Кризисный твик: Арктур-006

[Leoniv]

Кризис набирает обороты, денег совсем нет. Купить что-то приличное нет возможности, остается твикать то, что уже есть. А есть "Арктур-006". Еще до кризиса удалось поменять шелл и картридж (на AT-95E). В целом аппарат устраивает, но ради хоть какого-то движения хочется его немного доработать. Недостатки мелкие, перечислю их в порядке убывания важности.

1. Очень не хватает подсветки иглы. Сложно попадать на соединительную канавку между треками. В том месте, где установлен проигрыватель, темно, а сделать стационарное освещение затруднительно. Поэтому хотелось бы иметь в самом проигрывателе подсветку. Или в виде башни, как в Technics SL-1200, или на самом тонарме.

2. Не устраивает механический автостоп. Его пришлось отключить, так как со временем увеличилось усилие, которое прикладывается к тонарму на внутренних канавках. Без автостопа пользоваться проигрывателем неудобно. Хочется сделать бесконтактный датчик автостопа и электромагнит в качестве исполнительного устройства, чтобы вообще не нагружать тонарм.

3. Не устраивает встроенный корректор, приходится пользоваться внешним. Хочется избавиться от лишнего ящика и встроить внутрь проигрывателя нормальный корректор. Хочу попробовать с токовым входом.

4. Этого практически не слышно, но на спектроанализаторе хорошо видно - есть рокот. По идее, этот рокот можно существенно уменьшить, если реализовать оптимальное управление двигателем. В связи с этим хотелось бы переделать всю электронику двигателя, сделать новую на основе микроконтроллера. Удивительно, но факт, чтобы полноценно заменить существующую простенькую аналоговую плату, нужен довольно мощный контроллер (планирую использовать STM32), который способен реализовать векторное управление синхронным электродвигателем.

5. Этого тоже не слышно, но немного неприятно. Скорость по рискам стробоскопа немного плавает, ее приходится периодически подстраивать. Если уж переделывать схему управления двигателем, то нужно добавить и кварцевую стабилизацию скорости. Но для этого нужно добавить датчик скорости с низким фазовым шумом. Сколько ни спрашивал на форумах про устройство катушек в Электроника ЭП-060, никто так и не ответил.

6. Ну и так, по мелочи. Например, новая логика управления, которую сможет реализовать тот же микроконтроллер, который будет управлять двигателем.

Controls.pdf

Кое-что из намеченного я уже сделал. Вообще, по модернизации "Арктур-006" написано очень много. К сожалению, большая часть - это разные домыслы, не подкрепленные ни теорией, ни результатами измерений.

Корпус вначале я хотел не трогать. Но потом нашел вариант доработки этого проигрывателя, который посеял зерно сомнений. А не сделать ли полностью новый деревянный корпус? Препятствием является то, что с деревом я никогда не работал и ничего в этом не понимаю. Как вариант, рассматривал лазерную резку фанеры, а затем склейку пакета. После обработки торцов все это дело оклеивается натуральным шпоном и покрывается лаком. Все шильдики гравируются лазером на двухслойном пластике. Я даже набросал дизайн-проект, который на одном из форумов раскритиковали.



Design6.pdf

Весь этот вариант под большими сомнениями. Очень трудно компоновать новый корпус, востанавливая линейкой и штангенциркулем чертежи ЭПУ G-2021 с габаритами всех деталей и координатами отверстий. Когда дело дошло до завес верхней крышки, так и вообще процесс застрял. Их конструкция с вязким демпфированием и торсионами разгрузки вписывается только в тонкостенный пластиковый корпус. Трудности также с расположением ножек, которые должны быть частично утоплены в поддон. Так пока выкройки для фанеры и не дочертил.

Вариант использования старого корпуса пока не отбрасываю. Он очень красивый, но немного неприятный своей гулкостью. Над ним я тоже немного поработал, сделал регулируемые ножки, снял старую краску, проклеил внутри шумоизоляцией. Стал намного более тихим, в таком виде он вполне устраивает. Но впереди сложный и сомнительный в плане результата процесс покраски.





Найден скан книги "ЭПУ G-2021 инструкция по ремонту".
Разыскивается информация по измерительной пластинке ИЗМ 0338/3-10 и ИЗМ 0338/2-8.
Разыскивается скан книги Полозов Ю.С. "Механизмы электропроигрывающих устройств".

[Sulphur]

Зато, говорят, на лампах получаются классные по звуку преды-корректоры (и вроде просто усилители). Не знаю, правда ли это.

[Leoniv]

Это сплетни. Нет ничего хорошего в звуке ламповой техники, зато есть целый букет недостатков.

[stan marsh]

Вы просто не умеете их готовить.

[Leoniv]

Просто у меня нет привычки верить слуховым галлюцинациям.

[Lenivo]

30 лет назад фирменные аппараты для простых смертных были вообще недоступны. Можно было только сходить в комиссионку на них посмотреть. Надоесть они никак не могли. Да и сейчас цены на нормальную технику немалые. Я только год назад смог позволить себе купить фирменный лазерный проигрыватель и кассетную деку. До этого пользовался разными обломками и самодельными аппаратами.Вложение 287548

Неужели в Белоруссии так плохо с доходами и техникой?

Доделал плату управления и оживил ее. Для проверки функционирования написал небольшой тестик, выкладываю.

Вложение 287547

Вложение 287548

По плате управления можно по подробней - интересно. Судя по фото готовая пром плата для микропроцессора - Какой процессор используете и Какой алгоритм на неё заводите (сильно упрощено поясните). Интересно.

[pyos]

30 лет назад фирменные аппараты для простых смертных были вообще недоступны.

Не надо рассказывать, вполне себе были. Фарцы жили чуть ли не в каждом доме

Надоесть они никак не могли.

