Tonbandforum

Liebe Tonbandfreunde,

aller Guten Dinge sind drei, so heißt es.

Nachdem Ihr vor einiger Zeit (hier: https://tonbandforum.de/showthread.php?tid=21846 ) die Fertigstellung meines Selbstgebauten #2 so freundlich begleitet habt,

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(hier noch einmal ein Bild der #2)

-- möchte ich Euch auch meine aktuellen Basteleien am Selbstbau Nr. 3 vorstellen. Meine erste Idee war, aus sozusagen nostalgischen Gründen, die #1 zu revidieren und wieder zum Laufen zu bringen. Immerhin lief das Teil, welches ich noch als Schüler angefangen hatte, Mitte der 70 Jahre sehr viel, oft und lang, zuweilen den ganzen Tag, und die Bänder habe ich noch. Aber, ein bisschen genauer hin geschaut, dann war klar, das würde keinen Spaß machen. Also habe ich es zerlegt. Nicht ohne ein paar Bilder davon zu machen.

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Gehäuse werden überbewertet, es geht auch ohne. Von oben nach unten sehen wir: Netzteil und Laufwerkssteuerung. Der dicke Elko hatte 1000 µF 250V und versorgte den Andruckmagnet. Wenn er entladen war, war die Halteposition erreicht. Im Fach darunter: Löschgenerator, A-Verstärker, W-Verstärker, alles ohne Internethilfe entworfen und schön diskret aufgebaut. Das Know-how aus gelegentlichen FU-Artikeln und zwei oder drei RPB-Heftchen sowie der Hobby-Praxis geschöpft.

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Auf den grünen Wickelmotoren steht Grundig, die wurden, wenn ich mich recht erinnere, einmal von Völkner für kleines Geld verkauft. Die sind natürlich nicht für diesen Zweck konzipiert und hatten - bei akzeptabler Wärmeentwicklung - ein eher bescheidenes Drehmoment, da gab es eben nur lockere Wickel. Einen ganz großen Vorteil hatten sie allerdings: Die bremsen bei Gleichstrom stark ab. Damit erübrigte sich jede mechanische Bremse. Die Wickelteller habe ich auf der Bohrmaschine rund geschliffen - ein Drehbänkchen hatte ich damals noch nicht. Zwischen den Wicklern sitzt der Anzugmagnet. Er wurde aus einem Leistungs-Schütz (Relais) gewonnen und hat die Zeitläufe unbeschadet überstanden. Nur der ihn befeuernde Elko ist hin. Als er das noch nicht war, ist das Gerät mit einem sauberen, satten Klack gestartet.

Das Umspulen ging bei großem Aufwickel-Durchmesser eher verhalten los. Wie gesagt, kein anständiges Anzugmoment. Aber meist viel besser als bei manchen einfachen, schwächlichen 1-Motor-Maschinen von Freunden.
Freundlich damals, dass die Fa. Uher mir ein paar Umlenkrollen, die eigentlich für ein Report gedacht waren, verkauft haben, und erstaunlich, dass diese durchgehalten haben. Anscheinend gab es bei Uher keine Hemmungen, an Bastler zu liefern.

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Dass eine Bandführung im Zickzack um die Tonköpfe zwangsläufig eine Schlaufe beim Anfahren produziert, war mir erst später klar geworden. Ich hatte mir dann angewöhnt, vor dem Anlauf immer ein bisschen den linken Wickel vorzudrehen, das ging dann schon. Bei Langspielband lief es auch bei der Andruckrolle einwandfrei, nur ganz dünne Bänder "wörgelten" dort herum. (Wer hat denn dieses wundervolle Wort mal ins Forum geworfen?!) Anscheinend hat sich die Andruckrolle ganz brauchbar selbst justiert, weil der Andruck über den Nylon-Draht in Höhe der Bandmitte einwirkt. Gesteuert wurde der Bandlauf über einen 12-Stufenschalter. Einfach in der  Bedienreihenfolge play - stop - DC links - AC rechts - DC links - DC rechts - AC links - DC rechts - stop.
Ein paar Stufen wurden nicht benutzt, und wenn man die jeweilig zuständig Brems-Phase versehentlich übersprang, dann gab es ordentlichen Bandsalat.

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Also Zerlegen. Die Alu-Frontplatte war eine echte Fleißarbeit, sieht man noch heute - schade drum. Ob von dem Ganzen noch was brauchbar ist? Wir werden sehen.

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Das eine oder andere Alu-Stückchen konnte sich ein Plätzchen im Neubau sichern, ansonsten hieß es: Sägen, sägen, feilen, bohren - ist ja in Alu zum Glück nicht allzu schweißtreibend.

