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".

[al2sav]

фотоэлектрические (пара светодиод-фотодиод или фототранзистор), индуктивные, на эффекте Холла. Но все они не очень нравятся своей нестабильностью

По поводу фотоэлектрических ни о какой нестабильности речи быть не может при питании светодиода от генератора тока и защиты от засветки фотоприемника. Если приемник - фотодиод, то ПТН на ОУ, а дальше что угодно, но обычно достаточно компаратора на второй половинке простого сдвоенного ОУ типа LM358 (на первой ПТН).
Это при условии, что в подвале корпуса проигрывателя достаточно темно, не более десятков люкс (можно спокойно читать и даже паять при такой освещенности).
Для повышения точности срабатывания на приемнике должна быть узкая щель, параллельная рабочему краю лепестка на оси тонарма.

Offтопик:
PS. Фотоэлектрический линейный дымовой извещатель моей разработки выпускается серийно, я представляю о чем идет речь (это я хвастаюсь - где смайлик с нимбом?!)

[Leoniv]

Offтопик:
PS. Фотоэлектрический линейный дымовой извещатель моей разработки выпускается серийно, я представляю о чем идет речь (это я хвастаюсь - где смайлик с нимбом?!)

Нисколько не сомневаюсь. Рад диалогу с Вами. Остальные участники слились, не предложив абсолютно ничего, кроме демонстрации аудиофильских комплексов типа "на тонарм ничего вешать нельзя" и "найти получше провода". Не подумайте, что я зациклился на автостопе, это всего лишь часть проигрывателя, дойдет очередь и до всего остального.

По поводу фотоэлектрических ни о какой нестабильности речи быть не может при питании светодиода от генератора тока и защиты от засветки фотоприемника.

Оптодатчик с аналоговым выходом будет подвержен старению, температурному дрейфу, а главное, внешней засветке. Во время наладки не очень хочется каждый раз затенять датчик. Возможно, я сгущаю краски, но инженерное решение, когда аналоговый датчик можно заменить дискретным, кажется мне привлекательным.

Если приемник - фотодиод, то ПТН на ОУ, а дальше что угодно, но обычно достаточно компаратора на второй половинке простого сдвоенного ОУ типа LM358 (на первой ПТН).

Раз второй каскад - это компаратор, то речь здесь идет о датчике с цифровым выходом. Такой датчик будет надежно работать, никаких сомнений нет. Для него даже не требуется активный ПТН, в этой роли может выступить просто нагрузочный резистор фотодиода. Но такой датчик может быть применен только в паре с оптической системой, которая обеспечивает для него достаточное разрешение (имеется в виду не датчик положения, а датчик скорости). А с этим могут быть проблемы, напечатать маску с нужным разрешением совсем непросто. Поэтому переход на датчик оптической мыши мне кажется логичным. Первые эксперименты я уже с ним сделал, подключив к макетке с ATmega64. Но принимать решение пока рано.

[al2sav]

Во время наладки не очень хочется каждый раз затенять датчик.

Если "врезать" светодиоду инфракрасному миллиампер 15-25 (из 100 допустимых постоянно), а фотодиод в черном эпоксидном корпусе, отрезающем видимую часть, нагрузить на пару сотен ом, то (никакая) засветка не страшна.

(имеется в виду не датчик положения, а датчик скорости)

Тогда фигурная маска, перекрывающая поток постепенно при выходе на выводные канавки, и далее либо аналоговый, либо - с Вашими знаниями - цифровой (процессорно-программный) дифференциатор.
Если же удастся использовать считыватель положения от оптической мыши - замечательно. Только бы он не фонил, т. е. не наводил помех на головку и провода от нее.

[Leoniv]

Тогда фигурная маска, перекрывающая поток постепенно при выходе на выводные канавки, и далее либо аналоговый, либо - с Вашими знаниями - цифровой (процессорно-программный) дифференциатор.

Дифференциатор, конечно же, программный. Схемотехника наших дней исходит из принципа "аналог - это зло", поэтому минимум аналоговых схем. Сигнал нужно только, как говорят, кондиционировать и подать на вход АЦП. В идеале это просто нагрузочный резистор фотодиода. Скорость здесь не нужна, поэтому номинал можно выбрать высоким, а входное сопротивление у АЦП велико.

Вот только идея менять световой поток при повороте тонарма и получать аналоговый сигнал выглядит мне менее привлекательной, чем идея, описанная в патенте SU781958. Формировать оптодатчиками логические сигналы, затем измерять их период - более изящное решение.

Если же удастся использовать считыватель положения от оптической мыши - замечательно. Только бы он не фонил, т. е. не наводил помех на головку и провода от нее.

