moottorille tarkka rpm

[timoteus]

Moi

ei nyt varsinaisesti liity CNC tekniikkaan mutta arvelin että täältä voisi jotain vinkkejä löytyä, mukavaa porukkaa kun foorumilla on.

eli tarkoituksena olisi saada moottori pyörimään tasaisesti tarkalla nopeudella.
Rakentelen LP levysoitinta ja vanhoista vehkeistä puretut moottoriratkaisut on kovin köppäisiä ja heikkoja.
motin pitäis pyörittää ~5kg levylautasta.

Mistä kannattaisi lähteä liikkeelle? Arduinoa olen joskus ohjelmoinut ja varmasti sen oppii uudestaan, mut fyysinen puoli on hakusessa.

Kiitos jo valmiiksi  ;D

[Snowfly]

Kerro toki se kierrosmäärä minkä tarvit... ei ole koskaan tullut lp levyjen kanssa värkättyä :D
Haluatko että sulla start stop napit siinä?
Vai että vaan virta nappi ja levy pyörii loputtomiin?

[timoteus]

levylautanen pitäis saada pyörimään 33.3 rpm, käytössä ainakin 3d printteri jolla saa kyllä välityksiä tehtyä että ihan noin hiljaseen ei tarvi itse motin pyöriä.

aivan luksusta olis jos sais napilla 45rpm ja 78rpm levytkin pyörimään :D

[awallin]

pyörivään kappaleeseen, tai moottorin akselille (jos luottaa ettei hihna/ratas välitys luista) enkooderi.
esim CUI:lla on 20eur paikkella olevia:
http://www.digikey.fi/product-detail/en/AMT102-V/102-1307-ND/827015
tai jos löytyy US Digital uutena tai käytettynä joka sopii budjettiin. Nollabudjettivaihtoehto on purkaa enkooderi(t) vanhasta pallo-hiirestä jos sellaisen löytää..

enkooderista tulee kantti-aaltoa yleensä 2kpl A ja B ja joissain mikrokontrollereissa on suoraan 'quadrature encoder' sisäänmeno jonka laskettu tulos on luettavissa  rekisteristä. vuosia sitten dsPIC33F:ssä oli tällainen mutta nykyään näitä saattaa olla monessa eri chipissä - ehkä ei kuitenkaan arduinossa.

ohjauspuoli riippuu moottorista, yksinkertaisimmillaan samassa mikrokontrollerissa on PWM ulostulo joka laitetaan ohjaamaan sopivan kokoista FET:iä joka ohjaa suoraan moottorin virtaa.

tarkemmin mietittynä joku kantti-aalto kuvio LP soittimen kehällä voisi myös toimia hyvin, ja lukemaan sitä joko optinen anturi tai ehkä Hall-anturi?

servo ohjauksissa käytetään ainakin kahta eri strategiaa noiden enkoodereiden lukemiseen. Kun vauhti on hiljainen pitää laskea sisäisen kellon tikitystä enkooderin pulssien välissä. Kun vauhti on kova tehdään toisinpäin, lasketaan enkooderipulssien määrä jonkun tietyn ajanjakson aikana.

[Snowfly]

levylautanen pitäis saada pyörimään 33.3 rpm, käytössä ainakin 3d printteri jolla saa kyllä välityksiä tehtyä että ihan noin hiljaseen ei tarvi itse motin pyöriä.

aivan luksusta olis jos sais napilla 45rpm ja 78rpm levytkin pyörimään :D

Arduinolla saat tuon todella helposti tehtyä... ja voi olla että jos hyvin laakeroit alustan niin toimii ihan suora vedolla nema 23 motilla...
Ostat ramps 1.4:n niin se ei maksa kuin pari kymppiä kiinalainen versio atmega2560:n kanssa ja siihen yks stepper driver DRV8825 muutaman euron päälle...
Itse oon käyttänyt tuota pakettia vaikka missä projekteissa ja skaalautuu hyvin...

