salve a tutti, andrea piacere sono uno studente di meccatronica e sto realizzando un giradischi portatile come progetto, per l'esatezza un giradischi progettato per essere "graffiato" una pratica che usano i dj, un esempio "numark pt01 scratch" tutto questo per dire che non ho bisogno di grandi tolleranze o precisioni visto che mentre il disco in vinile gira viene spostato con la mano per produrre suoni.
vorrei progettare il motore controllato con arduino per tenere i giri costanti e magari con 2 opzioni 33,45 giri immagino debba mettere un sensore che si inerfacci con il motore per mantenere i giri costatnti o magari no visto che le coppie in gioco sono veramente minime, deve solo far girare un piccolo piatto di alluminio per dischi da 7 pollici quindi meno di 500 g e considerando che la mano che muove il disco non crea attrito visto che il disco scivola sul piatto per essere "suonato"
qualcuno sa indirizzarmi verso una soluzione economica e semplice? non perche debba essere approssimativa ma perche scopo del progetto è realizzare il giradischi con un budget molto basso
ho trovato molti esempi ma molto piu compicati di quello che serviva a me.
grazie mille e buona serata
Solitamente fare girare un motore a velocità costante richiede un controllo in reazione. La reazione (o feedback) è l'informazione rilevata tramite un sensore che in questo caso misura la velocità. Il controllore di velocità aumenta o riduce la velocità del motore in base al feedback. Come realizzare questo anello chiuso tra controllore e sensore dipende dal motore, ad esempio motore DC a spazzole, oppure motore a induzione (brushless). Come sensori si possono usare sia gli encoder ottici o magnetici, ma anche un motore DC messo in rotazione da un altro motore può essere usato come sensore, poiché ai morsetti + e - del motore ci sarà una differenza di potenziale che dipende dalla velocità di rotazione.
Un motore DC solitamente si controlla tramite un ponte H (o un solo mosfet) in modo PWM. La frequenza del segnale PWM specie in questo caso dovrebbe essere superiore alla banda audio (es 20Khz) nel caso l'asse del motore fosse accoppiato in modo rigido al piatto, non serve invece in caso di trasmissione a cinghia, ma comunque è sempre bene evitare accoppiamenti rigidi preferendo sempre accoppiamenti smorzanti (gomma, silicone ecc). Il rischio che i disturbi generati dal segnale PWM finisca in banda audio è alto, per cui escluderei la frequenza standard del PWM di arduino che è attorno 1000Hz.
Con trasmissione a cinghia il motore può anche essere motoridotto, da evitare diversamente poiché il trascinamento degli ingranaggi sarebbe rilevato dal pickup.
La reazione e il conseguente controllo di velocità può essere anche realizzato in modo analogico (cioè senza arduino).
tu dici che il controllo in reazione è obbligatorio per una velocita costante nell'ipotesi che il carico non cambi ?
No il carica cambia, "cerca PID arduino".
se devo utilizare una frequenza del segnale pwm di 20khz per evitare rumori non posso farlo con arduino ?
Ci sono librerie che permettono di usare il timer1 interno alla MCU (per la serie ATmega), da verificare quale libreria permetta di raggiungere tale frequenza e con quale risoluzione. Arduino core lib offre una analogWrite() a poco meno di 1000Hz 8-bit, cioè pwm da 0÷255.
il piatto che andrò ad utilizzare è estremamente leggero (eccone un esempio Plate X One PT01 Platter) ed il fatto di muovere il vinile non va ad influire sul piatto visto che il vinile scivola sul tappetino, l'attrito è veramente minimo.
comunque io pensavo di usare un motore Brushless uno di questi Serie L149 | Micro Motors , hanno gia un elettronica integrata con dei sensori hall, dovrei riuscire ad mantenere i rpm costanti solo controllandolo in pwm ?? ( ovviamente con frequenze superiori a 20 khz ) cosa ne pensate ?
Quei motori sono molto diversi dall'originale che pare essere un motore a spazzole in corrente continua. Inoltre questi motori non mi risulta abbiano cuscinetti ma bronzine su cui gira l'asse, in sostanza è il tipico motore CC per trasmissione a cinghia, simile a quello che trovi dentro un mangia nastri, sia audio che video. Inoltre i motori al link sono brushless con accoppiato un riduttore di giri.
