Stap 2: De specificaties van de Printer
Voordat ik begon iets wordt afgedrukt, ik gebruikte deze nummers voor het berekenen van de resolutie die ik zou kunnen bereiken - zodat ik beslissen kan als dit project was zelfs waard om het even welk verder. Eerst wilde ik ervoor te zorgen dat ik zou kunnen krijgen een goede sampling rate op mijn audio. Sampling rate is de hoeveelheid aan samples per seconde in een lied. Meestal is de sampling-snelheid 44,1 kHz (of 44.100 samples per seconde). Als de samplefrequentie berichtenarchief van ongeveer 40kHz de hogere frequenties van een nummer start verliezen hun detail, maar afhankelijk van het lied kun je tot 10 kHz Samplingsnelheid zonder al te veel van een probleem.
Voor het berekenen van dat de sampling rate van de 3D afgedrukt record gebruikte ik de volgende relatie:
sampling-frequentie = (resolutie per inch) *(inches per revolution) * (omwentelingen per seconde)
om te maximaliseren de samplingfrequentie, wil ik deze cijfers (res/duim, duim/rev, rev/sec) moet zo hoog mogelijk
Ik zal eerst beginnen met omwentelingen per seconde. Record spelers spelen meestal op twee verschillende snelheden: 33.3 en 45 rpm. (Sommige record spelers hebben ook een 78 rpm-snelheid, maar dit is minder gemeenschappelijk en alleen gebruikt voor zeer oude records). Ik wilde de lagere 33.3 RPM-snelheid gebruiken om dit meer als een echte 12" record (45 RPM wordt alleen gebruikt voor 7" records en 33 RPM voor de volledige 12 grootte ") en zodat ik zou kunnen meer audio naar elke zijde van de schijf passen.
omwentelingen per seconde = (aantal omwentelingen per minuut) / (seconden per minuut)
omwentelingen per seconde op 33 rpm = 33,3/60 = 0,55
Volgende is inches per omwenteling, dit aantal hangt af van de omtrek van de schijf waar de naald is het raken van het. De grootste formaat records zijn 12" diameter (30cm). Volgens de RIAA -normen, de buitenste groef van een 12"-record valt op een straal van 5.75" en de binnenste groef valt op ongeveer 2,25". Ik gebruik deze aantallen te bepalen van het aantal samplingfrequenties die ik op 33 toeren per minuut bereiken kan. De omtrek (de afstand in inch reisde door de naald tijdens een revolutie van de record) wordt als volgt berekend:
inches per omwenteling = 2 * pi * (straal van naald)
Max inches per omwenteling = 2 * pi * 5,75 = ~ 36
min inches per omwenteling = 2 * pi * 2,35 = ~ 15
Ik weet al dat de resolutie per inch van de 3D-printer 600 is (600 dpi in de x- en y assen). Zo combineren dit alles krijg ik:
sampling-frequentie = (resolutie per inch) *(inches per revolution) * (omwentelingen per seconde)
max sampling-frequentie op 33 rpm = 600 * 36 * 0,55 = ~ 12000 = 12 kHz
min sampling-frequentie op 33 rpm = 600 * 15 * 0,55 = ~ 4900 = 4.9 kHz
Dit is een vrij goed uitgangspunt. Als ik dit tot 45 TPM in plaats van 33 de samplefrequentie schaal wordt:
Max samplingfrequentie op 45 rpm = 600 * 36 * 0,75 = ~ 16000 = 16 kHz
min sampling-frequentie op 45 rpm = 600 * 15 * 0,75 = ~ 6700 = 6,7 kHz
Ik zal deze optie in gedachten houden voor het geval dat samplefrequentie wordt een probleem. Het andere stuk van informatie die ik nodig had was de bitdiepte die ik zou kunnen bereiken met de printer Objet. Bitdiepte is de resolutie van de audiogegevens. Meest audio deze dagen in 16 bit, wat betekent dat elk monster annuleerteken zijn men van 65536 (2 ^ 16) mogelijke waarden. 8-bit audio heeft slechts 256 (2 ^ 8) stappen van resolutie, en nog steeds geluiden vrij dicht bij het origineel. Zelfs gaan tot 3 en 4 bits klinkt herkenbaar. (Ik moet opmerken hier dat de muziek vaak aangeduid als "8-bits" zoals de muziek in vroege Nintendo games eigenlijk 1 bit resolutie is, het heet 8 bit omdat het eerst werd gemaakt met 8 bits computers, niet met 8 bit resolutie).
Aangezien de z-as de meest nauwkeurige as op de printer Objet is, wilde ik mijn record afdrukken, zodat de naald verticaal in de groef trilt te traceren uit de audio Golf om te maximaliseren mijn bitdiepte. De volgende vergelijking berekent de verticale afstand die de naald bewegen zal zoals het traceert de een golf van een gegeven bitdiepte:
verticale verschuiving van de nld = (2 ^ bitdiepte) * (precisie van de z-as)
waar is de precisie van de z-as 16 micron. Ik gebruikte deze voor het berekenen van de volgende tabel:
bit diepte verticale verplaatsing stappen van resolutie
2 64um 4
3 128um 8
4 256um 16
5 512um 32
6 1.024mm 64
7 2.048mm 128
8 4.096mm 256
De vette rijen in de tabel zijn de getallen die ik schieten wilde voor met dit project. Een verticale amplitude van 64-512um is een orde van grootte (~ 10 x) groter is dan de amplitude van een vinyl record groef, maar ik voelde me alsof ik zou waarschijnlijk zitten kundig wegkomen met het, en nog steeds onderhouden een redelijke bitdiepte.