[timoteus]

stepperit vain tuppaa olemaan kovinkin kovaäänisiä.
arduino löytyy kyllä valmiina ja polulun stepperidriveri jolla pyörittää.
oli alkuperäisenä ideana tehdä stepperillä mutta liike on kovin nytkyttävää ja motin ujellus raastaa korvia.

enkooderi kyllä saattaa löytyä miljoonalaatikosta valmiina.

millaista mottia steppereiden ulkopuolelta kannattaisi kokeilla? kaikenmoisia kaksikarvaisia ainakin löytyy valmiina.

[Isto]

Jos sillä soittimella aikoo kuunnella muutakin kuin vaihteistoa niin laita joku hihna eikä rattaita.
Olen tulostanut aika monta ratasta ja kaikki pitää aika lailla ääntä.
Veikkaan että sopiva ac tai dc moottori on myös hiljaisempi kuin stepperi. Jos jostain löytyy niin isohalkaisijainen hitaasti kiertävä olisi tuohon sopovampi kuin perinteinen pitkä ja kapea kierroskone

[Snowfly]

stepperit vain tuppaa olemaan kovinkin kovaäänisiä.
arduino löytyy kyllä valmiina ja polulun stepperidriveri jolla pyörittää.
oli alkuperäisenä ideana tehdä stepperillä mutta liike on kovin nytkyttävää ja motin ujellus raastaa korvia.

enkooderi kyllä saattaa löytyä miljoonalaatikosta valmiina.

millaista mottia steppereiden ulkopuolelta kannattaisi kokeilla? kaikenmoisia kaksikarvaisia ainakin löytyy valmiina.

Stepperihän oli vain yksi vaihtoehto jos se ei käy niin samalla elektroniikalla voit ajaa myös dc-moottoria suoraan... been there done that...

[Kremmen]

Jaaha. Ei taida olla vinyyliaikakauden lapsia keskustelijoiden joukossa :)
Levynpyörittimen keskeinen ongelma kautta aikojen on ollut vetomoottori ja sen epäideaalisuudet. Joku stepperi vinyylin pyörittimenä aiheuttaisi audiofriikin naaman sinistymisen ja pikaisen hengenmenetyksen.
Kun se porukka hakee tasaista pyöritystä niin he tarkoittavat, että T A S A I S T A.

Kanoninen ratkaisu on ollut synkronimoottori jonka magneettigeometria on mitoitettu niin, että se hammastaa mahdollisimman vähän ja että sinimuotoinen magnetointivirta ei -juuri- aiheuta vääntömomenttivärähtelyä. Moottorin aiheuttama väistämätön jäännösjyrinä on sitten pyritty vaimentamaan jumalattoman raskaalla lautasella ja sopivasti joustavalla hihnalla muodostetulla mekaanisella alipäästösuotimella. Parhaisiin vinyylin kultakauden vetoratkaisuihin on tosi vaikeaa päästä millään muilla keinoilla, joten ennen kuin kannattaa hirveästi nähdä vaivaa niin tavoitetaso pitäisi kiinnittää tarkemmin.

P.S. Linn Sondek LP 12 levylautasmekaniikka on se audiofriikkien graalin malja jonka ratkaisuja voi referoida. En nyt äkkiseltään löydä linkkejä mekaaniseen ratkaisuun, mutta se lienee paras mitä pelkällä rahalla saa. Liekö sitten oikeasti tarpeellinen, en ota kantaa.

[timoteus]

esitän että ymmärsin yli 1/4 mitä kremmen sanoi :D
Lautanen on saatu pyörimään jo senverran hyvin että Dual 505-4 jäi toiseksi.
tosin pyörittimenä oli makitan akkuporakone jolla annettii molemmille ensin täydet kierrokset ja päästettiin vapaasti pyörimään.

auttaako tuollaisiin moottorin värähtelyihin moottorin koon kasvattaminen? ns. enemmän biiffiä pyörittää kiekkoa, vähemmän jyrinää?.

[cartti]

Suoravetoisen pesukoneen moottori, enkooderi ja joku mikro ohjaukseen? Kremmeniltä varmaan löytyy ajatuksia käytännön toimivuudesta. :)

[timoteus]

lähinnä jotain tämmöstä hain
http://www.aliexpress.com/item/5000rpm-52W-12V-3-89A-57mm-65mm-3-phase-Hall-Brushless-DC-Micro-Motor-High-Performance/32366388105.html

joku tommone motti ja ohjauskortti.
Eikö tota BLDC mottia saisi arduinolla ohjattua?

