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".

[aganext]

Leoniv,
Пчелиный труд, из ничего сделать нечто очень приличное! Достойно восхищения.

[Leoniv]

Попробовал запитать двигатель чистым синусоидальным током от трехфазного генератора через собранный усилитель. Пока в синхронном режиме, датчик положения не используется. Разгон - вручную. Скорость устанавливается, наблюдаю довольно заметные качания ротора, но какие-то измерения сделать можно. Уровень второй гармоники рокота (66.67 Гц) остался таким же высоким, первой гармоники практически нет. Короче говоря, не увидел причин бороться за чистоту питающего тока. Что характерно, напряжения на обмотках больше напоминают треугольник, в то время как ток (смотрю падение на резисторах датчиков тока) - чистый синус.

[Openreel]

Скорость устанавливается, наблюдаю довольно заметные качания ротора

Это обычное состояние для синхронного двигателя. Борьбе с качанием посвящено огромное количество серьезных работ за последние лет... много.
На сколько позволяет мое дилетантское понимание - в большинстве решали хитрыми конструкциями моторов.

Что характерно, напряжения на обмотках больше напоминают треугольник

Не синусоидальность напряжений у обмоток - банальность, в любом приличном учебнике(начиная с 1930ых) по электроприводу об этом написано, равно как и методы борьбы за синус.

Короче говоря, не увидел причин бороться за чистоту питающего тока.

С точки зрения инженерной наверное нет причины. С точки зрения уха - все не так однозначно. Ухо(мое) отдавало однозначное предпочтение примитивному приводу от 2эпу-* (да - то самое с асинхронником, роликом и штампованным блином) несмотря на стоящие рядом ЭП-017 и Корвет 038(после чего от Корвета избавился, несмотря на красивейший внешний вид). Разумеется от 2ЭПУ был использован только "привод главного движения", тонарм был настоящий. Из этого был сделан вывод, что ВЧ рипл момента вращения и/или даже небольшие наводки на голову от прямого привода воспринимаются ухом гораздо хуже повышенной детонации.

[Leoniv]

Это обычное состояние для синхронного двигателя. Борьбе с качанием посвящено огромное количество серьезных работ за последние лет... много.
На сколько позволяет мое дилетантское понимание - в большинстве решали хитрыми конструкциями моторов.

Да, для синхронных двигателей это обычное дело. Но он не будет использоваться в таком режиме. При векторном управлении такой проблемы практически нет. Штатная плата тоже осуществляла векторное управление в аналоговом виде.

Не синусоидальность напряжений у обмоток - банальность, в любом приличном учебнике(начиная с 1930ых) по электроприводу об этом написано, равно как и методы борьбы за синус.

Наверное, Вы имеете в виду проблему получения синусоидальной формы back EMF при вращении двигателя. Но тут ситуация другая. Двигатель прямого привода диска довольно сильно отличается от обычных двигателей. У него сравнительно малая связь ротора и статора. Форма тока и напряжения на обмотках почти не зависит от того, вращается ли диск, и есть ли ротор вообще. Пока для меня происходящее не очень понятно, придется сесть за PSpice.

Ухо(мое) отдавало однозначное предпочтение примитивному приводу от 2эпу-* (да - то самое с асинхронником, роликом и штампованным блином) несмотря на стоящие рядом ЭП-017 и Корвет 038

На ухо не обращаю внимания, так как ухо ничего не понимает в технике

Offтопик:
Складывается цельная картина. Люди, которые считают, что разные аппараты звучат по-разному, также считают, что разным способом лакированная древесина выглядит по-разному. Что разная технология полировки оргстекла дает разные результаты. Это лишь примеры с данной ветки, а вообще их гораздо больше, как мне думается. Интересный психологический феномен - зачем люди пытаются найти различия там, где их практически нет? Как, например, с виски. Бывало, у меня дома скапливалось около десятка разных сортов, начиная от дешевого местного розлива, заканчивая не очень дешевым сингл-молт. Но сказать, что это разные напитки - я не могу. Ну чуть хуже, ну чуть лучше. Разница во вкусе несоизмеримо меньше, чем разница в цене. Есть пиво, есть вино, есть водка, есть виски. Всё. Или сыры. Или колбасы. Любая колбаса намного лучше голода. Вот это разница. А тот или иной сорт - разницы нет. Зачем вслушиваться в малые сигналы с наших органов чувств, которые лежат на уровне шумов?

