Увод
Никад ми није било јасно како скоро сви произвођачи грамофона тврде да је константна брзина окретања грамофона кључна за контролу pitch-а, а веома мали број њих развија и/или имплементира склопове за тековно мерење исте. Уместо тога, користе се технике контроле обртаја код мотора и мерење истих, прерачун ротација преко мерење повратних струја итд. Шта ли се онда дешава на самом тањиру?
Такође је било прича да грамофонска игла при контакту са плочама има утицај на константну брзину, а да не помињем растезање каиша и промене у температури. Како сам решио да развијам свој грамофон (*), морам сам да проверим ове хипотезе, да се не би базирао на приче које нису поткрепљене јасним доказима.
(*) Рецимо да је стабилна просечна брзина ротација један (поред доста других) од кључних услова при развоју грамофона.
Услови
Поставио сам следеће услове:
Безконтактни сензор (hall effect, IR, laser);
Висока прецизност (рецимо микросекунде);
Вањски дисплеј (OLED, LCD, ePaper);
Логирање мерења за debugging и даљи развој погона за грамофон;
Израда од релативно доступних компоненти;
Могућност имплементација на било којем грамофону (**).
(**) Локација монтирања сензора и окидача зависи од зазора између доње стране тањира и базе.
Компоненте
Скоро све компоненте се могу локално наручити, осим дисплеја. Било која комбинација од оних које сам навео врши посао. На крају, избор је пао на следеће:
Arduino Nano (овде);
Keyes KY-003 Hall Effect Sensor Breakout (овде);
0.91" OLED екран са I2C протоколом (рецимо овде);
Неколико магнета (6mm x 3mm је добра величина);
(***) CD4066B прекидач;
(***) Стандардни тастери.
(***) Нису потребни за тахометар, већ за други део пројекта, а то је PI/PID контрола вањског контролера за погон грамофона. TBD.
Принцип
Свако окидање сензора снима број микросекунди прошле од иницијализације микроконтролера.
И онда:
Брзина ротације је разлика између нове и старе вредности, изразене у ротацијама у минути;
Сензор је један, и је фиксне локације;
Окидач(и) сензора могу да буду од један до онолико колико их физички стане на тањиру;
Када је више од једног окидача по ротацији, брзина ротације се рачуна за сваки окидач понаособ, а не као разлику између окидача. (****)
(****) Сваки сензор има време окидања. У случају hall effect сензора, време окидања зависи од снаге магнетног поља које презентују магнети који раде као окидачи. Чак и да имам услове да поставим магнете са апсолутном прецизношћу, не могу да гарантујем да сви магнети имају магнетно поље исте јачине. Због тога, код који сам развио рачуна сваки магнет као да је једини окидач у систему, и упоређује га са самим себе. Овај приступ гарантује виш ступањ прецизности, и умањује утицај прецизности постављања окидача - све док се окидачи поставе на исто растојање од центра како би окинули сензор.
Повезивање
(*****) За тахометар, без вањске контроле погона, све што је лево од Ардуина се може уклонити.
Окидачи
Окидачи се могу поставити на доњу страну тањира, или на сам обод тањира ако нема места за испод.
Код мене, то сам овако урадио:
Програмирање
Сав код (као и идуће промене) је доступан овде:
https://github.com/stojnev/dwr-controller
Код је релативно једноставан, а сви оперативни параметри се могу штимати преко вредности променљива:
int countMessageDisplaySpins = 1; int waitingCycle = 0; long stoppingTime = 2500000; // Indicates (1) the number of rotations a display message is active before being replaced with RPM, (2) represents intermediary counter and (3) determines the amount of microseconds elapsed after which the platter is considered stopped.
int triggerNumber = 4; // Indicates the number of sensor triggers per rotation.
int correctionSpin = 4; int correctionSpinShort = 2; long correctionSpinCount = 0; int correctionMovement = 5; // Indicates (1) number of rotations to wait for applying correction with small corrections, (2) number of rotations to wait for applying correction with large corrections, (3) temporary spin count and (4) maximum amount of steps to correct per cycle.
float correctionQ = 0.01; // Indicates the difference quotient from standard speed to activate automatic correction.
float derivedQ = 0.01; // Indicates the correction in RPM derived from a single 0.01Hz step (single "click").
Код је дизајниран да очекује промене у систему, па тако "препознаје" стање система. То је важно за имплементацију у постојеће системе, где тахометар није контролер брзине и/или стања.
Радња
И на крају, како то ради:
Будућност
Тек смо почели. У плану је бар следеће:
Имплементација Timer2_Counter библиотеке за повећање прецизности система;
Рутине за приказ разних просека;
Аутоматскo штимање PI/PID параметара;
Рутине за чување укупног времена свирања (не само ротација).
Ево како ради:
Сав код (и сваки идући update) се налази овде:
https://github.com/stojnev/dwr-controller
Имам доста идеја за побољшања, али ово ради и морам да негде пресечем да мало слушам музику, а не бројим ротације.
shonne je reagovao/la na Woland u DIY interconcect za 23e
shonne got a reaction from D i g i t a L in Serije koje gledate
shonne got a reaction from prophet in Filmovi koje volite
shonne got a reaction from Spachek in Serije koje gledate
shonne got a reaction from ZZZ in JC-80, UGS