Старый DVD-привод превращается… в лазерный микроскоп
В наше время DVD-приводы постепенно выходят из употребления, мало кто уже покупает диски или записывает их сам, а старые диски постепенно деградируют, ведь химическое покрытие на болванках не вечное.
Но для ненужного привода есть полезное применение. Например, из него можно смастерить лазерный микроскоп на Arduino (примечание: по факту требуется две лазерные головки, то есть два ненужных привода).
Это оптический микроскоп, который использует для сканирования образца сфокусированный лазерный луч.
Cканирование осуществляется путём перемещения лазера по двум осям в координатной сетки: x и y. Словно сканер, он проходит по всей поверхности объекта — и замеряет отражённый сигнал. Изображение составляется в специальном программном обеспечении, которое объединяет воедино результаты сканирования каждой точки.
Лазерная головка CD/DVD
Например, в в проекте GaudiLabs на фото вверху микроскоп изготовлен из двух лазерных головок HD DVD. Лазер из такой головки сканирует образец, фокусировка происходит с помощью собственного фокусирующего механизма. Движение луча — с помощью отклоняющих катушек лазера в головке.
Один из вариантов лазерного микроскопа — конфокальный лазерный сканирующий микроскоп, позволяющий реконструировать трёхмерные структуры по наборам изображений на разной глубине. Конфокальные лазерные сканирующие микроскопы часто используются вместе с флуоресцентными материалами для изучения клеток и других биологических образцов.
Принцип конфокальной визуализации запатентован в 1957 году Марвином Минским, Dahn
Разрешение изображения определяется количеством измерений, сделанных в направлении x, и количеством линий в направлении y. Максимальное разрешение ограничено апертурой объектива и длиной волны лазера, как и в обычных оптических микроскопах. При сканировании флуоресцентных веществ разрешение часто ограничено силой сигнала. Его можно увеличить за счёт использования более чувствительных фотодетекторов или увеличения интенсивности освещающего лазера.
Белок бета-тубулин в клетке ресничной инфузории Tetrahymena визуализируется с помощью флуоресцентных антител. Фото получено с коммерческого конфокального микроскопа, Павел Яснос
Какое разрешение у лазерных головок CD и DVD? Очевидно, его должно быть достаточно для считывания ямок на поверхности компакт-диска, которыми кодируется информация (0 и 1).
У дисков DVD эти ямки примерно вдвое меньше по размеру, чем у CD, а у HD DVD — ещё вдвое меньше.
Конструкция микроскопа GaudiLabs
Ребята из швейцарской лаборатории GaudiLabs начали с проверки концепции, что прибор в принципе возможно сконструировать.
Первый прототип
Конструкция микроскопа состоит из двух лазерных головок. Первая излучает лазер и сдвигает его по оси x. На второй закреплён сканируемый образец — она движется в направлении y. Вместо фотодетектора используется простой фотодиод. Катушки контролирует схема Arduino с приводом, а изображения обрабатывает опенсорсная утилита Processing. Разрешения сканирования около 1,1 мкм (толщина человеческого волоса около 50 мкм).
Для второго прототипа была изготовлена печатная плата с микроконтроллером Arduino Micro со специальными коннекторами для лазерных головок.
Верхняя и нижняя стороны печатной платы, куда крепятся две лазерные головки (репозиторий на GitHub со схемами и программным обеспечением)
Программное обеспечение отправляет сканеру параметры сканирования и получает данные сканирования построчно. Поддерживается установка следующих параметров:
- Тип лазера (ИК, красный, синий для головок CD, DVD и Blu-Ray)
- Мощность лазера
- Положение сканирования
- Разрешение сканирования
- Сенсор (A0, S1, S2, RF, DIF)
- Цветовая схема и яркость
Ямки на поверхности CD-ROM, сфотографированные самодельным лазерным сканирующим микроскопом
Некоторые другие фотографии:
Сканы бактерий с разным разрешением и разными цветовыми схемами
Лазерные сканы клеток дрожжей
В данном проекте использовались головки PHR-803T из привода Xbox 360 (HD DVD).