Из этого был сделан вывод, что ВЧ рипл момента вращения и/или даже небольшие наводки на голову от прямого привода воспринимаются ухом гораздо хуже повышенной детонации.

Наводки на голову от двигателя обнаружить не удалось. Что касается пульсаций крутящего момента (cogging), эта проблема есть. Названные Вами DD вертушки имеют малое количество полюсов (например, у Корвет-038 магнит ротора имеет 12 полюсов), у них пульсации лежат в диапазоне единиц герц. Говорят, что в пассиковом приводе тоже существуют крутильные колебания диска с такой частотой. А вот в роликовом приводе спектр пульсаций смещен вверх. Как и в приводе "Арктур-006" с его 120 полюсами.

[sashmich]

Вчера добавил третий датчик Холла, цифровой, подключил к программе привода двигателя блок частотомера, и сделал простенькую стабилизацию, как в штатной схеме управления Арктура, аналог П-регулятора. Крутится, стабилизирует скорость в соответствии с уставкой. ФАПЧ с планах. Работает на той-же Arduino UNO, её быстродействия хватает. Рокот присутствует, как и в старой схеме. И требуется доработка алгоритма расчета положения ротора, там в значениях проскакивают ошибки, которые нужно усреднять с полезным сигналом.
Leoniv, хотел Вам сказать спасибо за наводку по идее с датчиком положения.

Offтопик:
Ну их, этих аудиофилов! Слухачи .."№;@..

[Leoniv]

Рокот присутствует, как и в старой схеме.

Это грустно. А не могли бы Вы снять спектр рокота звуковой картой? Интересно сравнить. Подойдет любая пластинка без сильных НЧ сигналов. Или даже можно снять на вводной или выводной канавке.

Вот мне не совсем понятно, почему доминирует именно вторая гармоника? Если акселерометром снимаю спектр вибраций шасси, тоже вижу в основном вторую гармонику. Получается, что сила взаимодействия ротора и статора имеет пульсации с такой частотой. Но в трехфазной системе по идее должны видеть утроенную частоту.

требуется доработка алгоритма расчета положения ротора, там в значениях проскакивают ошибки, которые нужно усреднять с полезным сигналом.

Если ошибки имеют вид выпадающих значений, то более эффективным средством будет не усреднение (а это по сути FIR ФНЧ с прямоугольным окном), а нелинейная фильтрация. Тот же медианный фильтр, например.

[Openreel]

Offтопик:

также считают, что разным способом лакированная древесина выглядит по-разному.

Конечно она выглядит(и не только - есть и разница в эксплуатации и в долговечности и технологичности и в стоимости) разно, ведь исходно ставилась цель разных технологий для разного результата!
И тут нет никакого волшебства - оно все научно. Просто с деревом есть одна проблема - оно всегда разное и несколько разно ведет себя при примерно одинаковых процессах, что приходится учитывать.
В целом же все похоже - качественные платы тоже никто окунанием не лакирует, все больше многокомпонентные лаки и несколько тонких слоев.
В дереве же правильная (общая, без частных нюансов) технология следующая - первая шлифовка, потом обеспыливание, потом первый слой. Первый слой несет назначение грунта, он сильно впитывается(его уходит много, вобщем использовать лак в качестве грунта экономический нецелесообразно), может впитываться неравномерно, что тоже проблема - надо компенсировать нанесением . После сушки грунта надо снова шлифовать, поскольку грунт(лак, воск и тп) поднял на дереве "ворс" и выглядит оно как тихий ужос. Шлифовка грунтованного идет технический другим путем - проблема как всегда убрать снятый материал, не допустить зацарапывание и перегрев.
На малых количествах поверхности возможно на многие вещи можно меньше обращать внимания, но на больших поверхностях при плохой эффективности уйдет много дорогих расходников, времени и скорей всего надо будет новые руки отращивать. Потом покрытие первого нормального слоя уже по грунту - оно тоже идет совсем не как грунт - слой тоньше, растекаемость совсем другая и тп.
Как контролировать толщину и равномерность, как управлять и настраивать краскопульт, как подобрать концентрацию - это все только личный опыт(помимо общей теории), поскольку многое зависит от самого человека. Покраска в автомобилке еще сложней, значительно. Поэтому не думайте, что там за просто так пачку денег хотят.