Эти безвкусно выглядящие кирпичи мне и тогда не нравились, а уж к середине девяностых вообще опостылели...

На лампах делал аппаратуру в те времена, когда в деревне никаких других деталей найти было нельзя. Но как только транзисторы стали доступны, лампами заниматься бросил. Это сильно устаревшая элементная база, не имеющая никаких преимуществ (кроме экзотических случаев, например, получения высоковольтных импульсов и подобного).

Какое отношение имеют подобные самоделки к высококачественной аппаратуре?
PS вот лампы к ней имеют отношение непосредственное :

Доделал плату управления

Дело движется

Это сплетни. Нет ничего хорошего в звуке ламповой техники, зато есть целый букет недостатков.

То же можно сказать и про транзисторную

Просто у меня нет привычки верить слуховым галлюцинациям.

Т.е. если на слух звучит хорошо, то надо сопротивляться и назло самому себе слушать то, что звучит хуже, но собрано на "более лучшей" элементной базе?

[Leoniv]

Неужели в Белоруссии так плохо с доходами и техникой?

Плохо с доходами. Например, моя зарплата сейчас составляет примерно 120$. Даже на б/у аппарат она уйдет вся. А еще жить за что-то надо. Перебиваюсь всякими халтурками, кому плату разведу, кому что-то спаяю. Но в последнее время с этим стало туго, ни у кого денег нет, поэтому халтурок тоже значительно меньше стало.

По плате управления можно по подробней - интересно. Судя по фото готовая пром плата для микропроцессора - Какой процессор используете и Какой алгоритм на неё заводите (сильно упрощено поясните). Интересно.

Схему и разводку платы управления выложил. В качестве процессора используется временно STM32F100RBT6B, который установлен на готовой отладочной плате Discovery. В будущем будет другой процессор на своей плате, но пока я его не выбрал, все зависит от ресурсов, необходимых для векторного управления двигателем.

Control_sch.pdfControl_pcb.pdf

Не надо рассказывать, вполне себе были. Фарцы жили чуть ли не в каждом доме

Сказки какие-то. Фарцовщиков видел только под комиссионкой. Да и что с них толку, денег таких все равно не было.

вот лампы к ней имеют отношение непосредственное

Лампы не имеют никакого отношения к высококачественной аппаратуре. Лампы сегодня - это не более, чем фетиш.

Т.е. если на слух звучит хорошо, то надо сопротивляться и назло самому себе слушать то, что звучит хуже, но собрано на "более лучшей" элементной базе?

Да, примерно так. Но только не просто на "более лучшей" элементной базе, а с лучшими параметрами по приборам. Слух - очень ненадежный инструмент. Сегодня звучит хорошо, завтра плохо, стоит чуть повернуть голову - совсем по-другому, сесть в другом месте - по-третьему. Поэтому верить можно только приборам. Надо сказать, что и на слух мне больше нравится то, что лучше по приборам (например, на слух я предпочитаю компакт-диск аналоговым источникам). Но на слух не всегда можно надежно определить, что лучше, а что хуже.

Прикрутил порт USB. Плата теперь управляется от компьютера. Позже можно будет строить на компьютере графики разгона для двигателя.

[Leoniv]

Крайне медленно идет работа - не хватает знаний. Для начала решил попробовать повторить аналоговую систему управления двигателем, чтобы вообще понять, что это такое. Пока сделал на макетке.



Проверил без обратной связи - работает. Что интересно, при номинальной скорости 33 1/3 общий ток потребления платы составляет около 40 мА. А штатная плата Unitra в таких же условиях потребляет больше 140 мА.



Схема пока очень сырая, некоторые моменты не нравятся, надо переделывать. Кварцевую стабилизацию пока реализовать не успел. Без обратной связи поймать нужную скорость сложно, зато метки стоят неподвижно, совершенно нет качаний. Получается, обратная связь штатной платы вносит свой вклад в качание. По рокоту получилось примерно то же самое или чуть хуже (но это, возможно, из-за не совсем точной балансировки фаз).



Предварительная схема:Motor_control.pdf

[sashmich]

Проверил без обратной связи - работает. Что интересно, при номинальной скорости 33 1/3 общий ток потребления платы составляет около 40 мА. А штатная плата Unitra в таких же условиях потребляет больше 140 мА.

Штатная система управления мягко говоря недоразумение. Я сначала думал, другой элементной базы тогда не было, потом увидел схему Фишера и не понял почему её не повторили, а нарисовали своё. Микросхемы стоящие на выходе штатной схемы довольно сильно греются, а в аналогичном узле на операционнике, как у вас, транзисторы еле тёплые. Вот первый источник лишнего тока.

У меня собран работающий макет. Алгоритм программы повторяет работу аналоговой схемы. Вместо индуктивных датчиков стоят аналоговые датчики Холла. Два из них используются для измерения скорости вращения. Из микроконтроллера выходит ШИМ на усилители катушек статора. С двумя датчиками стабильность очень приличная. Встроил в программу микроконтроллера на время отладки измеритель детонации, с одним датчиком было 0,25 в среднем, с двумя 0,04. У меня есть 4 арктуровских диска, все с разной неравномерностью. Видимо в этом причина того, что у кого-то метки "стоят", а у кого-то "шатаются".

А с корпусом пока творческая пауза.

[Leoniv]

Штатная система управления мягко говоря недоразумение. Я сначала думал, другой элементной базы тогда не было, потом увидел схему Фишера и не понял почему её не повторили, а нарисовали своё.

Недоразумением я бы ее не назвал, штатная система вполне нормально справляется с управлением двигателем, не считая не очень хорошей стабильности скорости. По крайней мере, мне пока не удалось сделать что-то работающее лучше. Что касается элементной базы, тут согласен, выбрана она странно. Использовать микросхемы УНЧ для питания обмоток двигателя - решение не очень хорошее по сравнению с изящным решением умощненного транзисторами ОУ, которое применено в Fisher. В инженерии вообще много субъективизма. Вероятно, кому-то из разработчиков больше нравилось интегральное решение, оно казалось более "крутым".

