Zasilanie.
Zasilanie ma być ultra dokładne i liniowe. W przypadku BennyAudio to zasilanie DC na 12 V. Czy zasilanie wpływa na parametry obrotowe? owszem wpływa ale nie dajmy się zwieść autosugestii. Sprawdziłem zasilanie za przysłowiowe 10 zeta i porównałem ze stosowanym zasilaczem (polski Tomanek za kilkaset zł). Wyniki były delikatnie gorsze na tańszym zasilaczu. Czy zastosowałbym droższy od obecnego zasilacz czy może baterię (gdybym chciał się przechadzać z gramofonem pod pachą??:) ? Oczywiście, że nie bo doskonale znam wykresy działania napedu i wiem z czego wynikają odchylenia – nie z zasilania. Temat zamknięty. To nie zasilacz w tym przypadku jest wąskim gardłem.
Silnik.
Tu można popłynąć. Mamy cały przemysł różnorakich silników synchronicznych, asynchronicznych, szczotkowych, bezszczotkowych itp. Mam całą kolekcję takich tanich i takich całkiem drogich szwajcarskich zabawek ale nie te stosuję w gramofonie (wspomniałem o tym, ze nie chodzi o najdroższe tylko o najlepiej pasujące elementy).
Krótko – silnik stosowany w gramofonach BennyAudio to BLDC (czyli bezszczotkowy trójfazowy silnik prądu stałego). Tyle można też wyczytać w specyfikacji.
Ile silników powinno być w gramofonie? Najlepiej ŻADNEGO! Jak ktoś wymyśli napęd bez silnika to dostanie Nobla:) Każdy (dosłownie każdy) silnik generuje drgania a to zło konieczne najtrudniejsze do zwalczenia w gramofonie.
Ile zatem silników stosuję? Jeden i tylko jeden, i tak też zostanie!. Tylko jeden silnik może zagwarantować najlepsze możliwe parametry. To potwierdzają najlepsze wyniki w tej kategorii na świecie. Nawet najdroższy gramofon świata ma jeden silnik!
Dlaczego stosuje się więcej silników? O to trzeba pytać konstruktorów tych maszyn. Powody są różne ale na pewno nie są skorelowane z jakością obrotów.
Skoro o silniku – czy powinien być wkomponowany w plintę czy jednak stać osobno? Tu jest święta wojna i oczywiście wszyscy uważają, że ten stojący obok jest lepszy.
Tu się nie zgodzę – nie jest ważne gdzie ten silnik jest ale czy konstruktor zadał sobie trud i zwalczył negatywne skutki stosowania danego rozwiazania.
Silnik w plincie
Plusy
- stałe miejsce czyli odległość od talerza
- kontrolowane naprężenie paska przed dobór paska z odpowiedniego materiału, długości i przekroju
- łatwość użytkowania (nie trzeba biegać z tym silnikiem tam i z powrotem)
Minusy
- wibracje, które łatwo przechodzą na plintę i dalej na talerz i ramię.
Jeśli konstruktor potrafi tak zamocować silnik w plincie, że jest absolutnie cichy i nie przenosi wibracji to mamy gotowe rozwiązanie.
Silnik poza plintą
Plusy
- kontrola wibracji – silnik poza plintą nie przenosi wibracji na talerz i ramię. no chyba, że konstruktor jest wyjątkowo nieogarnięty
- więcej plusów nie ma
Minusy
- konieczność odpowiedniego ustawienia silnika w celu uzyskania właściwego naprężenia paska – nie posądzam zwykłego użytkownika o znajomość pojęcia właściwego naprężenia paska. Naprężenie ma kluczowe znaczenie dla jakości obrotów
- konieczność kontroli położenia silnika (może się przesuwać w kierunku do talerza)
- długi pasek napędowy – długi pasek rezonuje jak struna i dodaje kolejną porcję wibracji przenoszonych na talerz. Rezonans paska jest ściśle zależy od długości i naprężenia
Jeśli konstruktor potrafi tak zaprojektować napęd zewnetrzny aby był ustawiany zawsze w tym samym miejscu, dawał stałe naprężenie paska, a stosowany pasek był jak najkrótszy to mamy napęd idealny. Nieskromnie wskażę tu na napęd w gramofonie Odyssey.
Czy gramofon z silnikiem poza plintą brzmi lepiej niż ten z silnikiem w plincie? Jeśli są źle zaprojektowane to owszem (patrz wyżej). Jeśli są dobrze zaprojektowane to nie ma to znaczenia.
Sterownik silnika.
Tu krótko – sterownik musi być dobrany do silnika i tyle.
