كيفية تصنيع مشغل الأقراص

القرص المضغوط هو وسيط ضوئي مخزن يحتوي على بيانات رقمية تسجل على سطحه، أما مشغل الأقراص المضغوطة هو جهاز يقرأ البيانات التي تسجّل عن طريق حزمة ضوئية ويعيد إنتاج المعلومات الأصلية بشكل دقيق مثل الموسيقى أو الصور أو البيانات.

مواد أولية لصناعة مشغل الأقراص:

يعد مشغل الأقراص المضغوطة قطعة متطورة من المعدات الإلكترونية، حيث يحتوي الجزء الخارجي البسيط على آليات داخلية معقدة لقراءة الإشارات الصوتية ومعالجتها وتحويلها إلى موسيقى شديدة الوضوح والنقاء، تشتمل المكونات المختلفة على خزانة مبيت ومجموعة التقاط بصرية ولوحات دوائر مطبوعة (PCBs)، والتي تحتوي على شرائح ميكروية توجه العمليات الإلكترونية للنظام.

عادة ما تكون الخزانة التي تضم متاهة المكونات مصنوعة من الألمنيوم الخفيف المقوى، أما الليزر فهو عبارة عن أنبوب من الزجاج صغير مملوء بالغاز ومصدر طاقة صغير لتوليد شعاع ليزر، بينما يتكون الصمام الثنائي الضوئي، وهو جزء شبه موصل ينعكس الضوء من القرص المضغوط إلى إشارة كهربائية بشكل عام من السيليكون أو الجرمانيوم، أما العدسات والمرايا في الالتقاط البصري مصنوعة من زجاج أو بلاستيك مصقول للغاية، يوجد هذا التجميع في حاوية بلاستيكية خاصة به.

غالبية المكونات الإلكترونية مثل المقاومات والمكثفات والترانزستورات موجودة في رقائق ميكروية متصلة بمركبات ثنائي الفينيل متعدد الكلور، غالباً تكون المادة الأساسية لهذه المكونات هي السيليكون، القرص المرن أو المضغوط عبارة عن قرص بلاستيكي من البولي كربونات قطره 4.75 بوصة ويحتوي على حوالي 74 دقيقة من المعلومات الصوتية، ليست كل المعلومات الموجودة على القرص عبارة عن موسيقى، حيث يتم استخدام بعضها لاكتشاف الأخطاء والمزامنة ولأغراض العرض.

من الناحية المفاهيمية يشبه تصميم مشغل الأقراص المدمجة تصميم مشغل الفونوغراف، يتم تدوير القرص المضغوط على قرص دوار، ويتم قراءة الصوت بواسطة جهاز الالتقاط ومع ذلك على عكس مشغل التسجيل لا يقوم المحرك بتدوير القرص الدوار بسرعة ثابتة، ولكنه يعدلها وفقاً لمسافة الالتقاط من مركز القرص الدوار، علاوة على ذلك فإن جهاز الالتقاط في مشغل الأقراص ليس قلم ميكانيكي، ولكنه شعاع ليزر ضوئي لا يتلامس مع القرص المضغوط.

كيفية تصنيع مشغل الأقراص:

في بيئة التصنيع اليوم لا توجد طريقة واحدة للتصنيع والتجميع، حيث يتم تصنيع المنتجات بشكل متزايد كمجموعات فرعية ويتم تجميعها معاً كمجموعات فرعية أكبر أو كمنتج نهائي، تسمح خطوط تشغيل الروبوتات والكمبيوتر بتثبيت أي جزء في أي حالة من حالات التجميع الفرعي في أي مرحلة من العملية.

يمكن تغيير التسلسل في دقائق للسماح بالتعديلات أو نقاط فحص مراقبة الجودة، وبالتالي فإن عملية التصنيع المفصلة هنا تتبع نهج مشابه لعملية التصنيع الفعلية المستخدمة في الصناعة، يتم وصف العملية أولاً من حيث التجميعات الفرعية المختلفة، ثم يوضح الوصف كيفية تجميع المجموعات الفرعية المختلفة معاً لصنع المنتج النهائي.

تجميع الالتقاط البصري الفرعي:

يتم تثبيت الليزر والديود الضوئي أسفل مشبك القرص ويجب أن تكون العدسات والمرايا المختلفة في المجموعة متباعدة ومحاذاة بشكل صحيح حتى تتمكن من التركيز وتوجيه الضوء حسب الضرورة، ثم يتم وضع المجموعة بأكملها في علبة بلاستيكية، يتم تصنيع العلبة من خلال عملية من عمليات تشكيل البلاستيك كالبثق أو القولبة بالحقن، كما يتم قطع العدسات والمرايا بالشكل المناسب ثم يتم صقلها بدقة باستخدام المواد الكاشطة.

