איך זה עובד: נגן תקליטורים נייד
היו אלו ימים נפלאים. לאחר שהקסטות נזרקו לטובת הדיסקים האיכותיים, הגיע גם מכשיר נייד במקום הווקמן. רק לשים בו היטמן 4 ולהתחיל ללכת. לא מהר אבל, כדי שלא יקפוץ. ככה הוא פעל
הקריירה של הגאדג'ט שננתח היום היתה עגומה למדי. הכוונה היתה ללא ספק טובה: לשדך בין איכות הצליל המעולה של תקליטורי ה-CD, שהיו אז המילה האחרונה והמהפכנית בתחום המוזיקה, לבין הניידות הגבוהה (הכל יחסי, כן?) של הווקמנים. לא, לא הסלולריים שנקראים "ווקמן" אלא הדבר האמתי – נגני קלטות מגנטיות ניידים. זוכרים?
עוד דברים שעובדים ב-ynet מדע:
העסק אמנם עבד לא רע, ומי שהקפיד לא למצמץ יותר מדי אולי אף זכה לראות את דור ההמשך של נגני המיני-דיסק הניידים, אך עידן ה-MP3 חיסל באופן מוחלט וסופי את הנגנים הללו, ואת עצם הרעיון של נגן עם מדיה פיזית מתחלפת (כרטיסי מיקרו SD לא נחשבים). אז לפני שגם המוזיאונים שוכחים במה מדובר, בואו נפתח אחד כזה שקיפד את חייו לפני מספר שנים, ונראה מה אפשר ללמוד ממנו.
המכשיר כולו לא גדול בהרבה מתקליטור. הוא כולל את מנגנון הקריאה, מעגל מודפס (פנימי – לא נראה בתמונה), מסך LCD פשוט, פס צר של לחצני שליטה מקדימה ועוד מספר מתגים וחיבורים לאוזניות וכאלה בצד ימין ומאחור. אספקת החשמל היתה דרך שנאי (4.5 וולט) או שתי סוללות AA, מה שקצת מוזר כי כל סוללה כזו מספקת לכל היותר 1.5 וולט, וביחד רק 3 ולא 4.5. אבל נניח לזה.
כל הטכנולוגיה האופטית המתוחכמת של קרני הלייזר, שקוראת את הביטים הדיגיטליים מפני השטח המתכתיים של התקליטור, היא זעירה להפליא ומוסתרת מתחת לעדשה הכחלחלה הקטנה שבתמונה. מעבר לכך, מנגנון הקריאה פשוט מאד: משהו שתופס את התקליטור, שני מנועים, מפסק אחד וזהו.
נתחיל במשהו הזה שתופס את התקליטור. כדי להכין את ה-CD להשמעה, משחילים אותו על הציר המרכזי ולוחצים בעדינות. על היקף הציר ממוקמים ברווחים שווים שלושה כדורי מתכת זעירים, ששוקעים בתוך התושבת שלהם כאשר מופעל הלחץ ומאפשרים לתקליטור לעבור. לאחר מכן, הם חוזרים החוצה בכוח קפיץ מרכזי ולא נותנים לתקליטור להתרומם. כדי להוציא אותו, צריך ללחוץ על החלק הכסוף העליון (היכן שכתוב Push): פעולה זו דוחקת את הקפיץ ומפנה מקום לכדורים, שנופלים פנימה. נופלים זו המילה המדויקת – אם תנסו לשלוף את התקליטור כאשר המכשיר הפוך, הכדורים ייפלו לכיוון הלא-נכון בעת הלחיצה, יישארו בולטים והתקליטור לא ייצא.
בעיקרון הכל מוכן כעת להשמעת המוזיקה, אבל יש עוד בעיה קטנה: הלייזר, שמהווה סכנה לעיניים. צריך לדאוג שהוא יפעל רק כאשר המכסה השחור סגור. לשם כך הותקן בנגן מפסק בטיחות אנכי זעיר, בקצה האחורי של המעגל המודפס. זיז בולט במכסה העליון לוחץ על המפסק הזה רק כאשר המכסה סגור, וכך נסגר גם המעגל שמתיר את הפעלת הלייזר.