Зачем вслушиваться в малые сигналы с наших органов чувств, которые лежат на уровне шумов?

А зачем переделывать вертушку и достигать технических характеристик в которых нет никакого практического смысла - никто не заметит и не оценит? Сизифов труд.
Людям многие десятки тысячелетий приходилось непрерывно анализировать сигналы, находящие ниже уровня шумов, тупо для выживаемости.

Форма тока и напряжения на обмотках почти не зависит от того, вращается ли диск, и есть ли ротор вообще. Пока для меня происходящее не очень понятно, придется сесть за PSpice.

Форма тока зависит от магнитных свойств сердечника. И пока не сделана адекватная модель самого сердечника - спайс бесполезен. А когда она сделана - спайс уже бесполезен.

Наводки на голову от двигателя обнаружить не удалось.

Головки бывают с сильно разной чувствительностью к внешним полям. Такое впечатление, что некоторые модели вообще никак не экранированы.

Что касается пульсаций крутящего момента (cogging), эта проблема есть. Названные Вами DD вертушки имеют малое количество полюсов (например, у Корвет-038 магнит ротора имеет 12 полюсов), у них пульсации лежат в диапазоне единиц герц. Говорят, что в пассиковом приводе тоже существуют крутильные колебания диска с такой частотой. А вот в роликовом приводе спектр пульсаций смещен вверх. Как и в приводе "Арктур-006" с его 120 полюсами.

А вот это интересное замечание, спасибо! Пассиковые мне тоже все не понравились в свое время (две отечественных и одна японская), но в те далекие годы серьезные измерения были мне не доступны. А нынче есть желание сделать нормальный привод для шпинделя ЭП-017(больше ничего родного от нее не осталось), измерения доступны, собираю информацию. Вот только времени раньше было вагон, а нынче совсем не вагон

[pyos]

Offтопик:

Люди, которые считают, что разные аппараты звучат по-разному, также считают, что разным способом лакированная древесина выглядит по-разному. Что разная технология полировки оргстекла дает разные результаты. Это лишь примеры с данной ветки, а вообще их гораздо больше, как мне думается. Интересный психологический феномен - зачем люди пытаются найти различия там, где их практически нет?

Интересный психологический феномен - люди, не имеющие понятия о теме, также считают, что их далеко идущие выводы и обобщения единственно верны
PS это строго о технологиях обработки дерева и пластика, если что.

[Peredelkin1]

Для борьбы с рокотом подпластинку кладется офицерская шинель.

[sashmich]

Снять спектры пока не смогу. У меня это все собрано в виде макета, плита ДСП 350 на 350, и на ней закреплен шпиндель диска и катушки статора. Тонарма нет. Рокот слышно в полной тишине, ухо к диску. Какой программой лучше снять спектр? Сделаю это обязательно, но позже.

[Leoniv]

В дереве же правильная (общая, без частных нюансов) технология следующая -

Спасибо, прочитал с интересном.

А зачем переделывать вертушку и достигать технических характеристик в которых нет никакого практического смысла

Цель переделки - изменение дизайна и реализация некоторых дополнительных сервисных функций. Технические характеристики останутся теми же. Боюсь, чтобы они не ухудшились ;)

Форма тока зависит от магнитных свойств сердечника.