[Kremmen]

esitän että ymmärsin yli 1/4 mitä kremmen sanoi :D
Lautanen on saatu pyörimään jo senverran hyvin että Dual 505-4 jäi toiseksi.
tosin pyörittimenä oli makitan akkuporakone jolla annettii molemmille ensin täydet kierrokset ja päästettiin vapaasti pyörimään.

auttaako tuollaisiin moottorin värähtelyihin moottorin koon kasvattaminen? ns. enemmän biiffiä pyörittää kiekkoa, vähemmän jyrinää?.

Okei, koitetaan avata sitä loppua 3/4-osaa.
Tarkoittanet lautasen hyvin pyörimisellä sen mekaanista laakerointia? Eli että vauhtiin kiihdytettynä pysähtymisaika on omalla ratkaisulla pidempi? Pieni kitkamomentti on tavoiteltavaa, mutta ehkä vielä tärkeämpää on, että laakeroinnissa ei ole kitkamomentin vaihtelua. Eli että lautasen pyörittämiseen tarvittava voima pysyy mahdollisimman vakiona koko kierroksen ajan. Voi tutkia siten, että lautasen kiihdyttää sata kertaa vähän yli käyttökierrosten ja antaa sen pysähtyä. Pysähtymiskulman tulisi olla olennaisesti satunnainen. Pienkin taipumus pysähtyä lähelle jotain määrättyä asentoa viittaa siihen, että kitka vaihtelee ja se on huono juttu.
Moottorin koon kasvattaminen saattaa päinvastoin kun luulisi, huonontaa tilannetta. Vetomoottorilta kaivataan vääntöä vain sen verran, että se juuri ylittää käytössä syntyvät kitkavoimat ja pystyy ylläpitämään lautasen pyörimisnopeutta. Kaikki sen yli on turhaa ja potentiaalisesti haitallista. On pidettävä mielessä, että aina kun moottorin vääntömomentti muuttuu vähänkään, lautanen joko kiihdyttää tai hidastaa ja se ei ole toivottua. Tämä siis olettaen että pyörimiskitka ei vaihtele merkittävästi kierroksen varrella.

Sitten tämä termi hammastus (cogging lontooksi: https://en.wikipedia.org/wiki/Cogging_torque). Sähkömoottorit toimivat magneettisen veto- ja työntövoiman avulla ja siihen tarvitaan tietenkin magneetteja. Pienissä moottoreissa roottorissa on kestomagneetteja ja niiden magneettivuo vaihtelee kun akselia pyöritetään niin, että roottorin ja staattorin magneettinavat vuoroin kohtaavat ja erkanevat. Vuon vaihtelu aiheuttaa akselille vääntömomenttia myös silloin kun koneeseen ei edes johdeta sähköä. Tämä on hyvin selvästi havaittavissa vaikkapa muuttuvareluktanssisilla steppereillä jollaisia useimmat ovat.
Kaikkihan lienevät pyöritelleet stepperin akselia joka liikkuu selvästi pykälittäin.
No, hammastus on kylmää myrkkyä haettaessa tasaista pyörimistä, koska se takaa että moottorin taajuusvasteen Bode-käyrässä näkyy resonanssipiikki napaluvusta ja pyörimisnopeudesta riippuvalla taajuudella. Tätä piikkiä on mahdoton poistaa edes teoriassa koska se on systeemin rakenteen ominaisuus. Ja tuo piikki tietysti siirtyy levylautaselta pyörivään vinyyliin mistä pickup sen uskollisesti poimii vahvariin ja sieltä kajareista se sitten lopuksi tulee ulos kaikkien iloksi.