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Gewinde bohren, zusammenschrauben, fertig ist das Grundgerüst.

Wie es weiter ging, kann man in dem Thread über Umlenkrollen und Bandfühlhebel nachzulesen, auf den ich hier, der Chronologie wegen, nochmals verlinke:

(Umlenkrollen, Bandfühlhebel: https://tonbandforum.de/showthread.php?tid=26440 )

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Und so sieht das gute Stück aktuell von hinten aus. An verschiedenen Stellen durch weitere Aluprofile verstärkt und erweitert, Motoren richtig montiert, provisorische Anschlüsse und Seitenteile, damit es auch stehen bleibt - und alles läuft richtig.
Bin also ein gutes Stück weiter gekommen und werde diesen Bericht bald mit aktuellen Ergebnissen fortsetzen.

MfG
Binse

Die Geschichte mit der Andruckrolle

Diesmal hatte ich richtig Probleme mit der Andruckrolle. Das Band "wörgelte" an der Gummiwalze herum, lief nach oben oder unten aus der Spur und verhielt sich ganz unvorschriftsmäßig, während bei den beiden Vorgängermodellen die Andruckrollen bzw. ihre Führungen gleich liefen, wie sie sollten.

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Zunächst plante ich, die Konstruktionsidee und die Andruckrolle und der #1 zu übernehmen. Das Gummi schien mir noch weich genug, die Oberfläche ohne Risse oder größere Kratzer, und das Gleitlager war auch noch nicht "hin", dennoch tauschte ich es gegen zwei Kugellager aus.

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Die Rolle mit eingepressten Kugellagern, daneben liegt noch das alte Gleitlager, alles auf dem Träger für die ganze Bandführung


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Soweit komplett fertiggestellt - bis auf die Befestigung für die Bandführungsbolzen

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Leider hat es nicht gut funktioniert. Vielleicht muss der Hebel der Andruckrolle doch möglist spielfrei geführt werden? Neuer Versuch. In dieser Version sind zwei Kugellager in die Befestigungslaschen oben und unten eingepresst. Ebenfalls Misserfolg. Möglicherweise ist das Gummi doch verhärtet?

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Test mit einem Fertigteil mit einer kleinerer Andruckrolle. Funktioniert einwandfrei! In dieser Version möchte ich das Teil aber nicht übernehmen, passt nicht ins Konzept, wäre auch kompliziert zu bedienen.

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Also wird das ganze Hebelchen neu gemacht und die Rolle darauf verpflanzt.

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Die fertige Konstruktion. Man sieht die vorgespannte Andruckfeder und die Umlenkung für den Andruck. Die Kraft greift nun nicht mehr in der Bandmitte an, aber ich habe eine sehr gute Lagerung, leichtgängig und exakt, gehörte mal zu einem Plattenspieler. Das Lager ist zusätzlich eingeklebt, wie auch an etlichen anderen Stellen 2K-Kleber zusätzlich zu den Verschraubungen für bleibenden Positionierung sorgt.

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Das Ganze von oben. Die Achse für die A-Rolle ist eingepresst, es sollte eigentlich alles exakt genug laufen.

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Das Hebelchen mit den beiden Bandführungen. Das sind hier einfache Messingbolzen OHNE Höhenführung. Somit wird leicht erkennbar sein, wohin das Band ausweichen möchte, um dann entsprechend gegenzusteuern.

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Das gleiche Hebelchen in Aufsicht. Später werden die einfachen Bolzen natürlich durch welche MIT Höhenführung ersetzt.

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So sieht dann das Zusammenspiel von Bandführung und Andruck aus. Ich fand, dass das alles noch ein bisschen besser werden sollte. Deshalb habe die Bohrungen für die Achse der Andruckrolle minimal aufgeweitet und den oberen Achsträger etwas verschiebbar gemacht, um endlich eine hinreichend genaue Senkrechtstellung der Andruckrolle und somit einen glatten Bandlauf zu erreichen.

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Wie habe ich nun versucht, das Ganze endlich in den Griff zu bekommen? Es waren viele, zeitaufwendige Versuche notwendig. Den "Durchbruch" habe ich erst erzielt, als ich die Achse der Andruckrolle versuchsweise durch einen ca. 15 cm langen Rundstab ersetzt habe, an dem dann mittels eines einfachen Zeichen-Dreiecks eine genaue Senkrecht-Peilung möglich war.