Микросхемы стоящие на выходе штатной схемы довольно сильно греются, а в аналогичном узле на операционнике, как у вас, транзисторы еле тёплые. Вот первый источник лишнего тока.

По данным из datasheet, UL1403P имеет типовой ток потребления 23 мА. При напряжении питания 18 В это дает рассеиваемую мощность более 0.4 Вт. И это без всякой нагрузки. Смешно, что самодельщики тоже стремятся здесь применить подобные микросхемы. Например, есть проект, где вместо UL1403P применены TDA2030. Но у них собственное потребление еще выше - целых 40 мА! Этим страдают любые микросхемы УНЧ, где для получения низких искажений вынуждены делать ток покоя большим.

Еще один недостаток таких микросхем - максимальное выходное напряжение заметно ниже напряжения питания. Поскольку здесь напряжение питания ограничено, дополнительные потери нежелательны. Чтобы получить хорошую динамику разгона-торможения, желательно обеспечить на обмотках двигателя максимально возможное напряжение. Поэтому планирую изменить схемотехнику выходных каскадов, сделать их Rail-to-Rail по выходу.

Кстати, есть ли в Вашей реализации режим торможения? На мой взгляд, долгая остановка диска выглядит очень плохо, не зря в Fisher MT-6250 пошли на усложнение и добавили активное торможение. Для реверсирования двигателя требуется инвертировать сигналы всех фаз. Когда сигналы формируются микроконтроллером, с этим не должно быть проблем. Я планировал сделать амплитуду сигнала знаковым числом, тогда регулятор будет автоматически инвертировать напряжение, если ему дать задание снизить скорость. А вот при аппаратной реализации требуется некоторое усложнение схемы.

У меня собран работающий макет. Алгоритм программы повторяет работу аналоговой схемы. ... Из микроконтроллера выходит ШИМ на усилители катушек статора.

Помню, Вы здесь уже описывали это. Но тогда я сам еще не приступил к работе с двигателем, поэтому уточняющих вопросов не задавал. Теперь меня очень интересуют подробности реализации. Если повторяете работу аналоговой схемы, значит оцифровываете 3 синусоидальных сигнала с датчиков Холла и выдаете их в виде 3 ШИМ на выход, только промасштабировав амплитуду согласно сигналу регулятора скорости. Если так, то пропускать сигналы через микроконтроллер не имеет смысла. Это делается только для регулировки их амплитуды, что можно сделать другими способами. Например, регулировкой с помощью единственного ШИМ напряжения питания датчиков Холла. Или масштабировать сигналы, перемножив их с сигналом ШИМ с помощью ключей, как сделано в этом проекте. У меня регулируется уровень сигнала питания индуктивных датчиков.

В дальнейшем планирую сделать другой макет, где буду оцифровывать 3 синуса с датчиков положения, вычислять угол ротора, затем по таблице синуса формировать 3 значения, сдвинутые на 120 градусов и выводить их во внешний SPI ЦАП. Сложность программной обработки увеличивается, но есть сомнение, что качество работы двигателя станет лучше. В моем варианте аналоговой схемы искажения синуса меньше, чем в оригинальной. За счет применения прецизионных активных детекторов. Но никакого улучшения это не вызвало.

Вместо индуктивных датчиков стоят аналоговые датчики Холла.

А что толкнуло на такой шаг? Я старался не трогать конструкцию двигателя. К тому же, датчики Холла очень трудно найти. По точности работы, вроде, разницы не будет, основная погрешность - это неравномерность намагничивания магнита ротора. Или замена сделана только из желания избавиться от ВЧ питания датчиков? У себя формирую сигнал 62.5 кГц с помощью ШИМ, фильтром выделяю первую гармонику. При изменении скважности меняется и уровень первой гармоники, таким образом регулирую уровень сигнала.

Два из них используются для измерения скорости вращения. С двумя датчиками стабильность очень приличная.

Помню, про это Вы тоже писали. А можно узнать более подробно? Я так понимаю, идея состоит в том, что скорость измеряется по разнице времени срабатывания двух соседних датчиков, когда возле них проходит один и тот же полюс магнита ротора. Расстояние между датчиками известно, это время сразу даст скорость, неравномерность расположения полюсов сказываться не будет. Датчики Холла выдают синусоидальный сигнал. Вы анализируете время между переходами через ноль? Как это реализовано, программно?

Upd: но ведь измеренный интервал не даст абсолютной точности частоты вращения. Точное расстояние между датчиками неизвестно, а самое главное, чувствительность датчиков и величина зазоров не одинакова. Причем чувствительность может меняться со временем, с температурой и т.д. Такой способ измерения дает хорошую точность измерения мгновенной скорости, но не средней. А среднюю надо определять по частоте импульсов с одного датчика.

Можно измерять скорость сразу двумя парами датчиков (A-B и B-C), усредняя значение. Тогда еще немного можно уменьшить погрешность.

Для уменьшения влияния неравномерности намагничивания магнита я планировал использовать индукционный датчик, который охватывает почти 180 градусов ротора. Даже вырезали лазером каркас. Но это дополнительный конструктивный элемент, использование штатных датчиков было бы красивей.

Встроил в программу микроконтроллера на время отладки измеритель детонации, с одним датчиком было 0,25 в среднем, с двумя 0,04.

Я тоже планировал встроить. Для этого надо добавить формирователь и возможность подключения к нему выхода усилителя-корректора. Какой трек измерительной пластинки используете для измерения детонации, 1 кГц?