[...]Suoravetoisen pesukoneen moottori, enkooderi ja joku mikro ohjaukseen? Kremmeniltä varmaan löytyy ajatuksia käytännön toimivuudesta. :)

Ajatuksia toki, mutta ei kokemuksia :)
Tuommoinen moottori saatta vaikuttaa napakalta ratkaisulta, mutta siinä korostuu juuri noita edellä mainitsemiani heikkoksia. Moottorina tämmöinen on varsin kätevä laite, mutta ei juuri tähän tarkoitukseen. Ihan yksinkertaisesti siitä syystä, että suunnittelun peruslähtökohdat ja -kriteerit ovat olleet ihan toisaalla. Jos vähän saa vitsailla, niin hiekkapaperi ja vessapaperi ovat molemmat hyviä, mutta kumpikaan ei oikein korvaa toista. Siis kyllä tuolla levylautasen saa pyörimään, mutta ihan yhtä todennäköisesti tulee olemaan aika helppo kuulla, millä sitä lautasta pyöritetään.

---

Ihanteellinen moottori tähän tarkoitukseen olisi suunnilleen sellainen, että se tehon puolesta juuri jaksaa lautasta pyörittää mutta ylimääräistä ei olisi. Rakenne pitäisi olla semmoinen että hammastus on minimoitu kaikissa mahdollisissa kohdissa, ja jäännöshammastuksen ja muiden jyrinää aiheuttavien tekijöiden taajuus tulisi olla niin korkealla, että raskaan lautasen ja joustavan vetohihnan mekaaninen rajataajuus jää riittävästi alemmas. Tuollainen jousi + massa -yhdistelmä on toisen kertaluokan systeemi, jolloin sen vaimennus  on 40 dB/dekadi rajataajuuden yläpuolella mikä helpottaa jyrinän suodatamisessa. Mutta 2. kertaluokan systeemit ovat potentiaalisesti epästabiileja koska ne ovat alttiita resonanssille jos systeemiin tuodaan ulkoista energiaa, ja tässä vetomoottori tuo sitä. Erityisen tarkasti pitää suunnitella vetohihnan materiaali jotta siinä on riittävästi sisäistä kitkaa niin, ettei systeemin Q-arvo nouse liian korkeaksi jolloin on ilmeinen mekaanisen resonanssin vaara olemassa. Samaan on tähdättävä sillä, että resonanssitaajuus ei missään tapauksessa saa olla lähellä moottorin jyrinäkomponenttien taajuutta vaan mielellään dekadin, jopa pari sen alapuolella.

Eli ei ole ihan triviaalia jos oikeasti hyvää meinaa. Ja selittää osaltaan miksi jotkin hyvät audiovehkeet maksaa pikkasen...

[Kremmen]

lähinnä jotain tämmöstä hain
http://www.aliexpress.com/item/5000rpm-52W-12V-3-89A-57mm-65mm-3-phase-Hall-Brushless-DC-Micro-Motor-High-Performance/32366388105.html

joku tommone motti ja ohjauskortti.
Eikö tota BLDC mottia saisi arduinolla ohjattua?

Aloituspostauksessa sanoit "...tasaisesti ja tarkalla nopeudella...". No toi todennäköisesti ei ole se moottori.
Toki paljon riippuu ohjaussysteemin toteutuksesta ja kyllä tuolla se lautanen pyörii, ei siinä mitään. Mutta jälleen: tuo on alusta alkaen suunniteltu ihan muihin juttuihin ja todennäköisesti toimii oikein huonosti levylautasen pyörittimenä. Vaikka paljon toki riippuu siitä mikä on "tasainen" ja mikä on "tarkka nopeus" :)

[timoteus]

nyt irtos tuosta 4/3 osastakin jotain :D
mekaaninen pysähtymisaika on tällä diy ratkaisulla lyhyempi kuin tuolla dualilla, mutta koiteltiin kiihtyvyysanturilla mittailla jyrinöitä niin päästiin reilusti pienempiin.
vähä jytkempää rasvaa noissa omissa laakereissa kun ei autotallista löytynyt mitään ompelukoneöljyä :D

teknarin sl-1200 antaa lautaselle flutteria 0.30% onko tollaisella esim BLDC mötteröllä edes teoriassa mahdollisuutta päästä samoihin? tai lähelle.
täähän aiheuttaa harmaita hiuksia tämä projekti, kiitokset jo valmiiksi kaikille neuvoista  :D