 33,3 et 45 tr/min.  (Certains lecteurs de disques ont également une vitesse de 78 tours, mais c’est moins commun et seulement utilisé pour les très vieux enregistrements).  J’ai voulu utiliser la plus faible vitesse de 33,3 tr/min afin de rendre cela plus comme un disque réel 12"(45 tours sert uniquement pour les disques 7" et 33 tr/min pour le plein format 12") et que je pouvais adapter plus d’audio sur chaque côté du disque.

révolutions par seconde = (tours / minute) / (secondes / minute)
révolutions par seconde à 33 tr/min = 33,3/60 = 0,55

Est ensuite pouces par tour, ce nombre dépend de la circonférence du disque où l’aiguille est frappant. Les enregistrements de tailles plus importantes sont 12"(30cm) de diamètre.  Selon les normes de la RIAA , la rainure ultrapériphérique d’un 12" enregistrement tombe dans un rayon de 5.75" et le sillon plus profond tombe à environ 2.25".  Je vais utiliser ces numéros pour déterminer la plage de fréquences d’échantillonnage élevées, que je peux réaliser à 33 tr/min.  La circonférence (la distance en pouces parcourue par l’aiguille au cours d’une révolution de l’enregistrement) est calculée comme suit :

pouces par tour = 2 * pi * (rayon de l’aiguille)
pouces max par tour = 2 * pi * 5,75 = ~ 36
min pouces par tour = 2 * pi * 2.35 = ~ 15

Je sais déjà que la résolution par pouce de l’imprimante 3D est 600 (600 ppp en x et y haches).  Alors combinant tout cela je reçois :

fréquence d’échantillonnage = (résolution par pouce) *(inches per revolution) * (révolutions par seconde)
max fréquence d’échantillonnage à 33 tr/min = 600 * 36 * 0,55 = ~ 12000 = 12 kHz
fréquence d’échantillonnage min à 33 tr/min = 600 * 15 * 0,55 = ~ 4900 = 4,9 kHz

Il s’agit d’un très bon point de départ.  Si j’ai cette échelle à 45 tr/min au lieu de 33 la fréquence d’échantillonnage devient :

échantillonnage max fréquence à 45 tr/min = 600 * 36 * 0,75 = ~ 16000 = 16kHz
fréquence d’échantillonnage min à 45 tr/min = 600 * 15 * 0,75 = ~ 6700 = 6,7 kHz

Je vais garder cette option à l’esprit au cas où les taux d’échantillonnage devient un problème.  L’autre élément d’information dont j’avais besoin était la profondeur de bit que je serais capable de réaliser avec l’imprimante de l’Objet.  Profondeur de bits est la résolution des données audio.  Audio plus ces jours-ci en 16 bits, ce qui signifie que chaque échantillon peut prendre l’une de 65536 (2 ^ 16) valeurs possibles.  8 bit audio a seulement 256 (2 ^ 8) étapes de résolution et de sons encore assez proche de l’original.  Allant même jusqu'à 3 et 4 bits sons reconnaissable.  (Je dois souligner ici que la musique communément dénommé « 8 bits » comme la musique au début des jeux de Nintendo est en fait 1 bit résolution, ça s’appelle 8 bits parce qu’elle a été faite avec des ordinateurs 8 bits, pas avec une résolution de 8 bits).

L’axe z étant l’axe plus précis sur l’imprimante de l’Objet, j’ai voulu imprimer mon dossier afin que l’aiguille vibre verticalement dans la rainure à tracer l’onde audio pour maximiser ma profondeur de bit.  L’équation suivante calcule la distance verticale que l’aiguille se déplace comme elle retrace l’une vague d’une profondeur de bit de donnée :

déplacement vertical de l’aiguille = (2 ^ profondeur de bit) * (précision de l’axe z)
où la précision de l’axe z est 16 microns.  J’ai utilisé cela pour calculer le tableau suivant :

peu de mesures de déplacement vertical de profondeur de la résolution

2                             64um                                          4
3                            128um                                         8
4                            256um                                        16

     5                            512um                                        32
6                          1.024mm                                      64
7                          2.048mm                                     128
8                          4.096mm                                     256

Les lignes en gras dans le tableau sont les chiffres que je voulais tourner ce projet.  Une amplitude verticale de 64-512um est un ordre de grandeur (~ 10 x) plus grand que l’amplitude de la rainure de disques vinyle, mais je sentais que je serais probablement capable de s’en sortir et continuer de maintenir une profondeur raisonnable.

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