У меня есть 4 арктуровских диска

Круто! Тоже хотелось иметь какую-то статистику. Вывесил объявление в барахолку, что куплю Арктур-006 на запчасти. Но пока предлагали только рабочие, а ценник на них взлетел о-го-го! Народ рассмотрел, что аппарат хороший.

А с корпусом пока творческая пауза.

По корпусу я больше всего рад, что освободился от влияния аудиофилов, которые склоняли меня к деревянному корпусу. Мне всегда больше нравился пластиковый, тем более, арктуровский корпус очень красивый и четко следует стилю 80-х. Новые шильдики и панель управления я уже сделал, осталось только корпус покрасить. Здесь есть две проблемы.

1. Самодельная покраска совершенно непрочная. К примеру, была у меня мышка, покрашенная цветом металлик. Использовал ее лет 5, краска местами протерлась. Перекрасил из баллончика, краска протерлась за месяц. Разница просто разительная. Конечно, проигрыватель никто не будет тереть руками, но, боюсь, очень скоро самодельная покраска станет страшной. В последнее время в магазинах появились новые виды краски, например, epoxy специально для бытовой техники. Но практических отзывов пока не встречал.

2. В процессе покраски к корпусу прилипнет пыль, комары, мухи, пыльца цветов. Покраска будет страшной уже с самого начала. Где и как найти помещение, подходящее для покраски, ума не приложу. Даже не знаю, что именно искать.

[asnazpost]

Красить лучше всего где нибудь в атомастерской, сам к этому склоняюсь, думаю это будет не очень дорого учитывая небольшие размеры. Зато сделают качественно, у них и пульверизаторы нормальные и покрасочная камера есть и цвет подберут. Краска в баллончике часто фуфло полное, стирается на ура , мне попалась, что и элементарным спиртом растворяется, так что это не вариант.
Что касаемо штатной схемы управления. С родной платой у меня и метки шатались и температурный дрейф был приличный. Схему управленя сделал заново, выходные усилители как описано в Радио, остальная часть схемы как в Арктуре, только на наших деталях. От Фишера взял схему формирования опорного напряжения для стабилизатора скорости. Транзисторы диф. каскада подобрал по коэффициенту усиления, коммутацию скоростей реализовал через реле. В результате метки стоят не подвижно, пропал температурный дрейф. Так что аналоговая схема управления очень даже ничего при правильной настройке и реализации.

[sashmich]

Кстати, есть ли в Вашей реализации режим торможения? На мой взгляд, долгая остановка диска выглядит очень плохо, не зря в Fisher MT-6250 пошли на усложнение и добавили активное торможение. Для реверсирования двигателя требуется инвертировать сигналы всех фаз. Когда сигналы формируются микроконтроллером, с этим не должно быть проблем. Я планировал сделать амплитуду сигнала знаковым числом, тогда регулятор будет автоматически инвертировать напряжение, если ему дать задание снизить скорость. А вот при аппаратной реализации требуется некоторое усложнение схемы.

Да, торможение будет работать. Когда целевое значение частоты изменится, вплоть до нуля, система автоматического регулирования будет стремиться её поддерживать, соответственно диск остановится. Сигнал ошибки станет отрицательным и возникнет тормозящий момент. Специально этот режим не испытывал, но если разогнать диск рукой, то он очень быстро стабилизируется обратно. Все как Вы написали.

Помню, Вы здесь уже описывали это. Но тогда я сам еще не приступил к работе с двигателем, поэтому уточняющих вопросов не задавал. Теперь меня очень интересуют подробности реализации. Если повторяете работу аналоговой схемы, значит оцифровываете 3 синусоидальных сигнала с датчиков Холла и выдаете их в виде 3 ШИМ на выход, только промасштабировав амплитуду согласно сигналу регулятора скорости. Если так, то пропускать сигналы через микроконтроллер не имеет смысла. Это делается только для регулировки их амплитуды, что можно сделать другими способами. Например, регулировкой с помощью единственного ШИМ напряжения питания датчиков Холла. Или масштабировать сигналы, перемножив их с сигналом ШИМ с помощью ключей, как сделано в этом проекте. У меня регулируется уровень сигнала питания индуктивных датчиков.

В дальнейшем планирую сделать другой макет, где буду оцифровывать 3 синуса с датчиков положения, вычислять угол ротора, затем по таблице синуса формировать 3 значения, сдвинутые на 120 градусов и выводить их во внешний SPI ЦАП. Сложность программной обработки увеличивается, но есть сомнение, что качество работы двигателя станет лучше. В моем варианте аналоговой схемы искажения синуса меньше, чем в оригинальной. За счет применения прецизионных активных детекторов. Но никакого улучшения это не вызвало.

Привлекла простота аппаратной части. Всю нехитрую обработку делает контроллер, один корпус. Разрядности АЦП у STM32 хватает с избытком, синусоида на выходе очень красивая.
Первый вариант у меня как раз был с расчетами положения ротора по двум датчикам, были проблемы с линейностью получаемого значения угла, и ради эксперимента решил попробовать второй вариант. Его работа сразу понравилась, и сложилось ощущение что усложнять дальше не стоит. Так и оставил.

А что толкнуло на такой шаг? Я старался не трогать конструкцию двигателя. К тому же, датчики Холла очень трудно найти. По точности работы, вроде, разницы не будет, основная погрешность - это неравномерность намагничивания магнита ротора. Или замена сделана только из желания избавиться от ВЧ питания датчиков? У себя формирую сигнал 62.5 кГц с помощью ШИМ, фильтром выделяю первую гармонику. При изменении скважности меняется и уровень первой гармоники, таким образом регулирую уровень сигнала.