Есть такая опасность. Микросхема оптического сенсора содержит внутри DSP и тактируется от внешнего резонатора на 24 МГц. На излучение помех я обычно проверяю схемы с помощью петли, которую делаю из земляного провода щупа осциллографа.



На экране осциллографа увидел что-то такое (5 мВ / 50 мкс в клетке).



В общем, не страшно, но экранировать придется, учитывая близкое расположение датчика автостопа от точки выхода проводов из тонарма. А это лишние заботы. В любом случае, я собираюсь проверить еще и оптический датчик на основе сдвоенного фототранзистора от мыши и напечатанной на пленке гребенки.

Детали автостопа я доработал, так как механическая реализация, чувствительная к скорости, уже не нужна. Рычаг автостопа и собачку жестко свинтил между собой и подпружинил для возврата в исходное состояние.



Кстати, принесли тут на запчасти аппарат "Вега-109". Так у него есть кнопка включения/выключения автостопа. Что говорит о проблемах с реализацией.



Тем временем надо заняться двигателем, чтобы можно было проводить проверку других узлов. Для начала перезаделал провода катушек статора и датчика положения, новые провода сделал длинными, чтобы плату управления двигателем можно было разместить рядом на столе для опытов.

[al2sav]

Уу-у, таки серьезно фонит, точно придется фильтровать питание (отдельное, естественно) и экранировать.

Offтопик:

Схемотехника наших дней исходит из принципа "аналог - это зло"

Ой какой ужас! Не, я честно в шоке. Пока не занимался процессорной обработкой, я считал, что цифровая техника может всё. Теперь я уверен, что в цифровой технике возможно всё!
У Вас прекрасные фотографии, кстати. Если не забуду, выйдя из отпуска, то сфотографирую сигнал на аналоговом осциллографе (этот сигнал я в итоге довожу до компьютера), и то, что показывает цифровой осциллограф на его месте...

[Leoniv]

Уу-у, таки серьезно фонит, точно придется фильтровать питание (отдельное, естественно) и экранировать.

Фонит примерно с таким же уровнем, как и обычный микроконтроллер. Питание будет использоваться цифровое, общее с микроконтроллером. А вот экранировать придется, это связано с тем, что датчик должен находиться рядом с тонармом. В то же время плату микроконтроллера можно унести подальше. А вообще, в этом нет особых проблем. У меня во всей самодельной аудиотехнике есть микроконтроллеры, в промышленной обычно тоже есть. В тех же кассетных деках сигнал с головки на порядок меньше, но это не мешает разместить рядом микроконтроллер и всякую шумную динамическую индикацию на VFD.

Offтопик:

Ой какой ужас! Не, я честно в шоке. Пока не занимался процессорной обработкой, я считал, что цифровая техника может всё.

Факт есть факт. Обработку сигнала стараются максимально перенести в цифровой домен. Преимущества очевидны: надежность, стабильность параметров, простота настройки и возможность модификации алгоритмов. Вместе с этим упрощение аналоговой части схемы, повышение экономичности, отказ от подстроечных элементов.

сфотографирую сигнал на аналоговом осциллографе (этот сигнал я в итоге довожу до компютера), и то, что показывает цифровой осциллограф на его месте...

Примерно представляю, о чем идет речь. Сам занимался цифровыми регистраторами и ПО к ним. У цифровых осциллографов есть ряд особенностей, которые надо учитывать при их использовании. Но это ничуть не является показателем ущербности цифровых систем. Можно сделать так, что цифровой осциллограф будет показывать точно такую же картинку, что и аналоговый. Но часто так не делают по разным причинам. Тема длинная, и она здесь офтопик.

[Leoniv]

Поскольку для начала планирую повозиться с аналоговой системой управления двигателем, для контроля скорости решил сделать отдельный кварцованный стробоскоп.

Часто высказываются опасения по поводу помех, источником которых может стать стробоскоп. Действительно, в цепи лампы или светодиодов протекает импульсный ток, и если провода питания стробоскопа длинные и проходят возле сигнальных проводов, возможны наводки. В некоторых проигрывателях даже есть возможность отключения стробоскопа. Для устранения проблемы решил сделать плату стробоскопа, которая будет иметь постоянный ток потребления. Тогда провода больше не будут источником помех. Для этого на входе установил генератор тока, который заряжает конденсаторы, от которых питаются светодиоды. Если напряжение на конденсаторах превысит некоторый порог (около 4 В), включается параллельный стабилизатор на TL431 для получения постоянного тока потребления. Для питания платы можно использовать напряжение 5 В, но для универсальности поставил стабилизатор, что позволяет использовать для питания любое напряжение в пределах 7…18 В. Если имеется готовое напряжение 5 В, стабилизатор можно выкинуть.



