Czy samodzielna budowa gramofonu opłaca się? Finansowo absolutnie nie. Dla własnego rozwoju? Zdecydowanie tak. Czy każdy może się podjąć tego zadania? Raczej nie: potrzeba zaplecza warsztatowego, w tym także dość zaawansowanych i drogich maszyn jak tokarka, czy drukarka 3D, a także sporych umiejętności manualnych i inżynierskiej smykałki. A jeżeli jeszcze podejmiemy się budowy własnego sterownika, to i wiedza z dziedziny elektroniki, czy programowania też się przyda.
Także zanim podejmiemy się tego niełatwego i obarczonego sporym ryzykiem porażki zadania warto zastanowić się czego oczekujemy i jaki mamy możliwości.
Ja się podjąłem i poniżej przedstawiam w dość skrótowej formie kilkumiesięczną historię budowy własnego gramofonu. Pomijam tu szczegóły budowy i programowania sterownika, bo to temat na oddzielny, i to spory, artykuł.
Podczas budowy gramofonu nie ucierpiał żaden sprawny polski sprzęt. Wszelkie części zostały pozyskane oddzielnie.
1. Założenia.
Przystępując do realizacji projektu przyjąłem następujące założenia:
- gramofon ma być ciężki: masywna plinta i solidny talerz
- możliwość wymiany ramienia: wydzielony wymienny moduł w plincie do mocowania ramienia
- budowa oparta o wybrane części z polskich gramofonów
- opracowanie własnego modułu sterującego zapewniającego wysoką stabilność obrotów
- zasilanie z zasilacza zewnętrznego
2. Dobór komponentów i pierwsze prototypy.
Dlaczego zdecydowałem się na części z polskich gramofonów? Po pierwsze dlatego, że wychowałem się na nich, mam rozeznanie i sentyment. Po drugie, można wśród nich znaleźć prawdziwe perełki, jak choćby wyważane talerze. Który z obecnie produkowanych modeli z półki konsumenckiej ma taki talerz? Żaden. Może wśród sprzętów z półki Hi-End za grube pieniądze by się znalazł. Rozwiązania konstrukcyjne ramion też uważam za dobre, tyle że tu bywa różnie z jakością wykonania, czasem trzeba coś poprawić.
Jako dawca napędu posłużył gramofon Daniel. Z tego modelu wykorzystałem silnik, łożysko z podtalerzykiem i talerz. Pierwsze ramię to R8A, tanie i dostępne. Tak narodził się ten potworek:
Ten prototyp posłużył do wstępnego sprawdzenia, czy ramię pasuje do talerza oraz do stworzenia wsadu do mikrokontrolera sterującego. Kto trochę siedzi w temacie, na pewno zauważy Arduino :) Testy prototypu przeszły pomyślnie, udało się opracować system sterowania, testy odsłuchowe też wypadły dobrze. Podjąłem decyzję o kontynuacji projektu.
3. Plinta.
Od plinty zależy bardzo wiele. To ona w dużej mierze determinuje własności soniczne naszego gramofonu eliminując drgania i rezonanse.
W nowoczesnych konstrukcjach często stosowany jest MDF, i ja także zdecydowałem się na ten materiał. Brałem też pod uwagę lite drewno, ale zdobycie dobrego, sezonowanego, surowca jest bardzo trudne. Poza tym drewno zawsze może wykazać tendencję do zmiany wymiarów, czy wypaczania się w zależności od zmian temperatury, czy wilgotności powietrza. MDF jest wolny od tych wad, tani, dostępny, łatwy do obróbki i świetnie tłumi i amortyzuje drgania.
Moja plinta ma grubość 50mm i jest sklejona w dwóch płyt 18mm i jednej 12mm obustronnie formirowanej drewnem dębowym, co daje 14mm grubości. Brzegi są oklejone może mało szlachetnym materiałem - sosną, ale wyglądają dobrze.
Wykorzystując fakt, że będę kleił plintę z warstw, wykonałem z wyprzedzeniem potrzebne wnęki i przepusty dla kabli:
Klejenie:
I efekt końcowy:
Jak wspomniałem wyżej, konstrukcja gramofonu miała zapewniać możliwość wymiany ramienia na inny model. Na poniższym zdjęciu widać umieszczony w przeznaczonej do tego celu wnęce moduł przygotowany pod montaż ramienia R8A:
Po zakończeniu prac stolarskich całość została zaimpregnowana olejem lnianym. Plinta posadowiona jest na kolcach antywibracyjnych, które umożliwiają też wypoziomowanie gramofonu.
4. Sterowanie.
Zrezygnowałem z wykorzystania któregoś ze sterowników z polskich gramofonów ze względu na ich kapryśność i niestabilność. Zdecydowałem się na opracowanie własnego sterownika, a że programowanie nie jest mi całkiem obce, zdecydowałem się wykorzystać mikrokontroler Atmega 328P-U. Układ ten jest sercem Arduino UNO, co znacznie ułatwiło fazę prototypowania.
Założenia dotyczące funkcjonalności sterownika były następujące:
- zdolność do badania stanu napędu: układ kalibruje się poprzez zliczanie ilości impulsów z tarczy tachometrycznej silnika przypadających na jeden obrót talerza
- dopuszczalne odchylenie prędkości obrotowej poniżej 0,5%, co daje +/- 6 ms/obrót przy prędkości 33,33 obr/min
- regulacja prędkości obrotowej silnika przez PWM taktowany z częstotliwością poza pasmem akustycznym. W praktyce z pewnych względów udało się uzyskać tylko 15,625 kHz, co nie do końca spełnia założenie, ale praca układu i tak jest niesłyszalna.
- zdolność do dynamicznego korygowania prędkości obrotowej w czasie pracy
- obsługa "lampki" stroboskopu - pomarańczowa dioda LED
Widok ogólny na układ sterowania. Widoczny sterownik, silnik, oraz czujniki optoelektroniczne: na tarczy tachometrycznej silnika oraz czujnik położenia talerza (odbiciowy):
Brak komentarzy:
Prześlij komentarz