Да, в рознице датчики Холла у нас по 200-280 рублей. Китайцы на Aliexpress за эти деньги присылают 10 шт. Надо только подождать около месяца.
Они очень хорошо работают, при зазоре до диска около 1-2 мм и напряжении питания 5 вольт, выходной сигнал имеет амплитуду порядка 1.5 - 2 вольт. Толкнуло то, что я случайно повредил одну из катушек. И желание сделать простую красивую схему. Когда разрабатывали Арктур таких датчиков не было.

Помню, про это Вы тоже писали. А можно узнать более подробно? Я так понимаю, идея состоит в том, что скорость измеряется по разнице времени срабатывания двух соседних датчиков, когда возле них проходит один и тот же полюс магнита ротора. Расстояние между датчиками известно, это время сразу даст скорость, неравномерность расположения полюсов сказываться не будет. Датчики Холла выдают синусоидальный сигнал. Вы анализируете время между переходами через ноль? Как это реализовано, программно?

Upd: но ведь измеренный интервал не даст абсолютной точности частоты вращения. Точное расстояние между датчиками неизвестно, а самое главное, чувствительность датчиков и величина зазоров не одинакова. Причем чувствительность может меняться со временем, с температурой и т.д. Такой способ измерения дает хорошую точность измерения мгновенной скорости, но не средней. А среднюю надо определять по частоте импульсов с одного датчика.

Можно измерять скорость сразу двумя парами датчиков (A-B и B-C), усредняя значение. Тогда еще немного можно уменьшить погрешность.

Да, совершенно верно, датчики расположены как на энкодере, со сдвигом в пределах одного периода. В данном случае 120 гр. Цифровые сигналы получаются с помощью компаратора с небольшим гистерезисом. В микроконтроллере подсчёт скорости реализован на таймере, а как его сбрасывать и запускать по внутренним событиям я пока не разобрался, поэтому компараторы.
Датчики расположены вплотную друг к другу, неподвижно, думаю их параметры в большинстве случаев будут изменяться примерно одинаково. Практика покажет. Пока работает хорошо.

Я тоже планировал встроить. Для этого надо добавить формирователь и возможность подключения к нему выхода усилителя-корректора. Какой трек измерительной пластинки используете для измерения детонации, 1 кГц?

Круто! Тоже хотелось иметь какую-то статистику. Вывесил объявление в барахолку, что куплю Арктур-006 на запчасти. Но пока предлагали только рабочие, а ценник на них взлетел о-го-го! Народ рассмотрел, что аппарат хороший.

Пластинки у меня нет. Детонацию измеряю по повторяемости отсчетов с датчика скорости и сравнению их с заданным значением. Так как задачи получить абсолютные значения детонации пока нет, то решил оценить качество работы привода таким относительным методом. На глаз, по "шатанию" меток в пределах 1-2 мм это затруднительно, а тут - число.
С Арктурами получилось так. Искал вертушку в начале 2015 года, купил два нерабочих за 1500 руб, собрал из них один, слушаю его, следующий брат нашел за 1000 руб, что-то в нём не хватало, взяли с моего второго. Ну и четвертый я искал на запчасти целенаправленно на Авито, за 1200 его продали, и тут-же у меня с него купили плату управления двигателем за 500 руб и петлю крышки за 200. Еще у коллеги по работе такой проигрыватель. Так набралась статистика. Из 5 дисков, которые я видел, три нормальные, на вертушках, два "неравномерные", они на опытах. А сейчас да, за Арктуры по 5 тыс. хотят.

[Leoniv]

Красить лучше всего где нибудь в атомастерской, сам к этому склоняюсь, думаю это будет не очень дорого учитывая небольшие размеры. Зато сделают качественно, у них и пульверизаторы нормальные и покрасочная камера есть и цвет подберут.

Такой вариант я тоже рассматривал, даже цену узнавал. Называют 20$. Почему сомневаюсь - цвет краски подобрать это одно. Но еще бывает разная текстура. Не хотелось бы, чтобы получилось с блеском. И слой краски хочется иметь тонкий, чтобы острые грани корпуса не скруглились. Может это все возможно объяснить, но я боюсь, что на выходе получу не то, что хотел. Да и с пластиком вопрос. В автомобилях бампера из другого пластика, а тут легко растворяемый полистирол. Неправильным выбором краски можно загубить поверхность.

Схему управленя сделал заново, выходные усилители как описано в Радио, остальная часть схемы как в Арктуре, только на наших деталях. От Фишера взял схему формирования опорного напряжения для стабилизатора скорости. Транзисторы диф. каскада подобрал по коэффициенту усиления, коммутацию скоростей реализовал через реле. В результате метки стоят не подвижно, пропал температурный дрейф.

Дрейф мог пропасть. А вот что конкретно повлияло не неподвижность меток - непонятно. Как мне кажется, в штатной схеме неправильно выбрана частота среза и усиление петли регулирования. Но пока детально с этим не разбирался, выводы делать рано.

Да, торможение будет работать. Когда целевое значение частоты изменится, вплоть до нуля, система автоматического регулирования будет стремиться её поддерживать, соответственно диск остановится. Сигнал ошибки станет отрицательным и возникнет тормозящий момент.

Сигнал ошибки - да, но вместе с ним и выходные напряжения фаз должны поменять знак. У Вас цифровая реализация, там с этим просто. А в аналоговой версии сигнал не может инвертироваться, нужно усложнять схему.

Привлекла простота аппаратной части. Всю нехитрую обработку делает контроллер, один корпус. Разрядности АЦП у STM32 хватает с избытком, синусоида на выходе очень красивая.

Т.е. я правильно понял, оцифровываете сигналы с датчиков, умножаете их на выходное значение регулятора, затем выводите в ШИМ? Таблицу синуса не используете?

Первый вариант у меня как раз был с расчетами положения ротора по двум датчикам, были проблемы с линейностью получаемого значения угла, и ради эксперимента решил попробовать второй вариант. Его работа сразу понравилась, и сложилось ощущение что усложнять дальше не стоит.