На графике симуляции видно, что при суммарном импульсном токе светодиодов около 60 мА общее потребление составляет около 16 мА, и оно постоянно. Светодиоды работают со скважностью 4, более короткие вспышки дают более четкую картинку стробоскопических меток.

За основу взял один из самых маленьких микроконтроллеров ATtiny12L. Формирование частоты вспышек светодиодов производится с помощью программно реализованного DDS с шагом сетки окло 0.001 Гц. С любым кварцем можно задать любую частоту в пределах этой точности. Сделал поддержку 4-х разных частот, которые выбираются с помощью входов SEL0 и SEL1. Задание каждой из частот производится в исходнике программы. В качестве начальных данных надо ввести желаемую частоту вращения с точностью 0.001 rpm и количество рисок стробоскопа. Например, у проигрывателей для сети 50 Гц на диске обычно 180 рисок для скорости 33 1/3 rpm и 133 риски для скорости 45 rpm. По этим данным на этапе компиляции рассчитываются коды частоты. Для частоты вращения 33 rpm и количества рисок 180 будет установлена частота светодиодов 100 Гц. А вот для частоты вращения 45 rpm и количества рисок 133 будет установлена частота 99.750 Гц, что даст скорость точно 45.000 rpm, а не 45.11 rpm, что наблюдается у 50-герцовых проигрывателей.

.equ	RPM33	= 33333		;33 1/3 rpm (x1000)
.equ	RPM45	= 45000		;45 rpm     (x1000)
.equ	N33_50	= 180		;stripes number 33 1/3 rpm @ 50 Hz
.equ	N45_50	= 133		;stripes number 45 rpm     @ 50 Hz
.equ	N33_60	= 216		;stripes number 33 1/3 rpm @ 60 Hz
.equ	N45_60	= 160		;stripes number 45 rpm     @ 60 Hz

.equ	F_CLK	= 4000000	;Fclk, Hz

Печатная плата получилась размером 30 мм х 40 мм. Плата односторонняя.



Чтобы не сверлить вообще никаких отверстий, все детали припаяны на манер SMD. Даже обычные электролитические конденсаторы припаяны укороченными и чуть загнутыми выводами прямо на площадки. Штырьки для программирования запаиваются следующим образом: вначале пластмасса сдвигается вверх, штырьки припаиваются к площадкам, затем пластмасса снова сдвигается вниз.



В очередной раз подтвердилась истина: каким бы простым ни был проект, косяки все равно будут. На этот раз произошел косяк с сигналом RESET. При разводке печатных плат нередко бывает такая картина: вся плата разводится довольно быстро, а в конце работы обнаруживается, что осталось провести одну дорожку. И над этой дорожкой можно сидеть часами, дольше, чем над всей остальной платой. Так и случилось: все развелось, кроме сигнала RESET. Чтобы упростить задачу, я выбросил все элементы, которые должны быть подключены к этой цепи. По крайней мере, для более старшей модели ATtiny25 такое проходит: у нее есть встроенный детектор напряжения питания (BOD), есть внутренняя подтяжка на VCC для ножки RESET. Но тут это не прошло. Оказывается, у ATtiny12 внутренней подтяжки нет. Можно было, конечно, почитать datasheet, но если бы они все читались от корки до корки, то на конструирование просто не осталось бы времени. Пришлось навесным монтажом добавлять резистор, а вместе с ним и конденсатор для более надежного запуска микроконтроллера при включении питания. Плату править не стал, вряд ли она кому-то понадобится в таком виде. На всякий случай выкладываю проект AVR Studio.

Strobo_AvrStudio.zip

[Turbo_man]

Вроде в 60 Гц сети реально по стандарту 59,94Гц. Или это неважно?

---------- Сообщение добавлено 14:47 ---------- Предыдущее сообщение было 14:38 ----------

что даст скорость точно 45.000 rpm, а не 45.11 rpm

А по стандарту сколько должно быть ровно 45?
Тоже думаю про кварцевую стабилизацию в Д1-012.

[Leoniv]

Вроде в 60 Гц сети реально по стандарту 59,94Гц. Или это неважно?

Версии проигрывателей для 60 Гц имеют 216 рисок стробоскопа для 33 1/3 оборотов и 160 рисок для 45 оборотов. Правильная скорость получается при засветке частотой ровно 120 Гц.

А по стандарту сколько должно быть ровно 45?

Для стран с сетью 60 Гц - ровно 45.

[Turbo_man]

Для стран с сетью 60 Гц - ровно 45.

Спасибо. Это для воспроизведения. А как нарезают, т.е. при записи? Есть инфа?

[Андрей Алтай]

Класс. Мне уже нравится.