Außerdem wurde der Fußpunkt der Andruckrollen-Hebels verschoben, so dass er mit Linie Tonwelle zur Andruckrollen-Achse einen rechten Winkel bilden. Vorher hatte ich angenommen, dass eine leichte "Vorspur", wie im oberen Bild erkennbar, zum exakten Bandlauf beitragen würde, das Gegenteil war der Fall

Ich vermute, das Hauptproblem war, dass es sozusagen eine X- und eine Y-Richtung gibt (parallel und senkrecht zum Bandlauf), um den Bandtransport "glatt" zu machen, und somit die Chance, durch Herumprobieren die exakte Ausrichtung zu treffen, ziemlich schlecht war. Sobald sich die Andruckrolle ein bisschen selbst justieren kann, sieht das alles gleich viel besser aus - verlangt aber von vorn herein eine andere Konstruktion.

Die Höhe der Rolle hingegen, also die Z-Richtung, ist ja klar zu erkennen und somit unproblematisch.

An dieser Stelle möchte ich Euch mal fragen was Ihr von dieser Art der Bandführung haltet, die ich hier und auch bei meinem letzten Gerät gewählt habe. Ich nenne es mal "konkav", wobei das Band im Play-Modus zu den Köpfen hin geführt wird. Nachteilig mag vielleicht sein, dass die Bandführungen beweglich sein müssen, aber das bekommt man leicht in den Griff. Bei den Konstruktionen, die ich hier auf Bildern häufiger sehe, scheint das Band eher "konvex" geführt werden, (ja, ich weiß, es kommt hier auf die Blickrichtung an) Deshalb wird es beim Umspulen meist mit einem Hebel von den Köpfen abgehoben. Dafür gibt es dann feststehende Bandführungen. In meiner Konstruktion gibt es beim Spulen nur rotierende Führungen.

Eine andere Frage, die sich mir beim Betrachten etlicher Geräte-Fotos hier im Forum aufdrängt, ist die, auf welcher Seite eigentlich die Andruckrolle auf die Tonwelle treffen sollte. Es gibt ja diverse Konstruktionen, wo das Band HINTER der Tonwelle läuft - welche sich dann rechts statt links herum drehen müsste, und die Schicht liegt an der Gummirrolle und nicht auf der Tonwelle (auch Capstanwelle genannt).
Hat das Vor- oder vielleicht Nachteile oder ist das nur ein Relikt der alten deutschen Wickelmethode mit außenliegender Schicht?
Allerdings ist das nicht nur auf ganz alten Geräten zu sehen, sondern zuweilen auch auf neueren japanischen.

Ich frage das nur interessehalber, umbauen werde ich diese Baustelle wohl nicht mehr ...


So, ich hoffe, dass Euch meine Bastelgeschichten ein wenig interessieren und wünsche einen schönen Sonntag!

MfG
Binse

(Es geht bald weiter. Bin mit der Schilderung noch nicht am aktuellen Stand angekommen.)

Danke für den Bericht, den Überblick, das Können und die Geduld hätte ich auch gerne. Freue mich auf weitere Teile.

Hallo Binse,

ganz schöne Bastelei die Du dir da vorgenommen hast, aber Hut ab.

Die Andruckrolle darf nicht genau senkrecht zur Bandlaufebene auf die Tonwelle treffen, so das das Band lediglich "eingeklemmt" wird. 
Das Band muß erst auf die Tonwelle auflaufen und anschließend von der Andruckrolle ablaufen, sonst wandert das Band in der Höhe unkontrolliert.
In Deinem oberen Bild mit dem industriellen Andruckhebel und der kleinen Rolle ist es prinzipiell richtig.
Natürlich hängt das auch von der genau parallelen Senkrechtstellung zwischen Tonwelle und Gummirolle ab.
Ein möglichst großes Ddurchmesserverhältnis zwischen Tonwelle und Andruckrolle begünstigt den präzisen Bandlauf (1:7).

Durch die lineare Anordnung der Köpfe und die vieri eintauchenden Bandführungen erzeugst Du durch den entstehenden mäanderförmigen Bandlauf ein sehr hohes Reibmoment und benötigst viel Kraft an der Tonwelle. Versuch das Band mal mit der Hand und Federwaage durchzuziehen.
Bei jeder Umschlingung erhöht sich die benötigte Zugkraft und damit auch der Verschleiß, besonders am letzten, dem Wiedergabekopf.
Besser ist die Köpfe bogenförmig (15 Grad Einlaufwinkel; 15 Grad Auslaufwinkel) anzuordnen, dann brauchst Du nur einen Andruckhebel (besser Rolle), um die nötige Umschlingung der Köpfe zu gewährleisten.
Außerdem ist es besser für eine präzise Bandführung die Führungsbolzen feststehend, zwischen den Köpfen anzuordnen, da eine bewegliche Bandführung konstruktionsbedingt immer etwas Spiel aufweist.
Die Bandführungsbolzen sollten dabei auch nur von den Bandkanten, nicht flächig von der Schichtseite berührt werden.

