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".

[sashmich]

Интересно как обстоят дела на текущий момент.

Один экземпляр спаян и проходит отладку с испытаниями. Немного доработал схему, в частности убрал один датчик Холла, работать будет с двумя.
Сделано электромагнитное торможение диска, он теперь по сигналу Стоп энергично останавливается за несколько секунд.
К сожалению не могу полностью "погрузиться " в эту работу, есть ещё моменты которые надо сделать, не хватает времени, но дело идёт.

[Евгений73]

Я бы на платку в очередь то же встал.

[sashmich]

Доделал новую систему управления двигателем для ЭПУ Арктур-006. Готова принципиальная схема, две печатных платы, программа для микроконтроллера (МК). Плата управления разведена в размер оригинальной, устанавливается вместо неё на штатные крепления. Также вместо индуктивных датчиков, устанавливается небольшая платка с датчиками Холла.
На МК STM32F103C8T6 реализован алгоритм векторного управления синхронным трёхфазным двигателем переменного тока.
Принципиальная схема включает в себя усилители тока катушек статора, микроконтроллер с кварцем, два компаратора для работы с датчиками Холла, схему поддержания искусственной средней точки, источник тока для работы стробоскопа на светодиоде, выпрямительный мост, два стабилизатора напряжения 5 и 3.3В и цепи защиты входов микроконтроллера.
Датчики Холла аналоговые, расположены рядом друг с другом на расстоянии равном примерно 90 магнитных градусов по полюсам намагниченной полосы диска. Сигналы с датчиков поступают на входы АЦП МК и на компараторы, которые формируют прямоугольные импульсы. Аналоговый сигнал с датчиков используется программой контроллера для определения угла поворота ротора при старте диска с нулевой скорости. Во время вращения диска по импульсам с компаратора производятся расчеты мгновенной скорости, усредненного значения скорости и угла поворота ротора.
Для мгновенной скорости используются сигналы с двух датчиков, алгоритм обработки которых слабо чувствителен к неравномерности намагниченности полосы диска. Эта скорость нужна для поддержания постоянной относительной скорости вращения. Усредненное значение требуется для точного поддержания абсолютной скорости 33/45, для этого используется сигнал одного датчика, частота которого усредняется по времени и в установившемся режиме должна быть равна 33 или 45 Гц. Угол положения ротора во время вращения диска вычисляется апроксимацией по двум сигналам датчиков.
В МК поступают сигналы с датчиков Холла, значения мгновенных токов катушек статора, напряжение со средней точки соединения катушек, два входа управления, Старт-Стоп и переключение скорости 33-45. По выходным сигналам с датчиков положения ротора и значениям токов программа МК выдает ШИМ сигналы через интегрирующие цепочки на входы усилителей. Форма тока статора синусоидальная. Напряжение со средней точки соединения катушек нужно для измерения токов статора.
Так как питание платы однополярное, а напряжение на статоре переменное, то потребовалось сделать схему формирующую средний потенциал для питания управляющих цепей. Вариант с ШИМ драйверами на выходе не понравился из-за возможно высокого уровня помех.
Так как для расчета мгновенной скорости вращения используются сигналы двух датчиков, то на её значение влияет взаимное расположение этих датчиков в каждой конкретной конструкции. Для настройки на точную скорость 33 или 45 об.мин сделан режим автокалибровки. Если метки слегка двигаются в ту или иную сторону нужно выполнить калибровку. Включается режим автокалибровки если пять раз подряд выключить и включить вращение диска, т.е. перевести тонарм из рабочего положения в парковочное с интервалом не более 3 секунд. Включение калибровки подтверждается короткими вспышками светодиода стробоскопа. Время выполнения калибровки на моем экземпляре 30-40 секунд. Результат записывается в энергонезависимую flash память.
Требуемая скорость вращения поддерживается двухконтурной САР, включающей в себя контур тока и контур скорости. В контуре скорости обратная связь содержит ПИ-регулятор, таким образом возникающая статическая ошибка "выводится в ноль" интегратором. Другими словами скорость вращения диска будет постоянной при возникновении возмущающих воздействий, например при опускании иглы звукоснимателя на пластинку. Я пробовал пальцами зажимать центральную ось диска, и до определённого момента обороты оставались постоянными, пока напряжение на статоре не поднималось до максимального.
Для питания светодиода стробоскопа использован источник тока, с МК импульсы 100 гц поступают на транзисторный ключ, который замыкает светодиод, источник тока при этом поддерживает в цепи светодиода постоянный ток. Таким образом минимизируются помехи по питанию от коммутации светодиода.
На входе управления Старт-Стоп активный уровень низкий, при замыкании контактов диск начинает вращение. Для согласования со схемой ЭПУ я применил оптрон, во избежание влияния помех, т.к. микрик тонарма управляет электромагнитом удержания тонарма в нижнем положении. Коммутация скоростей выполнена штатным переключателем по месту.
Предусмотрена возможность подключения в будущем какого-либо дисплея-блока индикации к микроконтроллеру по шине SPI.
При использовании исправных деталей наладка не требуется. Подкрутить резистором ток светодиода стробоскопа не в счёт.