[Leoniv]

Это для воспроизведения. А как нарезают, т.е. при записи? Есть инфа?

В стандартах NAB 1964 и RIAA 1978, тексты которых у меня есть, фигурирует скорость точно 45 rpm. Пока нигде не встречал другого. По-моему, значение 45.11 rpm появилось не от хорошей жизни, просто старые приводы с синхронными двигателями не могли обеспечить при частоте сети 50 Гц более точного значения скорости. С электронным управлением двигателем надо делать точно 45 rpm, а стробоскоп запускать на частоте 99.75 Гц.

Класс. Мне уже нравится.

О, спасибо! Вы меня вдохновили на этот проект, но я до сих пор не могу определиться с корпусом: делать деревянный, или доработать пластмассовый. Очень пугает работа с деревом. Сделал ставку на лазерную резку фанеры 4 мм. Получается 20 слоев - попахивает маразмом.



С другой стороны, вижу примеры многослойных плинтов. Но как они сделаны - неизвестно.



Почти все слои у меня получаются разными, благодаря этому вырисовывается 3D-картина (которую очень трудно чертить, типа посадочного места под трансформатор, ниши под антискейтинг и т.д.). Пока точно не узнавал, но все это может влететь в копеечку (там целым листом фанеры не отделаться), тогда будет поставлен крест на этом варианте. Еще пугает финальная обработка корпуса шпоном, начиная с вопроса, где его взять. Хотя покраска пластмассового корпуса пугает не меньше. Очень тяжелые сомнения по этому проекту.

[avkmar]

как они сделаны - неизвестно

С помощью лобзика и фрезера вырезаются отдельные слои, а затем склеиваются. В книге Андреева и Торопкина "Акустическая система класса Hi-Fi своими руками" подобное описано для переделки вертушки "Веги-106".

[Leoniv]

С помощью лобзика и фрезера вырезаются отдельные слои

Сейчас проще использовать лазерную резку.

а затем склеиваются

У меня нет опыта подобных работ. Какой клей лучше применить для фанеры? Наверное, ПВА не очень подходит, он ведь на водной основе, фанера будет разбухать. С эпоксидным не хотелось бы возиться, тем более, особая прочность здесь не нужна. Еще при склейке понадобятся струбцины. У меня нашлись всего две, этого мало. Подумал - а если склеивать отдельно нижние слои, а вторым этапом приклеить верхний стой? Тогда в заготовках нижних слоев можно проделать отверстия (скажем, 4 мм), через которые стянуть пакет шпильками.

Offтопик:

В книге Андреева и Торопкина "Акустическая система класса Hi-Fi своими руками" подобное описано для переделки вертушки "Веги-106".

Спасибо, скачал. Просмотрел - мало там по этому вопросу.

[avkmar]

Наверное, ПВА не очень подходит

Такой склеит "насмерть" http://moment.ru/3/386/

[al2sav]

По-моему, значение 45.11 rpm появилось не от хорошей жизни, просто старые приводы с синхронными двигателями не могли обеспечить при частоте сети 50 Гц более точного значения скорости.

Да никаких проблем - все определяют диаметры вала, ролика, диска.
"33" - 100 оборотов за 180 с (отсюда 33,33... оборота в минуту)
"45" - 100 оборотов за 133 с (отсюда 45,11... оборота в минуту)
С целыми секундами проще контролировать.
И 100 Гц всегда на стробоскоп.

[Leoniv]

Такой склеит "насмерть" http://moment.ru/3/386/

Но ведь он на водной основе? Не поведет фанеру? Почитал про склейку напольных покрытий, там для дерева не рекомендуют клей на водной основе.

Да никаких проблем - все определяют диаметры вала, ролика, диска.

Согласен, с косвенным приводом можно получить любую скорость выбором передаточного числа. Тогда основная причина, почему в 50 Гц проигрывателях было 45.11 оборотов в минуту - это реализуемость такого стробоскопа с подсветкой сетевой частоты. Стробоскоп на 45.00 оборотов в минуту так сделать нельзя. Но при электронном управлении двигателем и стробоскопом таких проблем нет, поэтому надо делать ровно 45 оборотов в минуту и на стробоскоп подавать 99.75 Гц.

[avkmar]

Но ведь он на водной основе? Не поведет фанеру?

Не поведет.

[Гоша]

Но ведь он на водной основе? Не поведет фанеру?

Ничего с ней не случится.
Для полов из массива не рекомендуют потому, что массив, как правило, лакирован со всех сторон и водные клеи к нему просто не пристанут.

[Turbo_man]

надо делать ровно 45 оборотов в минуту и на стробоскоп подавать 99.75 Гц.

Спасибо. Так и сделаю.