Самое заметное влияние реального сердечника - это насыщение. Но здесь по форме сигналов совсем на это не похоже. К примеру, уменьшаю сигнал в 10 раз, а картина качественно не меняется. По-прежнему не понимаю. Моделирование в PSpice пока этих эффектов не показало. Вникнуть в нюансы этого двигателя оказалось не таким простым делом.

Offтопик:
Интересный психологический феномен - люди, не имеющие понятия о теме, также считают, что их далеко идущие выводы и обобщения единственно верны PS это строго о технологиях обработки дерева и пластика, если что.

Offтопик:
Обработка дерева или пластика делается не для того, чтобы ее потом оценивали специалисты. А для того, чтобы она нравилась пользователю. И я, как конечный пользователь продукта, утверждаю, что все рекомендации по сложным процедурам обработки излишни, так как и без этого результат устраивает. На всякий случай напоминаю, что я - человек из деревни, не сильно избалованный деревообработкой.

Для борьбы с рокотом под пластинку кладется офицерская шинель.

Да, но эта шинель должна быть непременно с плеча майора или выше. А у меня есть только от старшего лейтенанта, с ней подавление рокота будет примерно на 12.5 дБ хуже.

Снять спектры пока не смогу. У меня это все собрано в виде макета, плита ДСП 350 на 350, и на ней закреплен шпиндель диска и катушки статора. Тонарма нет. Рокот слышно в полной тишине, ухо к диску. Какой программой лучше снять спектр? Сделаю это обязательно, но позже.

Есть бесплатная (с ограничением по времени одного сеанса) программа AudioTester 3.0 (легко находится в Интернет), я пользуюсь ей. Хотя можно пользоваться любой другой, например, SpectraLab и т.д. При снятии спектра рокота нужно получить хорошее частотное разрешение, поэтому я устанавливаю длину выборки 131072 точек и взвешивающее окно Блэкмана-Харриса.

[sashmich]

Апну полезную тему для желающих доработать свой Арктур, и заодно поделюсь небольшими результатами доработки, точнее переделки, штатной системы управления двигателем.
Сделал два варианта на микроконтроллере.
Первый с датчиком положения полюсов ротора, реализованным на двух датчиках Холла, расположенных на растоянии примерно 3 мм, что составляет сдвиг сигнала магнитного поля 90 градусов. В микроконтроллере из этих сигналов расчитывается фактическое положение полюса ротора относительно датчика в градусах от 0 до 360. Далее в соответсвии со значением этой переменной на выход подставляются значения синуса из таблицы. Параллельно работает частотомер и ПИ-регулятор для обеспечения поддержания заданных оборотов диска.
Второй вариант в принципе аналог штатной схемы, используются сигналы трех аналоговых датчиков Холла, закрепленных в местах расположения родных датчиков - катушек, которые были демонтированы. Программа микроконтроллера считывает значения сигналов, нормирует их, и выдает на выход, умножив на текущее выходное значение ПИ-регулятора.
Оба алгоритма рабочие. Второй мне понравился больше, он прост, сигналы подаваемые на катушки статоров имеют синусоидальную форму, меньше вычислительная нагрузка на микроконтроллер, что позволяет например, использовать простые в освоении Arduino.
Первый вариант сложней программно, требует точной настройки растояния между датчиками, иначе нарушится линейность и чистота синуса на выходе. Плюс в том что можно изменять угол опережения магнитного поля, но в данном случае это не актуально, здесь он настраивается один раз.
Использовал ARDUINO UNO с контроллером ATMega328 16Mhz и STM32F103C8T6 72Mhz с плагином для среды Arduino IDE, позволяющем программировать STM. Первый при скорости 33 об/мин мог расчитать около 35 значений угла, быстродействия второго хватало с избытком.
Выходные усилители для катушек статора сделаны по схеме Электроники 060, там операционники, с двухтактным каскадом на выходе на транзисторах КТ814, КТ815. Они при работе чуть теплые. Микроконтроллер подключается в выходным усилителям через каскады сдвига уровня на транзисторе, иначе нужно двухполярное питание усилителей.
Датчики Холла аналоговые SS49, цифровой для датчика скорости, SS41.
Установка двух диаметрально противоположно расположенных датчиков скорости показала положительный результат на равномерность вращения диска, ориентировался по меткам стробоскопа. Скорей всего имеет смысл установка нескольких датчиков скорости, расположенных равномерно по окружности магнитной полосы диска, для компенсации неравномерности распределения магнитных полюсов.
Рокот не измерял, вертушка не собрана, слушал стетоскопом со спицей на конце, прислоненной к статору. Во время разгона тарахтит, потом почти не слышно.