تجميع فرعي لمحرك الأقراص:

يتم توصيل المحرك الذي سيحرك الالتقاط البصري بالتروس والحزام ويوضع على الهيكل المعدني، ثم إنّ درج التحميل يتوسط ويتم تثبيت محرك المغزل الذي سيقوم بتدوير القرص، بعد أن يتم استخدام المشبك الذي يوصل الالتقاط البصري به بجانب درج التحميل يتم تثبيت الدرج والمشابك ومحرك الالتقاط في درج التحميل، والذي يتم وضعه في خزانة مشغل الأقراص المضغوطة.

التجميع الفرعي للوحة الدوائر الإلكترونية:

آخر ما تم تجميعه هو المكونات الإلكترونية، حيث تم تصميم لوحات الدوائر بواسطة المصنعون باستخدام حزم التصميم بمساعدة الكمبيوتر (CAD)، وتتكون من قاعدة مغطاة بالنحاس تحتوي على نمط منقول عليها (إخفاء) من خلال طباعة الشاشة أو طريقة مماثلة، بعد أن يتم تغليفها بمادة حساسة للضوء يتم حفر المناطق المنقوشة لإنشاء لوح متعدد الطبقات التي تتكون من الترانزستورات والمكثفات المختلفة التي تشكل الدوائر.

التجميع النهائي:

بمجرد أن تصبح المجموعات الفرعية المختلفة جاهزة يتم توصيلها وربطها ببعضها البعض لإكمال التجميع النهائي، يتم تنفيذ معظم الأعمال التي يتم تنفيذها في هذه المرحلة من خلال عمال، ثمّ يتم اختبار مشغل الأقراص المضغوطة وإرساله من أجل التعبئة.

مراقبة الجودة:

يعد مشغل الأقراص المضغوطة جهاز متطور للغاية ويتم اعتماد تدابير صارمة لمراقبة الجودة من المرحلة الأولية إلى المرحلة النهائية من التصنيع لضمان الأداء السليم للمشغل وفقاً لمعايير الصناعة، نظراً لأن العديد من المكونات في مشغل الأقراص المضغوطة يتم تصنيعها بواسطة بائعين متخصصين، يجب أن تعتمد الشركة المصنعة للمشغل على هؤلاء البائعين لإنتاج أجزاء عالية الجودة، بعض العناصر الأكثر أهمية هي تلك الموجودة في مجموعة الالتقاط البصري.

العدسات والمرايا المستخدمة في الالتقاط بالليزر على سبيل المثال مصنوعة من زجاج عالي الجودة ويجب تجنب ملامسة الإنسان أثناء عملية التصنيع للحفاظ على أسطحها نظيفة وخالية من البقع، وبالمثل يجب تصنيع مكونات الدائرة الإلكترونية في بيئة “غرفة نظيفة”؛ لأنه حتى جسيم غبار واحد يمكن أن يتسبب في حدوث خلل في الدوائر.

فيما يتعلق بمراقبة الجودة وتصنيع المشغل، تقوم الشركان باختبار المجموعة الخاصة بمحرك الأقراص من أجل التأكد من المحاذاة بشكل صحيح للمحرك والمغزل والتروس وصينية التحميل، كما يتم اختبار الالتقاط البصري من أجل معرفة المحاذاة التي تناسب العدسات وشعاع الليزر، بمجرد تركيب المجموعات الفرعية معاً في الخزانة؛ أخيراً يتم اختبار كافة توصيلات الأسلاك من أجل معرفة الاتصال الكهربائي المناسب وواجهة صحيحة مع المكونات الأخرى.

تعد عمليات الفحص البصري للتحقق من الأحزمة والبكرات والتروس جزء لا يتجزأ من عملية مراقبة الجودة، حيث يتكون الفحص النهائي من تشغيل قرص اختبار يولد إشارات وأنماط خاصة مما يمكّن العمال من تعقب الأخطاء في النظام فضلاً عن ذلك.

المستقبل:

سارت تقنية نظام الأقراص أشواط طويلة في الأعوام القليلة الماضية، ويتم التعرف على تطبيقات جديدة خاصة بأنظمة الأقراص المضغوطة كل يوم، لقد شهد السوق بالفعل إدخال الأقراص المدمجة وأقراص الفيديو المدمجة والأقراص المدمجة التفاعلية، أحدث منتج قام بجذب المستهلكين هو قرص الصور المضغوط من كوداك، والذي يستطيع أن يعرض الصور على شاشات التلفزيون والكمبيوتر.