Получение угла - задача непростая, мы это уже обсуждали, обычно используют ATO. Попробую сделать это с индуктивным датчиком. Преимущество такого пути - синус генерируется по таблице, искажения его малы (хотя неточное измерение угла может свести это на нет). Да и вопрос - нужен ли вообще неискаженный синус в плане получения низкого рокота? Еще можно точно подстроить фазовый сдвиг между всеми выходами. А также амплитуду каждого выхода. Хотя последнее можно сделать и в простой реализации. Кстати, а как Вы делаете первоначальный баланс фаз? От него очень сильно зависит первая гармоника рокота. Спектр рокота не пробовали снимать на вводной канавке любого диска?

Tолкнуло то, что я случайно повредил одну из катушек.

Тут народ писал, что эти катушки успешно перематывали. Впрочем, на датчиках Холла решение еще красивей. Такие датчики существовали давно, они применялись в прямоприводных двигателях кассетных дек. В отечественной Вега-120 тоже использовались, и были основной причиной поломки. Потом годами аппараты стояли в ремонте, найти такие датчики было крайне сложно. А сейчас доступны фирменные датчики.

В микроконтроллере подсчёт скорости реализован на таймере

А как Вы определяете реальную скорость диска? Если брать сигнал с одного датчика, тогда все ясно, частота 33 1/3 Гц даст как раз номинальную скорость. А с интервалом как? Допустим, таймер насчитал какое-то количество тиков. Но какая при этом скорость?

как его сбрасывать и запускать по внутренним событиям я пока не разобрался

Возможно, получится использовать analog watchdog STM32. При достижении некоторого кода АЦП будет возникать прерывание.

[sashmich]

Дрейф мог пропасть. А вот что конкретно повлияло не неподвижность меток - непонятно.

В ходе экспериментов заметил, что на неравномерность вращения в том числе оказывает влияние центровка диска. На моём проигрывателе резиновый мат также имеет дисбаланс. Так вот подбирая взаимное расположение мата и диска, удалось добиться минимального "шатания" меток по стробоскопу. Было так, что снял - поставил диск и метки вели себя по разному. Когда догадался в чём дело, поставил риски на диске и мате, таким образом чтоб их дисбаланс компенсировался. Как вариант, может тоже так..

Как мне кажется, в штатной схеме неправильно выбрана частота среза и усиление петли регулирования. Но пока детально с этим не разбирался, выводы делать рано.

Учитывая не очень высокие требования к быстродействию системы, диск проигрывателя не очень сложный объект управления, там есть запас устойчивости. Штатная схема не обеспечит такой коэффициент усиления что-бы его раскачать.

Т.е. я правильно понял, оцифровываете сигналы с датчиков, умножаете их на выходное значение регулятора, затем выводите в ШИМ? Таблицу синуса не используете?

Да, совершенно верно. С таблицей был первый вариант, но он требует доработки. Я как-то стал склоняться к тому, что в этом приводе это лишнее. Но сделать было-бы интересно.

Кстати, а как Вы делаете первоначальный баланс фаз? От него очень сильно зависит первая гармоника рокота. Спектр рокота не пробовали снимать на вводной канавке любого диска?

До снятия спектров ещё не дошёл, у меня макет, там тонарма нет, на фото видно. Баланс фаз делается подбором коэффициентов в программе, и смотрю что-бы амплитуды переменных выходного сигнала были одинаковыми. Для этого удобно использовать STM32 Studio. Есть идея на будущее сделать эту регулировку автоматической при включении. Мало-ли что уплывёт.

Тут народ писал, что эти катушки успешно перематывали.

Пробовал. У меня не такие тонкие пальцы.

А как Вы определяете реальную скорость диска? Если брать сигнал с одного датчика, тогда все ясно, частота 33 1/3 Гц даст как раз номинальную скорость. А с интервалом как? Допустим, таймер насчитал какое-то количество тиков. Но какая при этом скорость?

Реальную скорость определяю по стробоскопу 100 гц. Он сделан на отдельном таймере.

Сегодня подумал, может сделать дополнительно ещё один частотомер, который будет измерять скорость диска классически, одним датчиком, и попробовать систему с упреждением по сигналу ошибки скорости. Использовать для этого один из имеющихся датчиков, первый по ходу вращения, по нему можно определить увеличение или уменьшение длинны очередной пары полюсов. Сейчас-же работает обычная САР, она реагирует на уже изменившееся значение скорости, "догоняет" нормальные обороты.
... Хайэнд конечно так не делают, там прецезионные тяжёлые диски из заговорённой чугунины. А у нас криво намагниченная 20 лет назад поляками полоса из ферромагнетика.

[Leoniv]

В ходе экспериментов заметил, что на неравномерность вращения в том числе оказывает влияние центровка диска. На моём проигрывателе резиновый мат также имеет дисбаланс.

Проверю более внимательно. Зависимости от положения мата у себя не замечал. Вообще, метки хорошо стоят, особенно при работе привода без обратной связи. Возможно, мне просто повезло с диском, должной статистики у меня нет. Балансировку диска можно проверить, но для этого придется сделать какое-то приспособление, где его можно вывесить диск с осью на ножах. Пока до этого руки не дошли.

Учитывая не очень высокие требования к быстродействию системы, диск проигрывателя не очень сложный объект управления

Думаю, как раз наоборот - быстродействие надо повышать, чтобы компенсировать возмущения, которые появляются из-за неравномерности намагничивания ротора. Не зря же в кварцованных приводах стараются сделать как можно более высокой частоту с датчика скорости. Для этого там используется дополнительная катушка, а напротив расположена зона магнита с большим числом полюсов, в то время как число полюсов основного магнита в классических DD невелико (например, 16). У нас количество полюсов задано (120), для повышения скорости работы петли ФАПЧ в том же Fisher MT-6250 удваивают частоту с датчика. Ну и понятно, что для получения компенсации неравномерности сигнал с датчика вращения должен иметь малый джиттер. Тут брать сигнал со штатных датчиков, каждый из которых чувствует только один полюс, нельзя. Не зря в том же Fisher MT-6250 установлена дополнительная катушка датчика, охватывающая несколько полюсов сразу.