האם המפסק הזה הותקן מאחור משיקולי נוחות התכנון, או כדי להקשות על חכמים בלילה לתקוע שם קיסם ולעקוף את ההגנה? ייתכן שלעולם לא נדע. מה שבטוח, מפסקים שכאלה אפשר למצוא במכשירים רבים נוספים. בתוך גלאים של מערכות אזעקה, למשל, ישנו מפסק דומה שמכונה Tamper Switch, בתרגום חופשי "מפסק התעסקות": אם מישהו מנסה להתעסק עם הגלאי כדי לנטרל אותו ומסיר את הכיסוי הפלסטי, זיז פנימי מפסיק ללחוץ על המפסק – והמערכת המרכזית מזהה את השינוי ומגיבה בהתאם.
אם כבר מדברים על מערכות אזעקה, הנה עוד פריט טריוויה נחמד. בדרך כלל, כאשר מעגל חשמלי צריך לנטר משהו לא רציף, מתכננים אותו כך שהאירוע המנוטר יגרום לזרם לעבור בחוטים, וכשאין אירוע – אין זרם. זה גם תואם את השכל הישר וגם חוסך חשמל. גלאי אזעקה, לעומת זאת, עובדים הפוך: כל עוד לא קורה כלום הם מעבירים זרם, והם מפסיקים דווקא כשיש בעיה. למה? כדי שאם פולש זדוני ינסה לשתק אותם בערמומיות באמצעות חיתוך החוטים, הזרם יופסק והמערכת תזהה את הפגיעה.
נחזור לנגן שלנו. מתחת לפלסטיק מסתתרים שני מנועים: אחד שמסובב את התקליטור, ואחד שמניע את העדשה לפנים ולאחור לאורך הרדיוס שלו. בעוד שהמנוע הראשון צריך בסך הכל להסתובב במהירות ידועה – לא טריוואלי אבל גם לא בשמיים – המנוע השני צריך להניע את ראש הקריאה ברמת דיוק מטורפת של אלפיות מילימטרים, כדי לאתר ולקרוא את הפס הצר של הנתונים. איך עושים את זה?
בתמונה הבאה מוצג מבט מלמטה על המנגנון. בצד ימין למעלה רואים את המנוע שמסובב את התקליטור, ומשמאל למטה את המנוע של ראש הקריאה. תמסורת גלגלי שיניים יוצרת יחס העברה שממתן את מהירות הסיבוב, ומסתיימת בבורג חלזוני ארוך. ראש הקריאה עצמו כולל הברגה שמתלבשת על הבורג הזה, וכך סיבובי המנוע מיתרגמים לתנועות יציבות, איטיות יחסית ומדויקות מאד לפנים ולאחור.
למנוע הזה יש רק שני חוטים. כפי שמודגם בסרטון הבא בעזרת לוח ארדואינו, אם נעביר בהם זרם בכיוון אחד, ראש הקריאה ינוע כלפי חוץ – ואם בכיוון ההפוך, הוא ינוע כלפי פנים. בגלל התמסורת החלזונית, אם המנוע ינסה להזיז את ראש הקריאה מעבר לקצה ה"מסלול" שלו, הדבר יגרום לתקיעה מוחלטת ולנזק פוטנציאלי לגלגלי השיניים או למנוע. אז איך המערכת יודעת לעצור את ראש הקריאה בזמן?
לצורך כך הותקן, בקצה הפנימי של המסלול, מפסק בטיחות נוסף שנלחץ כאשר ראש הקריאה מגיע אליו, ומאותת למעבד הראשי שהראש הגיע לנקודת ההתחלה. מכאן, המעבד כבר יודע, כלומר הוגדר לו מראש, כמה סיבובי מנוע יידרשו כדי להביא את העדשה עד להיקף החיצוני של התקליטור.
עד עכשיו עסקנו כמעט אך ורק ברכיבים האלקטרו-מכניים של הנגן. מה עם האלקטרוניקה נטו? לרוע המזל, מהפרספקטיבה של פירוק ולמידה על סמך הסתכלות, לא היה כאן הרבה מה לעשות: התחכום הדרוש לקריאה ופענוח של תקליטור הוא רב, ופרט למספר קבלים ומתגים בולטים, קשה מאד להבחין מה בכלל יש במעגל המסובך והצפוף הזה, שלא לדבר על איך הוא עובד:
יחד עם זאת, יש משהו שבולט יחסית לעין (מסומן בחץ אדום בתמונה): מקום שמיועד, לפחות למראית עין, לג'וק מרובע, בדומה לזה שמימין למטה. אך הג'וק הזה פשוט לא שם. כל הסימנים מעידים שהוא גם אף פעם לא היה שם – המעגל יצא כך מן המפעל. וזו החידה עבורכם הפעם: למה יש שם הכנה לג'וק שאינו בנמצא?