Kontroler sterownika
Tu akurat jest moja perła w koronie – sterownik w postaci mikrokontrolera zaprogramowałem samodzielnie. Podobne cudo ale z modułem BT zaprojektował człowiek stojący za gramofonami OMA (tam zajęło to podobno 1000h programistów). Mnie wystarczyło skąpe doświadczenie w programowaniu i efekt w postaci skromnych ponad 1000 linii kodu.
Co ów mikrokontroler robi?
- sprawdza numery seryjne procesora (na wypadek gdyby ktoś sobie takie cudo skopiował na inny mikrokontroler). Jeśli sie nie zgadzają to zabawka nie ruszy:) Wejść do kodu też sie nie da:) to taka czarna skrzynka
- sprawdza stan przycisków czy pokręteł i odpowiednio je podświetla
- trzyma w pamięci ostatnie ustawienia prędkości (wartość dla cyfrowego potencjometru)
- zapewnia miękki start i stop napędu – to żeby nie zużywać paska i nie szarpać łożyskiem. Start w immersion to ok 7 sekund, w Odyssey do 20 sekund. Nie trzeba talerza popychać ręką:) to ważne
- Zapewnia zmienny moment obrotowy silnika po uzyskaniu właściwych obrotów
- przede wszystkim – samodzielnie kontroluje dokładność prędkości w otwartej pętli i wprowadza korekty. Nie jest potrzebne żadne zewnętrzne ustrojstwo komunikujące się z silnikiem żeby chwilowo złapać właściwe obroty. W przypadku silników BLDC (a może nie tylko) konieczne jest wprowadzenie stałej kontroli prędkości gdyż silnik po krótkim rozruchu ma tendencję do przyspieszania. Korekty idą na poziomie 12 bitów na 3.3 Volta. Kto ciekaw niech sobie policzy poziom pojedynczego skoku.
Rolka napędowa.
Tu napiszę tylko tyle – to wynik wielu godzin obserwacji i badań. Rolki robione są z dokładnością do 5 mikronów (pomiar na obrocie silnika).
Pasek.
Stosuję paski odlewane na zamówienie o przekroju okrągłym z kilku różnych materiałów. W przypadku Immersion to EPDM i NBR (oba w zestawie). W przypadku Odyssey to już inny materiał i przekrój.
Drzewiej najlepiej sprawował się pasek z chloroprenu ale niestety taki trzeba kleić i czasem puszcza. odszedł w niepamięć.
Paski mają spory wpływ na jakość obrotów i przy okazji mają bardzo ważne zadanie – kompensacja zmiennej prędkości liniowej wałka napędowego względem osi talerza spowodowanej drganiami silnika. Z tego właśnie powodu powinno się stosować paski elastyczne a nie tzw sztywne.
Odnośnie pasków “sztywnych” – tu często są mylone teorie. otóż w przypadku materiałów sztywnych czyli sprężystych (np stal) redukcja przekroju elementu pozwala na zmniejszenie przenoszenia fal sprężystych miedzy poszczególnymi elementami – doskonały przykład to powszechne kolce.
Ta teoria nie działa na paski napędowe bo one nie są sztywne tylko nie rozciągliwe, a to co innego. Pasek nie rozciągliwy – niezależnie od przekroju – pięknie przenosi drgania z silnika na talerz. Takie omijam. Tyle w temacie.
Łożysko i talerz.
To element wykonywany w tzw jednym secie. Sposób wykonania łożyska i talerza to długo rozwijana technologia związana mocno z zasadami obróbki, konkretną maszyną i materiałami. W elementach toczonych ważne jest aby wykonać je z tzw jednego zamocowania. Kto się trochę zna na toczeniu i CNC to będzie wiedział o co chodzi.
W każdym razie łożysko po zrobieniu wymaga ręcznego polerowania – to zadanie wykonuję samodzielnie, a technologię rozwijałem dość długo. Efekt widac i slychac:)
Element ostatni ale równie ważny – olej.
łożysko należy odpowiednio nasmarować – tu nie ma dowolności. smarowidło – w tym przypadku olej o odpowiednich parametrach – musi być dostosowany do warunków pracy, materiałów i luzów. Zdradzę pewną tajemnicę – w uzyskaniu równych obrotów nie chodzi o całkowite wyeliminowanie tarcia w łożysku. Tu nie chodzi o to żeby talerz kręcił się przez 2 dni bo to nie gwarantuje dobrej pracy. Pamiętajmy, że w warunkach bojowych na talerzu jest płyta a po niej drze igła ze zmienną siłą próbując za wszelką cenę wyprowadzić talerz z równych obrotów. Temu trzeba przeciwdziałać a jednym z elementów systemu obrony jest właściwy olej i stałe tarcie tzw płynne.
A co z pozostałymi elementami jak zawieszenie magnetyczne, transmisja magnetyczna, poduszki powietrzne, baterie, napędy 4×4 itd.
O te bajki trzeba pytać kogoś innego:)