Bei den meisten Bandmaschinen befindet sich die Andruckrolle auf der Bandrückseite, wobei die Schichtseite zur Tonwelle zeigt.
Früher waren die Bänder auf der Schichtseite rauh und auf der Trägerseite glatt, vielleicht ist es deshalb historisch so gewachsen?
Meiner Meinung nach spielt das aber heute eine untergeordnete Rolle, da viele Bänder heute rückseitenmattiert sind.
Es ist wohl mehr eine Frage der Konstruktion als der Sinnhaftigkeit.

Bernd

Vielen Dank für Eure Antworten!

Deine Ausführungen, Bernd, sind interessant und überzeugen mich. Vieles deckt sich auch mit meinen Überlegungen und Erfahrungen. Vermutlich wäre es schlauer gewesen, diese Dinge vorher hier im Forum anzusprechen, andrerseits wollte ich gerne erst einen gewissen Stand erreichen, ehe ich den Thread eröffne, um nicht den Eindruck zu erwecken, über ungelegte Eier zu gackern.

Was die Bandführung und die nötige Zugkraft betrifft, so ist das ja bei der aktuellen Konstruktion schon sehr viel besser als beim ersten, demontierten Gerät, weil die Umschlingung der Führungsbolzen viel geringer ist, auch sind es nur 2 anstatt 4 wie beim demontierten Gerät #1 aus den frühen 70er Jahren.

Die zwei Umlenkbolzen bei der aktuellen Konstruktion werden im Play-Modus übrigens in der Höhe festgeklemmt bzw. fixiert. Aber es stimmt schon, das Band liegt auf jeden Fall flächig auf den Führungen auf und vergrößert die Kontaktfläche (im Verhältnis zur unabdingbaren Fläche am Kopfspiegel) ein wenig.

Möglicherweise versuche ich nach der Fertigstellung des Ganzen, hier noch ein wenig zu optimieren ...

MfG
Binse

Hallo Binse, hallo in die Runde,

die "ersten Menschen" bei den Tonbandlaufwerken waren ja die Jungs um Eduard Schüller, und die hatten schon eine Menge der Probleme dieser Technik im ersten Jahrzehnt gehabt und für einiges auch gute Lösungen gefunden.

Gummiandruckrolle:
Nach Ratschlag Eduard Schüllers soll das Tonband immer erst die Tonwelle berühren und erst danach auf die Gummirolle treffen, um die Tonhöhenschwankungen klein zu halten. Denn die Tonwelle kann sehr viel runder hergestellt werden als die Gummiandruckrolle.

Bei den Bandführungen geht es bei niedrigen Geschwindigkeiten um Toleranzen im µm-Bereich, um die Höhenabtastung und die Senkrechtstellung des Kopfspaltes für das Band sicherzustellen. Deshalb hatte nur der Bandabheber bei den Studiogeräten funktionsgemäß eine Bewegliche Bandführung.

Zur Anordnung der Köpfe werde ich demnächst mal einen längeren Beitrag schreiben. Auch hier hat AEG/Telefunken alles durchprobiert und ist bei der M15 wieder zu den Anfängen zurückgekehrt.

https://tonbandforum.de/showthread.php?t...#pid338691

https://tonbandforum.de/showthread.php?t...#pid300348


Zur Anordnung de Gummiandruckrolle:
Die Erfinderfirma hat die Rolle auf die Bandrückseite drücken lassen.
Das hat Ampex bei seiner ersten Maschine Typ 200A mit Schicht außen!!! auch so übernommen.
Als man wegen der gegenüber AEG geänderten Kopfanordnung (bei AEG war der Bandlauf für Aufnahme und Wiedergabe optimiert, bei Ampex für das Umspulen) Probleme mit dem Schneiden der Bänder hatte, änderte man die Schichtlage und die Kopfträgeranordnung, aber nicht die Wirkungsrichtung der Andruckrolle.

Da Ampex einen hohen Vorbildcharakter in Japan hatte, haben einige japanische Hersteller dies auch so übernommen. Ein tieferer Grund ist mir nicht bekannt.