Да, совершенно верно. С таблицей был первый вариант, но он требует доработки. Я как-то стал склоняться к тому, что в этом приводе это лишнее. Но сделать было-бы интересно.

Тоже есть чувство, что никакого улучшения это не даст, но попробовать обязательно надо. Появляются новые возможности - можно подстраивать сдвиг фаз между сигналами датчиков и фазами, а также между разными фазами. В результате на выходе этих экспериментов я планирую получить две версии системы управления: одна минимальная, которая в точности заменит штатную систему, но только с кварцевой стабилизацией, вторая - максималистская, которая генерирует синусы по таблице, использует дополнительный датчик скорости и обслуживает дисплей с датчиком положения тонарма.

До снятия спектров ещё не дошёл, у меня макет, там тонарма нет, на фото видно.

Было бы очень интересно увидеть спектр рокота. Это же основное, ради чего все затеяно.

По коэффициенту детонации, данные для которого Вы приводили: правильно ли я понял? Вы измеряете мгновенную скорость по интервалу между имульсами с соседних датчиков. А затем измеряете паразитную ЧМ этой скорости. А если измерить частоту импульсов с одного датчика, у нее будет более высокая паразитная ЧМ. Именно эти значения Вы приводили?

Баланс фаз делается подбором коэффициентов в программе, и смотрю что-бы амплитуды переменных выходного сигнала были одинаковыми.

С балансом получается интересная штука. У меня сейчас установлены раздельные подстроечники на амплитуду и смещение. Это типично для настройки DD двигателей, обычно есть регулировки GAIN и OFFSET для каждой фазы. Но когда я регулирую GAIN, в спектре рокота практически ничего не меняется. А когда регулирую OFFSET, это сильно влияет на рокот, особенно на первую гармонику, которую можно подавить практически полностью. И эта точка регулировки совпадает с той, когда без диска на выходах усилителей получены одинаковые напряжения с точностью до милливольт. Вы балансируете DC на фазах без диска?

И еще наблюдение: на входы усилителей приходят практически одинаковые по амплитуде сигналы. Усилители токовые, на датчиках тока тоже сигналы одинаковые. Но напряжение на выходах усилителя разное. У меня на средней катушке (фаза B) оно заметно выше. И еще: сигнал на датчиках тока имеет синусоидальную форму. А напряжение на катушках фаз заметно искажено. Причем это не насыщение магнитопровода, искажения не зависят от уровня сигнала. Back EMF тоже близка к синусу, таких искажений вызвать не может. Это что-то похожее на взаимодействие фаз между собой через общий магнитопровод. Надо разбираться.

Для этого удобно использовать STM32 Studio.

Я для таких целей использую самодельные утилиты. Сейчас делаю и для проигрывателя. Будет что-то подобное вот этой утилите, которую я использовал для настройки паяльной станции. Протокол обмена и исходники будут открыты.

Есть идея на будущее сделать эту регулировку автоматической при включении. Мало-ли что уплывёт.

Уплыть, вероятно, могут только датчики Холла. С этой точки зрения вариант с табличным формированием синуса предпочтительней. Для автоматической балансировки понадобится задействовать дополнительные каналы АЦП, плюс схемы нормировки сигналов с датчиков тока.

Кстати, нагрев микросхем в штатной схеме управления зависит от точности балансировки. Возможно это одна из причин выхода их из строя. Просто плохая настройка.

Реальную скорость определяю по стробоскопу 100 гц.

Это временная мера. Система кварцевой стабилизации должна знать реальную скорость, иначе ничего не получится.

Сегодня подумал, может сделать дополнительно ещё один частотомер, который будет измерять скорость диска классически, одним датчиком

Идея интересная. Никто не запрещает работать одновременно двум петлям САР, если они будут иметь разные постоянные времени. Одна петля относительно быстрая, с малым значением интегрального коэффициента, она будет работать по двум датчикам и обеспечивать стабильность мгновенной скорости. Вторая петля более медленная, она будет работать по одному датчику и обеспечивать стабильность средней скорости.

Хотя при наличии качественного датчика можно обойтись одной петлей. Но это требует изготовления такого датчика. Мне как раз предстоит намотка датчика. Проектируя форму каркаса, задался вопросом: какой должна быть форма обмоток, чтобы получить ЭДС наиболее близкой к синусоидальной? Ответа на этот вопрос не нашел, сделал интуитивно. Посмотрим, что получится.

... Хайэнд конечно так не делают, там прецезионные тяжёлые диски из заговорённой чугунины.

Это консервативный подход. DD с быстродействующей САР как раз способны обеспечить наилучшие характеристики с легким диском. Момент инерции диска только затрудняет работу САР. Но тут мы не можем выбирать. Готовый диск дан свыше.

А у нас криво намагниченная 20 лет назад поляками полоса из ферромагнетика.

Тем не менее, качество этого привода вполне достаточное. По крайней мере, лучше роликов и пассиков, и его можно приблизить к хорошим DD.

[sashmich]

Балансировку диска можно проверить, но для этого придется сделать какое-то приспособление, где его можно вывесить диск с осью на ножах.

Я это делал на двух табуретках положенных на бок, сидушками друг к другу. И между ними на ребра сидушек на оси ставил диск. Ребра ламинированые и ровные. Балансировал свинцовыми грузиками из шиномонтажа, они на липучке.