Se gli ingranaggi del riduttore di giri fosse molto silenzioso si potrebbe addirittura pensare ad un accoppiamento diretto tra piatto e motore ma questo è fattibile solo se si hanno utensili come il tornio ecc. Anche per la trasmissione a cinghia serve accoppiare la puleggia all'asse. Altra cosa sul pin FG ci sono 6 impulsi per giro, ma non ho verificato cosa si intende per giro, giro dell'asse motoridotto o del motore brushless? Quasi certamente sull'asse motoridotto.
Il link al piatto non lascia intravedere se c'è un cuscinetto integrato e se c'è la sede per la cinghia e inoltre potrebbe esserci un disco Encoder, cioè un disco con tanti fori grazie al quale potere misurare la velocità di rotazione tramite un sensore ottico IR a forcella.
Tieni anche conto dell'effetto di riduzione di giri che c'è quando la puleggia motore è molto più piccola di diametro rispetto a quella che c'è sul piatto.
Ultima cosa riguarda il PWM che su arduino UNO per avere la massima risoluzione (16-bit) si impiega il TIMER1 hardware che però non può raggiungere i 20Khz. Ma questo non è un problema poiché c'è la board zero o altre con MCU ARM capaci di PWM a frequenza elevata, ma resta sempre il problema di trovare la libreria per ARM.
Aggiungo solo che c'e' anche un motivo "pratico" per cui difficilmente si usa un'accoppiamento "diretto" fra motore e piatto (salvo alcuni modelli "esoterici" con motore multipolare integrato nel piatto, ma sono motori speciali con un costo disumano) ... e cioe' che e' molto piu semplice mantenere stabile la velocita' di un piatto accoppiato con un rapporto molto alto (puleggia piatto larga quasi come il piatto e puleggia motore larga 4 o 5 mm), che quello di un motore solidale con il piatto, usando motorini a spazzole in DC ...
Con un motore accoppiato con rapporti tipo 100/1 o simili, la regolazione del motore influisce ovviamente per un centesimo su quella del piatto, e lo stesso ovviamente vale per gli eventuali errori di regolazione ... con un motore accoppiato direttamente, il rapporto e' di 1 ad 1 ... e come penso molti di voi sapranno, regolare con estrema precisione la velocita' di un motore DC a spazzole, non e' esattamente la cosa piu semplice da fare ...
Tanto che la maggior parte dei sistemi commerciali "economici" non usano neppure la cinghia, ne un regolatore a retroazione ... il motore e' accoppiato con l'interno del bordo del piatto mediante una semplice rotellina di gomma, su cui l'alberino da 3mm trasferisce direttamente il movimento per frizione ... il rapporto totale e' quello fra i 3mm dell'albero motore ed il diametro dell'interno del piatto, che in media e' sui 300/330 mm ... il motore ha di solito un semplice regolatore di giri con un trimmer, perche' una volta regolato in fabbrica, ogni scostamento dalla velocita' impostata del motore, si traduce in uno scostamento di un centesimo di tale variazione sul piatto, per cui se non e' molto alta, risulta quasi impercettibile alla maggior parte delle persone (direttori d'orchestra supermaniaci della precisione esclusi ... :D)
Dubito che un PWM a 8 bit sia abbastanza fine a tenere i giri sul valore desiderato. Temo che salta tra troppo lento a troppo veloce.
Per il piatto non é importante che peso in assoluto ha ma che massa devi accelerare.
Anch io sono per una costruzione canonica con piatto cinghia e motore. Visto che cosí tieni i motore a regime naturale di qualche mille giri al minuto. Per arrivare direttamente a 33 o 45 giri servono quasi ingranaggi che credimi non vuoi avere.
Motore Brushless:
I normali driver pilotano il motore in modo "asinchrono" nonostante il motore come costruzione é un motore sichrono ( Rotore con magneti permanenti e statore con elettromgneti). Non danno un pilotaggio in frequenza ma comutano quando il rotore si posiziona inuna certa posizione (rilevazione tramite sensori hall o un avvolgimento viene usato come sensore mentre gli altri due sono alimentati). Percui dovresti costruire un driver che accelera e poi tiene la frequenza costante per obligare il motore a tenere i giri costanti.