Конечно, GaudiLabs далеко не первые, кто сделал лазерный микроскоп из оптического DVD-привода. Например, немецкий инженер Ханнес Золинер выполнил аналогичный проект в рамках своей магистерской диссертации.
Фокусировка в микроскопе Золинера
Процесс сканирования в микроскопе Золинера
На сайте Instructables есть пошаговая инструкция для Arduino по сборке.
См. также научные статьи 2016 и 2018 годов с описанием подобных установок: Hacking CD/DVD/Blu-ray for Biosensing (ACS Sens. 2018, 3, 7, 1222–1232, doi: 10.1021/acssensors.8b00340) и Generating SEL and SEU with a class 1 laser setup (конференция RADECS 2016, doi: 10.1109/RADECS.2016.8093163).
Как сделать мощный лазер из DVD привода своими руками
Сначала сделаем главные вещи. Нам нужно снять со старого ДВД привода лазерный диод. Откройте привод, найдите движущуюся часть с линзой. Обычно там находится два диода — инфракрасный для CD и просто красный для DVD. Аккуратно отсоедините их, предварительно сняв статическое электричество.
Не выбрасывайте остальные части — линзы могут быть полезны в этом проекте, а мелкие неодимовые магниты могут пригодиться для других проектов. Сказать честно, у меня нет DVD повода вот уже 3 года, поэтому я просто купил новые диоды LPC836 на Ali — это самые мощные диоды, использующиеся для приводов.
Шаг 2: Оптика
Теперь поговорим об оптике для самодельного лазера. Как я уже говорил, вы можете использовать родные линзы с DVD, но нужно будет подумать как их закрепить. Я рекомендую купить корпус aixiz (Ali) — стоит недорого и убережёт вас от проблем с правильной фокусировкой луча. Поместим наш диод в корпус.
Шаг 3: Питание
Следующий шаг — ограничитель тока (драйвер). К сожалению, не получится просто соединить диод батарейкой — он сразу же сгорит. Поэтому нам нужно собрать простую схему. Если, прежде чем посмотреть моё видео, вы уже гуглили что-то о том как сделать лазер из дисковода, то, вероятно, видели одну простую схему. Я не рекомендую так делать, так как эта схема 100% убьёт ваш диод, это всего лишь вопрос времени.
Для сборки правильной схемы нам понадобится всего два компонента: Чип LM317 (Ali) и резистор 3.3Ohm 2W (Ali). Я также использовал небольшой радиатор, но чип остается всегда холодным — вам он не понадобится.
Припаяйте резистор к первым двум клеммам LM317. Также припаяйте по проводу к первой и последней клемме — первый пойдёт на плюс лазерного диода, а третий на плюс блока питания, минус идёт прямо от батарейки на лазер. Один важный момент: так как я использовал новый диод, я был 100% уверен, что он выдержит силу тока, если вы не уверены в этом, то последовательно соедините два резистора на 3.3 Ohm — это обезопасит диоды практически от любого DVD привода. Для защиты от замыкания используйте термоусадку. Всё готово!
Шаг 4: Финал
Для тех, у кого немного больше опыта, я предлагаю сделать своими руками другую схему, выложенную для ознакомления. Когда я определился с корпусом, я сделал радиатор из алюминиевой шайбы. Я планировал припаять все платы к корпусу лазера но не нашел хорошего флюса, поэтому просто вложил всё внутрь. Лучшее, что я смог придумать — это приклеить всё по местам горячим пистолетом, а затем вдавить поверх алюминиевый радиатор с источником лазера.
Почему DVD-проигрыватель не используют для проигрывания Audio CD?
Насколько я знаю, в DVD проигрывателях, недорогих, типа Philips, BBK . есть возможность проигрывания Audio CD, на многих из них есть цифровой выход, но что-то их никто не использует для этого.
Ответы
История с винилом, бобинниками и кассетниками кое-чему научила. Пусть будет. Видик тоже аккуратно прибран в коробочку.