Было изготовлено 10 комплектов плат, 8 свободны. Кому нужно пишите в личку.
В процессе финальной отладки потребовались некоторые доработки схемы, они отражены крестиками и выделены жирными линиями.






Схема управления бесколлекторным двигателем ЭПУ.pdf
Turntable_Drive_V1.zip

[Leowild]

VT4 у Вас в схеме странно включен...

[VladimirV]

VT4 у Вас в схеме странно включен...

Судя по зачеркнутому - автор опытным путем установил доминирующий ток силовых обмоток статора для искусственной средней точки - понадобилось только нижнее плечо делителя напряжения пополам. В верхнем, как оказалось, нужды нет. ИМХО.

[Lenivo]

Это всё интересно. Но вот посмотреть бы независимый тест скорости вращения диска - например программкой на смартфоне. Программ много мне понравилась "RPM".

[sashmich]

Это всё интересно. Но вот посмотреть бы независимый тест скорости вращения диска - например программкой на смартфоне. Программ много мне понравилась "RPM".

Мне тоже интересно. Как она измеряет?
Забавная штуковина.

[Leowild]

Судя по зачеркнутому - автор опытным путем установил доминирующий ток силовых обмоток статора для искусственной средней точки - понадобилось только нижнее плечо делителя напряжения пополам. В верхнем, как оказалось, нужды нет. ИМХО.

Только обмоток там нет. На коллекторе минус питания, а на эмиттере общий провод - открылся транзистор и погиб, вместе с предохранителем…

[Lenivo]

Мне тоже интересно. Как она измеряет?
Забавная штуковина.

Выложите фото графика - очень интересно - надо нажать кнопку на экране "GRAPH".
Точный алгоритм -это авторское ноу-хау. Но обычно считывают показания с двух датчиков внутри смартфона- акселератора и датчика положения экрана (датчик , которые отслеживает положение смартфона, чтобы поворачивать картинку на экране на 90 градусов при повороте смартфона). Эти датчики присутствую почти во всех современных смартфонах.

Вы получили очень хорошие результаты.
Можно ещё померить под нагрузкой - поставить тонарм на пластинку и померить в положении когда игла тормозит пластинку при проигрывании пластинки. И сравнить графики без нагрузки и под нагрузкой - посмотрите перегрузочную способность прямо приводного двигателя проигрывателя.

[VladimirV]

На коллекторе минус питания, а на эмиттере общий провод - открылся транзистор и погиб, вместе с предохранителем…

Тему то почитайте! С чего ему гибнуть, если он не подключен к двухполярному внешнему питанию, а сам ФОРМИРУЕТ его из однополярного?!?

[Leowild]

Тему то почитайте! С чего ему гибнуть, если он не подключен к двухполярному внешнему питанию, а сам ФОРМИРУЕТ его из однополярного?!?

Соглашусь с Вами, но тогда, наверное, не ±19 В, а ±9,5 В ? конденсатор С6 на 25 В и у LM224 максимальное однополярное рабочее напряжение 32 В.

[VladimirV]

но тогда, наверное, не ±19 В, а ±9,5 В ?

Ну, это причуды автора в обозначениях. Может, он так нарисовал просто потому, что привязка напряжений к земле сделана отдельным устройством, поэтому +19, -19 это само по себе, а земля - само по себе. В том смысле, что между + и - всегда 19 вольт, а вот относительно земли - может быть по разному.

А вообще, с питанием он сделал некрасиво. У него из этих же +19 делаются 5 и 3,3 уже относительно земли. Т.о. создавая приличный перекос токового потребления с плюса. Именно поэтому ему верхнее плечо в привязке к земле и не потребовалось - там и так приличный ток есть всегда.
Некрасивое решение. Я бы так не делал.