Viele Grüße
Manfred

Echt ein Wahnsinn, was Ihr so draufhabt!!!
Binse, das ist wieder Unterricht pur, vielen Dank und viel Spaß beim Bau der nächsten Ballfinger  

Manfred, bin beeindruckt! Freu mich schon auf weitere Beiträge.

LG
Mike

Hallo Tonbandfreunde,

vielen Dank für Eure Beiträge! Ich werde gerne auf einzelne Aspekte zurückkommen. Jetzt möchte ich erst noch mal ein paar Bilder bringen.

Kopfträgerplatte, Bandführung und erster Test

Zunächst die wichtigsten Einzelteile.

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Alles schön per Hand ausgesägt, Abstandbolzen und Achsbefestigungen auf der Drehbank bearbeitet.

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Hier sehen wir die Anordnung, sozusagen als Stellprobe.

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Mit diesem Getriebemotörchen mit mächtiger Untersetzung sollen die beiden Hebel bewegt werden, indem sich jeweils ein Nylondraht auf den Messingdorn aufwickelt. Die nicht unbeträchtlichen Kräfte sollten mit dem Kugellager am oberen Ende aufgenommen werden. Das Drehmoment ist ziemlich groß, aber die Drehzahl gering - der Vorgang dauerte mir dann doch viel zu lange. Wer wartet schon gerne deutlich über eine Sekunde, wenn er "Start" gedrückt hat, bis das Band loslegt?

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Mit diesem Konstrukt würde es ein bisschen schneller gehen. Andrerseits gibt es hier immer noch Drehmoment im Überschuss, die Stopp-Schalter sind nicht gut zu platzieren und das ganze Teil hätte zwar gerade noch reingepasst, war ober doch irgendwie ungünstig und nicht zufriedenstellend.

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Hier nun das endgültige Teil. Die beiden Mikroschalter stellen die Endpunkte für die Ab- bzw. Aufwicklung dar. Damit es in die jeweils andere Richtung wieder zurück gehen kann, sind sie mit Dioden überbrückt. Diese beiden Springkontakte, irgendwo vor langem ausgebaut und aufgehoben, sollen übrigens laut Aufdruck 5 A / 250 V vertragen. Da werden sie wohl in ihrer neuen Bestimmung mit max. 50 mA / 12 V locker fertig werden.

Das schwarze Kästchen enthält übrigens einen Schalter 2 x UM als Polwender sowie einen Ein/Aus-Schalter, ich habe das vor gefühlten Ewigkeiten gebastelt und es tut immer mal wieder gute Dienste.

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Nun wird das alles zusammengebaut. Man kann, glaube ich, ganz gut erkennen, wie die Nylon-Seilzüge das Ganze bewegen sollen.

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Nun endlich ein Testlauf!
Links meine Netzteile, die vorne Gleichstrom liefern, hinten aber direkte Zugänge zu den Sek.-Wicklungen haben. Damit lassen sich viele Spannungswerte zusammenstöpseln. Nun gut, ein regelbarer Trenntrafo wäre schon besser, aber so geht es auch. Außerdem liefert ein Regeltrafo sowieso nur eine einstellbare Spannung, hier werden aber 3 verschiedene benötigt.

In der Mitte das Gerät in Aktion. Von der Andruckrolle lief es anfangs nicht wirklich gerade heraus. Was ich dagegen getan habe, ist im vorherigen Beitrag nachzulesen.

Rechts zeigt das O'scope den Output des Tachogenerators des Revox-Tonmotors. Wir haben hier noch keinerlei Regelung. (auch bei den Wickelmotoren nicht, versteht sich.) Die Tacho-Spule liefert bei ca. 55 V Motorspannung etwa 1,88 kHz, was einer Bandgeschwindigkeit von ca. 22 cm /sec entspricht. Ich belasse das Bild in großer Auflösung, damit Ihr auf Wunsch ein wenig darin herum zoomen könnt.

Ist sicherlich noch eine Menge zu tun, aber man sieht doch wenigstens schon mal was ...

MfG
Binse

Hallo liebe Tonbandfreunde,

ein bisschen habe ich in den letzten Tagen am Gerät herumgebastelt, hierzu ein paar Bilder:

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Beim vorherigen Gerät hat es sich sehr bewährt, dass nach dem Abbremsen durch den jeweils gegenläufigen Motor eine mechanische Feststellbremse eingreift. Die Bremsbeläge aus Kork haben sich ebenfalls sehr gut bewährt. Diese greifen auch, wenn beim Umspulen das Bandende ausläuft oder versehentlich der Strom abgeschaltet wird.