Attenzone
Devi schremare il motore dal punto magnetico e elettromagnetico molto bene perche il motore non sia udibile nel segnale audio.
buona sera, grazie a tutti per i consigli,
da quello che leggo opterò per una trasmissione a cinghia, secondo voi ha senso scegliere un motore brushless con il driver, o basterebbe un motore a spazzole come quello del giradischi pt01 come nel link?
mi spiego meglio vorrei aggiungere un po più di sicurezza e affidabilità se possibile, ma solo se ha senso, vorrei evitare di usare quei motori in dc a spazzole, magari potrei migliorare l'accelerazione del piatto quando viene leggermente frenato per spostase il disco, visto che possiedo il pt01 e non so mi da l'idea che il motore sia un po debole per luso per cui è concepito.
cosa ne pensate ?
Aggiungo solo che c'e' anche un motivo "pratico" per cui difficilmente si usa un'accoppiamento "diretto" fra motore e piatto (salvo alcuni modelli "esoterici" con motore multipolare integrato nel piatto, ma sono motori speciali con un costo disumano) ...
Il mio giradischi ha trazione diretta e usa un motore brushless senza riduttore di giri meccanico.
Una volta avviato il piatto raggiunge la velocità impostata, ma un carico meccanico (attrito con un dito) ne rallenta il numero di giri. Non è rapido (reattivo) a raggiungere la velocità impostata dopo avere rimosso il carico meccanico. In sostanza non è adatto ad i dj. Il piatto è questo: TP1030, il manual service forse può tornarti utile.
Quindi escludiamo la trazione diretta. Escludo anche il motore brushless motoridotto per i seguenti motivi:
Per il costo.
La necessità di realizzare l'accoppiamento tra asse e puleggia.
Il numero ridotto di giri non si sa se è sufficiente.
Mi sono preso la briga di scrivere su google "motore DC per giradischi" è ho trovato il motore usato nel pt01. Almeno mi pare questo. Noto subito il drive in case T0126, cerco con google "utc6652" e trovo il datasheet con tanto di schema applicativo.
Nostalgia ... se non ricordo male (e' passato qualche annetto dall'ultima volta che ne ho massacr ehm, riparato uno), il motore era un brushless multipolare con un suo stampato con driver e feedback integrati, una cosa simile a questo nella forma (questo e' di una fotocopiatrice, ma il principio e' simile, quello del giradischi aveva semplicemente piu poli)
sono motori buoni, ma come dici anche tu, necessitano di un po di tempo per arrivare a regime e se li forzi un po, la velocita' ne risente subito ... mi sa che quello con l'AN6652 che hai linkato gli andrebbe meglio ...
grazie ancora a tutti, penso che ormai userò lo stesso motore del pt01 anche se avrei preferito migliorarlo, ma non trovo altre soluzione economiche, quindi per controllare il motore con l'AN6652 devo realizzare questo circuito applicativo ( http://www.datasheetdir.com/AN6651+DC-Motor-Drivers-Controllers ), sapede dirmi come trovare Rs ?? è il potenziometro no ? e soprattutto come selezione le 3 velocita ?
Se tu avessi disponibili i 24V, potresti usare quelli delle fotocopiatrici (come quello in figura linkato prima), hanno una discreta coppia, ma sfortunatamente tutti queli che ho recuperato fin'ora erano solo a 24 oppure 48 V, secondo la marca della fotocopiatrice ... ma se devi fare roba portatile, il 24V mi sa che e' da escludere ...
A proposito, se ti puo interessare ho trovato questa pagina con application notes della PM - AB-026: Sensorless Speed Stabiliser For A DC Motor - Precision Microdrives - , che tratta dei sistemi di regolazione per piccoli motori in DC senza sensore di feedback (c'e' anche l'AN6652, ma anche altri sistemi abbastanza interessanti), completi di formule (brrrr ... :D) ed esempi ...
si infatti, 24V sono troppi considerando che volevo alimentarlo con una lipo per portarlo in giro, ma mi sa che non posso chieder di più dal motore considerando anche il budged del progetto.
grazie molto per il link molto interessante.