Думаю, как раз наоборот - быстродействие надо повышать, чтобы компенсировать возмущения, которые появляются из-за неравномерности намагничивания ротора. Не зря же в кварцованных приводах стараются сделать как можно более высокой частоту с датчика скорости.

Это понятно, частота обновления датчика скорости лишней не бывает. Я про систему в общем. В разумных значениях коэффициента усиления П-регулятора она будет устойчивой.

Было бы очень интересно увидеть спектр рокота. Это же основное, ради чего все затеяно.

Склоняюсь с деревянному и массивному корпусу как раз в надежде уменьшить рокот. Оптимальная и точная настройка амплитуд фаз само собой.

По коэффициенту детонации, данные для которого Вы приводили: правильно ли я понял? Вы измеряете мгновенную скорость по интервалу между имульсами с соседних датчиков. А затем измеряете паразитную ЧМ этой скорости. А если измерить частоту импульсов с одного датчика, у нее будет более высокая паразитная ЧМ. Именно эти значения Вы приводили?

Совершенно верно. Отклонение мгновенной частоты вращения от заданной.
Забыл написать, что в качестве эксперимента поставил второй блок катушек статора и соединил их последовательно. Отклонение мгновенной частоты стало еще меньше, в среднем 0.038. Это наименьшее значение достигнуто при диаметральном расположении статоров напротив друг друга. Так-же улучшилась динамика разгона диска, это побочный параметр, но всё-же.

Вы балансируете DC на фазах без диска?

Я подбирал коэффициенты, добиваясь одинаковых амплитуд фаз, и смещение по постоянке в том числе. Как раз сначала убираю постоянную составляющюю, а затем умножением выравниваю амплитуды.

И еще наблюдение: на входы усилителей приходят практически одинаковые по амплитуде сигналы. Усилители токовые, на датчиках тока тоже сигналы одинаковые. Но напряжение на выходах усилителя разное. У меня на средней катушке (фаза B) оно заметно выше. И еще: сигнал на датчиках тока имеет синусоидальную форму. А напряжение на катушках фаз заметно искажено. Причем это не насыщение магнитопровода, искажения не зависят от уровня сигнала. Back EMF тоже близка к синусу, таких искажений вызвать не может. Это что-то похожее на взаимодействие фаз между собой через общий магнитопровод. Надо разбираться.

При замере сопротивлений катушек статора оказалось, что у меня они имеют разброс от 31 до 34 ом. Поэтому напряжения на катушках разных фаз может отличаться. Искажения формы напряжений тоже замечал.

Идея интересная. Никто не запрещает работать одновременно двум петлям САР, если они будут иметь разные постоянные времени. Одна петля относительно быстрая, с малым значением интегрального коэффициента, она будет работать по двум датчикам и обеспечивать стабильность мгновенной скорости. Вторая петля более медленная, она будет работать по одному датчику и обеспечивать стабильность средней скорости.

Нет, контур один. Но в него можно добавить "предсказывающий" коэффициент, от одного датчика скорости. Этот датчик будет измерять фактическое растояние между полюсами, и в зависимости от измеренного будет меняться коэффициент.
Можно сказать, что такая САР будет ещё меньше мешать плавно вращаться диску.

[Leoniv]

Склоняюсь с деревянному и массивному корпусу как раз в надежде уменьшить рокот.

Было бы интересно произвести сравнительные замеры. Буду огорчен, если деревянный корпус действительно уменьшает рокот.

Нет, контур один. Но в него можно добавить "предсказывающий" коэффициент, от одного датчика скорости. Этот датчик будет измерять фактическое растояние между полюсами, и в зависимости от измеренного будет меняться коэффициент.
Можно сказать, что такая САР будет ещё меньше мешать плавно вращаться диску.

Не совсем понимаю, что в данном контексте значит "предсказание". Обычно это параметрическое изменение какой-то величины по известному закону. Но в данном случае неравномерность намагничивания ротора носит хаотический характер, предсказать эту неравномерность даже на шаг вперед невозможно. В принципе, если сделать датчик нулевого угла поворота диска, то можно прописать весь диск и занести в память вместе со всеми неравномерностями. Но стоит ли? Так или иначе, алгоритмически можно вытянуть многое из датчиков положения. Это имеет ценность для электроники, которая устанавливается взамен штатной. Но я пока делаю ставку на отдельный датчик скорости. Получится ли он, пока трудно сказать. Не хватает времени активно заниматься проектом.

[Violar]

Есть Арктур с метками, "плавающими" с частотой равной скорости оборотов диска. Как уже здесь описывал уважаемый автор, качок происходит в момент, когда стык магнитной полосы проходит напротив датчика. В связи с этим подумалось, почему бы не сделать оптический датчик положения, а 120 рисок размерять и напечатать на подходящем листе бумаги, после чего по шаблону вырезать и наклеить поверх магнитной полосы?

[Leoniv]

Лучше сделать датчик, который использует сразу несколько полюсов. В идеале - все полюса, как обчыно и сделано в DD-моторах, но здесь это конструктивно не получается. Я уже приводил в этой теме конструкцию индукционного датчика, который охватывает половину магнита ротора. Каркас вырезан с помощью лазерной резки, осталось только намотать обмотку.

[Lenivo]

Лучше сделать датчик, который использует сразу несколько полюсов. В идеале - все полюса, как обчыно и сделано в DD-моторах, но здесь это конструктивно не получается. Я уже приводил в этой теме конструкцию индукционного датчика, который охватывает половину магнита ротора. Каркас вырезан с помощью лазерной резки, осталось только намотать обмотку.

Как раз по моему, с точки зрения механики такой датчик от прямоприводного флоппи дисковода применить вполне реально. А сучетом покупки на блошином рынке за маленькие деньги так вообще хорошо получается.



Если использовать только дорожку датчика скорости по краю платы, да магнит аккуратно наклеить на диск снизу - получится датчик скорости совсем как Микры DD-8.