[Leoniv]

Апну полезную тему для желающих доработать свой Арктур

Эта тема пока заглохла, потому что мои желания разбились о реальность. Ну почему все бизнесмены, которые типа предлагают услуги лазерной резки, такие козлы?

Выходные усилители для катушек статора сделаны по схеме Электроники 060

А та, в свою очередь, сделана по схеме Fisher MT-6250.

Скорей всего имеет смысл установка нескольких датчиков скорости, расположенных равномерно по окружности магнитной полосы диска, для компенсации неравномерности распределения магнитных полюсов.

Датчик скорости должен охватывать как можно больший угол. В этой ветке была его конструкция.

[sashmich]

Да, схема Fisher*а наглядней. Её инженер рисовал с любовью.
Почему в конструкции датчика скорости вы делаете упор на угол сектора? На мой взгляд важней противоположное и равномерное распределение сенсоров по окружности. Три - четыре пары должно хватить для приемлемого результата.

[Leoniv]

А почему Вы считаете, что датчики должны располагаться именно противоположно? Некоторая ошибка положения есть у каждого элементарного магнитика ротора. Чтобы ее уменьшить, надо усреднить сигнал с как можно большего количества магнитов. Отсюда требование к углу сектора. А как их брать - рядом, или напротив, не имеет значения. При условии, конечно, случайного характера распределения ошибки.

[Openreel]

При условии, конечно, случайного характера распределения ошибки.

Случайность ошибки в механике есть некая абстракция. Для тела вращения достаточно случайного смещения от центра и ошибка будет уже неслучайным эксцентриситетом.

Ну почему все бизнесмены, которые типа предлагают услуги лазерной резки, такие козлы?

Купите станок в кредит/лизинг, начнете понимать почему оно так.

[Leoniv]

Для тела вращения достаточно случайного смещения от центра и ошибка будет уже неслучайным эксцентриситетом.

Эксцентриситет в данном случае (как и другие механические погрешности) пренебрежимо мал по сравнению с неравномерностью намагничивания кольца ротора.

Купите станок в кредит/лизинг, начнете понимать почему оно так.

Если бы я потратился на станок, то пытался бы как-то отработать эти деньги. А реальные резчики на все забили, им все пофик. С таким отношением к клиентам не хочется с ними вообще общаться.

[Showbiz]

С большим интересом листаю данную нищебродскую тему, даже думаю внести кое-что в свой Трактат. Но вот это доставляет неимоверно:

...почему все бизнесмены, которые типа предлагают услуги лазерной резки, такие козлы?..

Прямо вот так-таки и все?! Одному денег не хватает, а козлы все! Интересно, что по этому поводу думают бизнесмены...

[Leoniv]

Одному денег не хватает, а козлы все!

Что, первый раз услышали о классовой ненависти? Денег на лазерную резку у меня и правда пока нет, проект остановился.

[Showbiz]

Вот и славно! Не надо мучить кошку, тем более, что гораздо надёжнее и дешевле приобрести путёвый фирменный вертак.
Ах, да, у Вас же, collega, денег нет... Вы почти в каждом своём посте об этом заявляли.
Пичалька, что мужчина в Вашем возрасте вот так публично расписывается в своей несостоятельности.
Кстати, вот это:

...я не люблю все натуральное. Дерево в том числе. Апофеозом дурного стиля считаю аудиотехнику, к которой привинтили по бокам две доски. Я бы их сразу оторвал и выбросил в топку А тут целый корпус делать из дерева. С другой стороны, у моих колонок корпуса из дерева...

Вложение 270919

доставляет неимоверно. Фтоппку!