[sashmich]

А вообще, с питанием он сделал некрасиво. У него из этих же +19 делаются 5 и 3,3 уже относительно земли. Т.о. создавая приличный перекос токового потребления с плюса. Именно поэтому ему верхнее плечо в привязке к земле и не потребовалось - там и так приличный ток есть всегда.
Некрасивое решение. Я бы так не делал.

"Критикуя - предлагай!"
Эта часть схемы мне тоже не нравится. И не только мне. Она у меня крутилась на макете около пяти лет и за это время к ней вопросов почти не было.

[GeorgeM]

Это всё интересно. Но вот посмотреть бы независимый тест скорости вращения диска - например программкой на смартфоне. Программ много мне понравилась "RPM".

Показания этой фигни на полтора порядка отличаются от измерения на тестовом виниле в рандомную сторону. Пробовал на двух разных смартфонах и трёх вертаках. Это не измерения а (вырезано самоцензурой).

Да, двоякие чувства. С одной стороны очень интересно как арктур с этой платой будет работать. С другой - паять эти смд паяльником и переделывать арктур - муторно, с третьей - текущее состояние моего арктура меня вполне устраивает (детонация 0,038% сейчас), кроме криво нарезаных меток стробоскопа %-)
Хоть ещё один арктур покупай %-)))
Прям не знаю, и хочется и колется...

[dimonix]

sashmich, ещё бы и спектр посмотреть на 33 и 66 Гц. Стабильность вращения диска у меня уже обеспечивает маленькая дополнительная платка с микросхемой TC9142P. Торможение - это хорошо, но не настолько критично.

---------- Сообщение добавлено 09:28 ---------- Предыдущее сообщение было 09:21 ----------

Показания этой фигни на полтора порядка отличаются от измерения на тестовом виниле в рандомную сторону. Пробовал на двух разных смартфонах и трёх вертаках. Это не измерения а (вырезано самоцензурой).

Совершенно точно Баловство это. Алекс Никитин давным давно сделал специальную программку для измерений https://www.tapeheads.net/threads/re...f-meter.32287/

[VladimirV]

"Критикуя - предлагай!"

Стандартное в таких случаях решение - для +5В ставить DC-DC готовый модуль, и с него на LDO - 3.3В.
Это не я придумал - это весь мир так делает в данной конфигурации.

[GeorgeM]

Стандартное в таких случаях решение - для +5В ставить DC-DC готовый модуль, и с него на LDO - 3.3В.
Это не я придумал - это весь мир так делает в данной конфигурации.

Так шумят же они во все строны - мамо дорогая...

[VladimirV]

Так шумят же они во все строны - мамо дорогая...

А Вы их что, без экрана и фильтра что ли ставите?
У меня не шумят - через латунный цельнопаянный экран сильно не нашумишь на ВЧ. С тактовой хотя бы в 0,5 МГц.

[sashmich]

sashmich, ещё бы и спектр посмотреть на 33 и 66 Гц. Стабильность вращения диска у меня уже обеспечивает маленькая дополнительная платка с микросхемой TC9142P. Торможение - это хорошо, но не настолько критично.

---------- Сообщение добавлено 09:28 ---------- Предыдущее сообщение было 09:21 ----------


Совершенно точно Баловство это. Алекс Никитин давным давно сделал специальную программку для измерений https://www.tapeheads.net/threads/re...f-meter.32287/

Выше просили выложить график.
Результат очень зависит от расположения телефона на диске, видимо сказывается вносимый дисбаланс.
Для таких измерений, да нужна измерительная пластинка
Уровнь рокота не измерял, он остался, его слышно на шасси, особенно во время разгона диска.

[VladimirV]

Уровнь рокота не измерял, он остался, его слышно на шасси, особенно во время разгона диска

Эт плохо. Во время разгона - ерунда, а вот в установившемся режиме с рокотом надо бороться. Для начала, нужно снять спектр его - и потом над ним думать - что делать. Снимать в двух позициях: 1. игла на немой дорожке пластинки. 2. Игла на металлическом кубике, лежащем на основном шасси (основная плита) проигрывателя. Тогда можно сравнивать, какая часть рокота идет с шасси, а какая порождается непосредственно на диске. И еще полезно снять спектр в том же диапазоне с висящей в воздухе иглой - это будут наводки. Их тоже полезно оценить.