От того, что это просто одна из функций. Они не заточены специально для этого.
ЦАП дивидюка расчитан на звук 48кГц, а на сиди 44,1кГц. Получается даунсэмплинг, это сказывается на качестве звука. Хотя есть и с двумя клоками, у них проблем с проигрыванием сиди нет. Но это конечно не начальные модели, а топовые в линейках.
Чем и как обрезать двадцатку дискутируется много лет, куча аргументов и за 44 и за 48, к итогу вроде так и не пришли. У меня аналогично, пять лет назад поэкспериментировал и бросил. Пустое занятие.
давайте внесем небольшую поправку в вопрос. почему АУДИОФИЛЫ не используют двд проигрыватели для воспроизведения компакт дисков. но тут как бы все просто. мы и ав-ресиверы для музыки не очень жалуем.
а мирные то люди каждую коробочку используют по максимуму задекларированных функций.
чет анекдот вспомнил. один итальянский фермер очень хорошо вел дела и в результате смог купить Роллс Ройс. его через пару недель соседи спрашивают -как машина? -отлично. особенно перегородка между передним и задним диваном! Теперь когда я в субботу везу коз на базар они не мешают мне вести машину!
в общем как мне однажды сказали в пурпурном легионе еще во времена эры двд(до блюреев) если вы возьмете двд плеер за соточку то звучать при воспроизведении аудио цд он у вас будет на двадцаточку. при этом для просмотра кино мне двд плеер за такие деньги был не нужен. меня вполне для видео ряда устраивал аппарат за двадцатку. все дело в детальках предназначенных для декодирования и воспроизведения видео. они заразы тоже денег стоят. причем это самая дорогая часть двд плеера.
что же касается выхода звука по цифре. то тут все та же вечная история с тем фактом что формат данных аудио цд и формат данных дата цд(и двд) это настолько разные форматы что один из них требует прецизионной механики для качественного считывания а второму она даром не нужна. ну и понятно что в бюджетный двд плеер даже если инженер-разработчик с недосыпа или еще какого бодрячка такой транспорт вставит то маркетолог ему все руки отобьет.
На самом деле некоторые модели используют как транспорт и довольно успешно.
дык. если компнуть поглубже то двд-аудио тоже только двд-плееры воспроизводят. исключения из правил разумеется есть! особенно в исполнении мирных людей. перефразируя инженеров Теслы из отдела автопилотов «мирные люди не зомбаки. мы не можем адекватно предсказывать их маневры»
Уже достаточно давно даже в топовых сидюках используют приводы от ДВД. Иначе САКД читать не будут.
тут 2 момента. 1. не всяк топовый сидюк читает САКД. до сих пор есть Могикане которые только аудио цд признают. 2. тут скорее наоборот. к топовому сидюку с прецизионными делами и клэмпом приделали второй лазер для чтения двд.
тут вопрос цены. двд плееры тоже двух лазерные бывают. даже блюрей плееры такие есть. полный комбайн крутящий все и вся и при этом делающий это весьма качественно. но там у создателей походу такая низкая маржа что нет денег на новую клавиатуру. кнопка ноль залипает когда ценник печатают.
интересно,а почему формат двд-аудио не пошел в широкие массы? )))
давайте первым делом поймем что именно не пошло в массы? сам формат как диск? а все остальное? цапы и контент? у меня в ноуте от 2008го года звуковуха на 192кгц. а в ноуте 2006го на 96. винил рипы некоторые на НЕКОТОРЫХ ресурах тоже обитают от этих времен. в массы не пошел только способ хранения данных на пластиковом кругляше с неудобным интерфейсом требующим включения телека. все остальное в начально-хайфайно-аудиофильской песочнице захватило мир максимально оперативно. те кто слышит разницу между хай резом и цд слушают ее уже лет 10-15 
ну а те массы что мирные неаудиофилы. так они мп3 до сих пор предпочитают. мир аудио разделился на 2 клана — терабайтников внешнехардовщиков и «все свое ношу с собой в одном айфоне»
ну и плюс возвращение винила.