Das wird nun mit einem Zugmagneten und diesen Hebelchen mit jeweils zwei kleinen Blattfedern realisiert. Ist zwar nur mit normalem Elektronik-Weichlot fixiert, aber so, relativ großflächig, hält so etwas nach meinen Erfahrungen prima.

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Die Bremsen zusammengebaut. Eine Anmerkung zu den Seilzügen aus Nylondraht: Das sieht vielleicht ein bisschen zu filigran und wenig stabil aus. Ist es aber nicht. Ich habe vor längerer Zeit zwei Lampen für den Schreib- und den Bastelplatz  gebaut, die jeweils durch einen Seilzug mit Gegengewicht in jeder gewünschten Position gehalten werden. Der Nylondraht wird zum Abbremsen in einer Windung über einen schlichten Metallhaken geführt. Das hält nun schon jahrelang und hat manche Fertig-Lampe in unserem Haushalt überlebt. Außerdem sind, rein basteltechnisch, diese Seilkonstruktionen deutlich einfacher herzustellen als irgendwelche Hebel-Mechaniken, die man sich für diesen Zweck ebenfalls ausdenken könnte.

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Die ganze Baustelle von hinten. Ringkerntrafos, Netzteil und die ganze Elektronik muss da noch irgendwo irgendwie hin. Die Pressspanseiten sind natürlich nur provisorisch. Irgendwie muss das ja stehen bleiben. Die leicht pultförmige Neigung soll aber bleiben. Ich vermute, dass die vielfach verschraubten und verstärkten Winkelprofile eine ausreichende Stabilität ergeben, die einem entsprechenden Alu-Druckguss-Gehäuse gleichwertig sind. Ich hatte mir auch überlegt, alle Teile zusätzlich mit 2-K-Kleber zu fixieren, was aber sehr, sehr unpraktisch ist, wenn man irgendwann doch irgendwas wieder aus- und einbauen muss. Deshalb kommt nur an wenigen, ausgewählten Punkten Klebstoff zum Einsatz.

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Von vorne. Die Steuerung für das Getriebe-Motörchen für Andruckrolle und -Hebel ist auch schon fertig und eingebaut.

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Die Bandführung im Kopfbereich. Der Hebel mit den Umlenkbolzen wird im Play-Modus kräftig an die beiden Anschlagswinkel zwischen den Köpfen gedrückt und somit "geerdet". Links wird die Position nur durch den Anschlag fixiert, für den rechten Bolzen haben wir zusätzlich eine Höhen-Fixierung durch die hier gut sichtbare Klemmung aus Messingblech. Damit sollte die Höheneinstellung ausreichend genau sein. Die Köpfe selber können noch in ein einem weiten Bereich in alle Richtungen verschoben werden und sind hier nur provisorisch montiert.

Auf die kenntnisreichen Ausführungen und Hinweise von Bernd ("capstan") und Manfred ("Magnettonmanni") hin habe ich mir überlegt, ob ich die Konstruktion nicht doch noch mal ändern will. Mir war schon klar, dass jede Umschlingung von Umlenkbolzen die Eigenschaften verschlechtern kann (Schwingneigung des Bandes, rauher Lauf), und dass der Umschlingungswinkel deshalb so gering wie möglich gehalten werden sollte. (Im Idealfall so, dass nur die Bandkanten geführt werden) Mir war nur nicht eingefallen, wie ich das erreichen kann. Ob und wie stark sich das am Ende auswirkt, wird der Versuch zeigen.

Inzwischen denke ich, dass ich die vorhandene Konstruktion weitgehend belassen kann, wenn ich es so bei den Nagra-Geräten abkupfere: Löschkopf, dann eine Umlenkrolle, die in den Bandlauf eintaucht (statt feststehendem Bolzen), dann die S- und H-Köpfe in einer "konvexen" Anordnung mit jeweils feststehenden Höhenführungen. Das müsste im Rahmen der vorhandenen Konstruktion ohne allzu großen Rückbau machbar sein. Da dieses Umlenkröllchen dann VOR den Tonköpfen käme, gingen mögliche leichte Rundlauffehler nicht in den Bandlauf ein, und beim Löschkopf macht es nichts. Ich hatte ja beim Gerät Nr. 2 zuerst zwei Umlenkrollen aus Messing, die auf Kugellagern saßen, allerdings war die Anordnung viel zu ungenau, so dass ich sie dann - wie hier - durch feststehende Bolzen (auch im Anschlag höhenfixiert) ersetzten musste.

