Stap 2: Laser Cutter Specs
Voordat ik begon te snijden om het even wat, gebruikte ik deze nummers voor het berekenen van de resolutie die ik zou kunnen bereiken. 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). Wanneer de sampling-frequentie van ongeveer 40kHz het berichtenarchief de hogere frequenties van een nummer beginnen te verliezen hun detail, maar afhankelijk van het lied kun je tot 20 of zelfs 10 kHz Samplingsnelheid zonder al te veel van een probleem.
Voor het berekenen van de samplefrequentie, gebruikte ik de volgende relatie:
sampling-frequentie = (resolutie per inch) *(inches per revolution) * (omwentelingen per seconde)
(om te maximaliseren de samplingfrequentie, we willen allemaal van deze getallen (res/duim, duim/rev, rev/sec) moet zo hoog mogelijk)
ook bericht hoe de sampling-snelheid afnemen zal naarmate de naald naar het midden van de record (kleinere inch/revolutie)
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). Als ik gebruik de hogere, 45 rpm-snelheid kan ik omwentelingen per seconde als volgt berekenen:
omwentelingen per seconde = (aantal omwentelingen per minuut) / (seconden per minuut)
omwentelingen per seconde = 45/60 = 0,75
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 zal deze getallen gebruiken om te bepalen van het aantal samplingfrequenties die ik bij 33 en 45 rpm 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
Wij weten nu al dat de resolutie per inch van de laser cutter 1200 (1200 dpi in de x- en y assen). Zo combineren dit alles we krijgen:
sampling-frequentie = (resolutie per inch) *(inches per revolution) * (omwentelingen per seconde)
Max samplingfrequentie op 45 rpm = 1200 * 36 * 0,75 = ~ 32400 = 32.4 kHz
min sampling-frequentie op 45 rpm = 1200 * 15 * 0,75 = ~ 13500 = 13,5 kHz
Dit is een vrij goed uitgangspunt. Als ik dit tot 33,3 TPM in plaats van 45 schaal (dit zal staat u mij toe te passen meer muziek op de plaat) de samplefrequentie wordt:
Max samplingfrequentie op 33 rpm = 1200 * 36 * 0,5 = ~ 21600 = 21.6 kHz
min sampling-frequentie op 33 rpm = 1200 * 15 * 0,5 = ~ 9000 = 9 kHz
Dit is nog steeds makkelijk genoeg om te reproduceren een herkenbaar nummer.
Het volgende ding dat ik nodig had om na te denken over was de bitdiepte. 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. (Muziek die gewoonlijk wordt aangeduid als "8-bit" zoals de muziek in vroege Nintendo games eigenlijk 1 bit resolutie is, dit lage resolutie is wat het zijn unieke en direct herkenbare geluid geeft, maar ik ben gericht voor iets dat een beetje meer organische klinkt).
Zoals ik al zei in de laatste stap, worden de groeven op deze records lateraal gesneden. De volgende vergelijking berekent de horizontale afstand die de naald bewegen zal zoals het traceert de een golf van een gegeven bitdiepte:
horizontale verplaatsing van de nld = (2 ^ bitdiepte) * (precisie van x/y-as)
waar de precisie van de x- en y assen is 1200dpi of ongeveer 21 micron. Ik gebruikte deze voor het berekenen van de volgende tabel:
bit diepte horizontale verplaatsing stappen van resolutie
2 84um 4
3 168um 8
4 336um 16
5 672um 32
6 1.344mm 64
7 2.688mm 128
8 5.376mm 256
De vette rijen in de tabel zijn de getallen die ik schieten wilde voor met dit project. Hoewel een horizontale verplaatsing van over is 0.5mm redelijk groot in vergelijking met een normale record, ik denk ergens in dat bereik zal werken.