Потому что легко копируется на компьютере.
Мне для прослушивания DVD-Audio телевизор не нужен.
поэтому и помер хаха
хотя, с водяными знаками возникали некоторые проблемы )
Вот не поверите — не встречался с проблемой водяных знаков ни разу :)))
вопрос немного не в тему! у меня дивидишник перестал читать пару дисков. остальные читает ,как и раньше. что то с дисками случилось?
тут вариантов два — либо вам не были интересны релизы с водой — ну хотя бы тот же черный альбом Metallica. Либо ваши проигрыватели все всегда были к ним не чувствительны.
2 моих приятелей пионеры 575 и 969 выплёвывают диски с водяными знаками
либо диски умерли, одно из двух
Или лазер потерял немного, или диски чуть подпортились. Однозначного ответа здесь нет, это может определить только мастер.
У меня перебывали все Пионеры, начиная с 575. Сейчас 450-й.
Кто вам это сказал ? У меня к примеру блюрэй плеер который работал не только с DVD—AUDIO,но и с Sacd. Где то валяется в чулане и DVD-ПЛЕЕР,он тоже работал в этих форматах..
на первое время можно. Сам использовал dvd pioneer dv 585. Слушал в том числе sacd. Прозрачности и детальности сложно добиться, но в целом звук мягкий, располагающий к себе. Кто-то даже советовал использовать его как транспорт с хорошим цапом и клоком. Если нет коллекции фирменных cd, покупать дорогой проигрыватель не совсем оправданно. Сетевой медиаплеер плюс deezer или tidal.
Имею 575-й Пионер DVD и CD проигрыватель Пионер PD-50. Сравнивал звучание, так и не смог выявить явного преимущества чистого сидюка. На уровне микронюансов, которыми можно пренебречь (а может это даже самовнушение). Уши у меня может не аудиофильские. Но в своё время, много лет назад когда я покупал свой 575-й сравнил его с DVD-шником от Cambridge Audio. Вот тут я всё расслышал невооружённым ухом. Кембридж играл на порядок выше. И цена, правда, была в два раза, что не позволило тогда мне его приобрести.
У меня Sony DVP — LS500 2003 года. Абсолютно хай файное, высококлассное звучание. Возможно, одна из причин, качественный привод.
Был у меня такой, очень нравился. Продал его за копейки как ПК появился, пожалел не раз.
в этой соничке цап АК4381, есть подобный , следующего рядa DVP-DV305, тоже с крутилкой. Звук «сидишный», и эти проигрыватели и позиционируются как CD/DVD , у них нет аудионастроек, стерео выход.
Недавно Панас s-295 попался, на Burr-Brown PCM1782, так же CD/DVD, звук что надо. Был и Кембридж CD5, он может побогаче, немного совсем.
Основное в сетапе акустика и усилитель, источника нормального и недорогого хватает.
Ну насчет «никто не использует» — это слишком радикальное заявление )) Другое дело, что специализированные аппараты будут (могут) звучать лучше, но, опять же, если сравнивать с универсалами равной категории.
Я лет 7 слушал с DVD PIONEER dv 350 CD/MP3. Но, через ресивер по цифре. По аналогу не понравилось (какой то звук тусклый) Почему слушал — потому что удобно, когда один универсальный источник звука, да и качеств звука было лучше чем у дорогого муз центра из 90х KENWOOD UD503
А их вообще кто-то использует? Мне казалось, что все двд плееры давно на свалке.
У меня всего один остался, иногда пользую.
Я использую целых два. Один- Samsung,- на кухне в качестве источника музыки, второй- Pioneer,- в основной системе для DVD-audio.
патаму что только редчайшие модели играют СД хорошо, а 99% звучат стремно, на уровне «так себе». Владел двд денон 3910, ямаха 2900. Аппараты стоимостью более 2000долларов. ДВД кстати они тоже не сказал бы что показывали лучше чем копеешный ббк.
Я их покупал, чтобы слушать супераудио сд и двд-аудио.