Was die Position der Andruckrolle betrifft, so war mir schon beim ersten Gerät in den '70ern klar, dass das Band zuerst auf die Tonwelle auflaufen muss, ehe es von der Andruckrolle erfasst wird. Das Selbstbau-Problem ist allerdings wohl die genaue Parallelstellung der beiden Achsen.

Ich möchte aber erst mal voran kommen und deshalb jetzt keinen „Rückbau“ starten.

Wie soll es also weiter gehen?

- Regelung des des Tonmotors.
Da werde ich einen eigenen µProzessor für einsetzen.

- Wiedergabe-Verstärker.
Damit sollen dann die beste Position für den Netztrafo sowie zusätzliche Abschirmmaßnahmen für den W-Kopf ermittelt und ausprobiert werden. Beim vorherigen Gerät hatte ich ja ein Brummproblem, was nur durch Ausquartieren des Netztrafos ein wenig entschärft werden konnte.

- Regelung der Wickelmotoren.

- Steuerung des gesamten Laufwerks durch einen weiteren µProzessor, Bedienelemente dafür

- Löschgenerator, Aufnahme-Verstärker

- Aussteuerungsinstrumente, Potis, Frontplatte. Die NF-Einheit soll unter die ganze Mechanik geschraubt werden

- Gehäuse, Knöpfe, fertig.

Möge Euch meine Darstellung ein wenig Spaß machen!

MfG

Binse

Ein wenig Spaß ist gut  

Danke, Binse

LG
Mike

Hallo Binse,

ich lese Deine Beiträge mit hohem Interesse und bewundere Deine Ausdauer bei der Lösung der Probleme.

Der Erfinderfirma waren alle mechanischen Probleme der Laufwerke um 1950 bekannt und bei der T9u zufriedenstellend gelöst.
Tonmotorachse und Gummirollenachse müssen raumparallel zueinander stehen und die Gummirollenlauffläche ebenso.
Die dafür notwendigen mechanischen Festigkeiten für Dauerbetrieb wurden durch "Schwermaschinenbau" erreicht.
Die späteren Möglichkeiten der Elektronik hätten viele Lösungen vereinfachen oder verbessern können.

Die Heimgeräte hatten später selbstjusierende Andruckrollen!!!

Bei den M10 und M10A wurden die Gummirollen mit Pendelkugellagern versehen. Diese Laufwerke hatten seinerzeit die niedrigsten Werte bei den Bandlängsschwingungen erreicht und einen für Studiogeräte extrem günstigen Bandpfad zum Einlegen des Bandes. Der diesen Geräten nachgesagte "besondere Klang"  war eben das Fehlen des Klanges der Bandlängsschwingungen.

Wenn gut justiert (das konnte zu einer Arbeit werden für jemanden, der Vater und Mutter erschlagen hatte), waren die Geräte durch fast nichts aus der Ruhe zu bringen. Auch Doppelklebestellen liefen NF-seitig geräuschlos durch. Die kugelgelagerten Rollen und Rollenhebel waren allerdings dann deutlich zu hören. Sie reagieren schneller als Gleitlager auf das dicker werdende Band und das ist gut, denn die Abtastung sollte möglichst unbeeinflußt sein; daß die Tontechnikerin die Klebestelle dann gut hören kann, macht ja nichts.

Deine geplanten Anleihen bei Nagra sind sehr vernünftig. Die Andruckrollenachse der Nagra III wird mit einem sehr stabilen Bügel oben und unten gehalten, aber die mit einem Kugellager versehenen Rolle kann zusätzlich ganz geringe Kippbewegungen ausführen und sich in dem Bereich selbst justieren. Der präzise Bandlauf der Nagra III war bei ihrem Erscheinen Anfang der sechziger Jahre eine Sensation. Für die Bandzugregelung werden dort auch dünne Seile verwendet.
Das war aber nicht neu, sondern hat AEG Ende der 40er Jahre beim AW1 auch schon benutzt.

Die M15 hatte dann auch eine Gummirolle, die mit kleinen Kippmöglichkeiten eine Selbstjustierung vorsieht.

Das für mich bekanntesten Laufwerk mit einer Eintauchrolle ist die Studer A 80. Deren Aufwand zur Bewegung der Andruck- und Eintauchrollenhelbel ist geradezu phänomenal.