Pionee DV-989 >i-Link->Yamaha RX-V4600
Есть основное, про это вскользь упомянули — частота дискретизации, которая используется, как основная в устройстве считывания информации. А именно доя ДВД — это 48 кГц, а для аудиоСД — 44.1 кГц.
А отсюда и качество основных цепей декодирования.
Но. На самом диске все состоит из цифр в блоках и там нет, как на виниле отдельного левого-правого какнала. Только блоки цифр и все передается дальше, но были плееры, у которых именно тут был выход, т.е. транспорты, которые отдают цифру для дальнейшей работы. Это были редкие плееры с i-Link — выходом. Какзалось бы и ХДМИ с верс 1.2а могут передавать цифру As Is , но .
Лично давно, когда сделал ставку на многоканальный звук, использую связку ДВДплеера и ресивера по i-Link для проигрывания аудио СД.
DVD-Video диск, как и аудио имеет файловую структуру схожую с компьютерными файловыми хранилищами, доступ идет к ним как на компьютере, с помощью кэширования в буфер, порой приличного размера, качество приводов там на уровне обычных компьютерных, а что, кэш-буфер все стерпит. CD-DA это специальный формат закодированный и записанный по своему особому алгоритму, где нет привычной пользователю файловой структуры, способной увидеть на компе, есть только каталог по типу плейлиста, помогающий плеерам или компьютеру запустить считывание с дорожек. Эти треки может правильно считать лишь качественный CD — привод, по сути чисто железным способом и без кеширования, а уже в процессоре быть преобразованным в аналог или отправлен по цифре. Большинство бюджетных да и более дорогих дивидюшников не имеют хорошего транспорта в себе, а сглаживают ошибки накапливая данные в своем огромном буфере, подавая на выход мпег-солянку с потерями.
Короче говоря, сидюк баксов за 300 легко обыграет по сиди дивидюк за тысячу баксов. Но ДОРОГОЙ дивидюк может легко обыграть сидюк по SACD или DVD-Audio, если таковые есть с качественным мастерингом. Но массовый носитель у нас сиди, потмоу если есть коллекции ориг. дисков, лучше приобрести сидюк. Для себя юзаю Блюрик Ямаха по что, но потому что слушаю флак с HDD в NTFS, звук устраивает, чистый, наглый и масштабный. Из недостатков-иногда верхи жестковаты, но удалось решить заменой пищалок в колонках на более высококлассные.))) (Не скажу на какие, чтоб не рекламить.)
Я слегка подытожу.. У меня есть конечно и диски в формате DVD-AUDIO,их правда немного,думаю не больше 15 штук. В Sacd заметно больше.. И я их регулярно слушаю.. Ну не будешь покупать музыку,просто из-за качества звука,я их выбираю для себя.. Валяются у меня в чулане и плееры DVD,но слушаю я достаточно приличный Блюрэй-плеер от Пионер,что самое интересное,меня даже устраивает звук в CD по аналогу,но это стерео,а многоканал совсем другое.. К примеру DVD-AUDIO,он записан 5,1,но самое интересное,что это Элвис Прэсли !! Похоже,что это первые попытки перевести его из стерео-в многоканал.. Достаточно редкий диск..
Откроюсь, у меня Ямаха БД-С 677))) И сиди-диски слушал, качество для меня выше крыши. Слушал на нем Хай-рез правда в файлах флак King Crimson, DVD-Audio-рипы. Так там мастеринг очень хорош, лучше чем на Си-ди, на слух очень даже отличимо. Все в стерео, у меня никогда 5.1 не было вообще. Музыку перестал покупать по причине неиздавания в России на лицензии моих исполнителей. За фирму не могу платить столько, мне еще за связь, за харды и прочее компьютерное приходится. А тут за диск тыща, там две, там три. Я не мильёнщик, простой человек. Спасибо отдельным людям что дают послушать рипы, там качество проверено спектрами и логами.
Только авторизованные пользователи могут отвечать на вопросы, пожалуйста, войдите или зарегистрируйтесь.