[attachment=64526]

Zum Veranschaulichen des Aufwandes für einen ordentlichen Bandlauf in einem Spitzengerät kann man hier die "filigran" ausgeführten Achsen und Kugellager bei den Schweizern bewundern. (Bild ist aus dem Faden Mussorgsky "Bilder einer Ausstellung")

https://tonbandforum.de/attachment.php?aid=47194

Viele Grüße

Manfred

Hallo liebe Tonbandfreunde,

zunächst mal möchte ich mich für Eure Beiträge und das anhaltendes Interesse an meinen mehr oder weniger kompetenten Basteleien bedanken; das motiviert, auch wenn es mal Schwierigkeiten gibt.

Zur Bandführung: Die Darstellungen und Beispiele, die z.B. von Manfred oben angeführt wurden, sind natürlich absolut überzeugend. Ich habe daraufhin ein wenig herumgeplant und skizziert, z.B. die hier folgende "Stellprobe" gemacht (die aber auch noch keine ausreichende Umschlingung des W-Kopfes zeigt).

[attachment=64948]

Es sieht leider so aus, dass solche eine Optimierung des Bandlaufs nicht als ein einfacher Umbau mit Versetzen der Köpfe zu machen ist. Ein kompletter Neuaufbau der ganzen Kopfträgerplatte und der Andruck-Mechanik müsste es schon sein. Ja wenn man’s gleich gewusst hätte … Bzw. das Forum gefragt hätte ...
Es ist ja nicht so, dass ich es nicht gewusst hätte: Je mehr Umschlingung desto mehr schleift's, und wenn man Pech hat, pfeifts, aber ich dachte mir: geht schon, lässt sich gut bauen und sieht gut aus.

Habe dann erst mal mit der Motorsteuerung weiter gemacht. Wie im vorherigen Gerät mit den bewährten Mos-Fets über Brückengleichrichter. Für alle 3 Motoren.

[attachment=64949] [attachment=64950]

Das Ganze dann auch getestet: Die Steuerspannungen über Potis eingestellt, welche ihren Saft über einen 9V-Block bekommen. Im Gegensatz zur vorherigen Maschine, wo die Motoren an Primäranzapfungen des Trafos hängen und die Steuerschaltungen schon deshalb, galvanisch getrennt, per Optokoppler über zusätzliche kleine Netzteile versorgt werden müssen, plane ich nun, die Motoren sekundärseitig zu versorgen. Somit kann die gesamte Steuerei auch direkt über die normale Spannungsversorgung betrieben werden.

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Zuerst den Tonmotor getestet, der ließ sich prima einstellen. Dann den rechten Wickelmotor dazu geschaltet, und auf einmal ging nichts mehr richtig. Den Tonmotor aus und nur den Wickelmotor - das funktionierte. Mysteriös! Nochmal die Endstufen alleine getestet - alles OK.

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Was war hier los? (Entschuldigt bitte das etwas krakelige Gemälde - das Ganze "schön" zu malen wäre mir zu viel Aufwand.)
Siehe also Handskizze a) und b). Sieht doch ganz in Ordnung aus, solange man nur eine Endstufe betrachtet. Funktioniert ja auch, wenn man nur einen Motor anschließt. Funktioniert sogar, wenn man nur eine Halbwelle des Wechselstroms betrachtet. Erst als ich dann den Stromlauf für BEIDE Halbwellen getrennt herausgezeichnet hatte, siehe c) und d), fielen die Schuppen von den Augen. Die Zeichnung spricht für sich, der jeweils stärker leitende FET gewinnt und versorgt beide Motoren. Also muss dort, wo ich die beiden roten Striche gemacht habe, die Geschichte aufgetrennt werden.

Folglich (leider): Zurück zu Optokopplern und getrennten Stromversorgungen. Oder fällt jemandem was anderes ein?

Ich hatte im Vorfeld tatsächlich auch über eine ganz andere Lösung nachgedacht. So schrecklich viel Leistung brauchen die Motoren ja nicht, warum also nicht ein paar kleine Verstärker bauen und die Wicklungen damit direkt versorgen? Damit wäre Spannung und Frequenz frei wählbar und das Ganze recht leicht zu optimieren. Und die an die Verstärker gestellten Anforderungen hinsichtlich Linearität und Frequenzgang wären auch sehr bescheiden. Man könnte einfache Schaltungen wählen wie diese 3-Transistor-Schaltung mit Boosterkondensator vom Ausgang zum Treiber. Wie aus der seligen Anfangszeit der Transistorisiererei bekannt, als ein einzelner Transistor noch ein halbes Vermögen bzw. ganze Taschengelder kostete und ein Endverstärker mit AD161/62 und irgend so einem Germanium-Treiberchen im kleinen Kühlklotz für satte 10W herhalten musste.

Für Einsatz ähnlich einfach aufgebauter Endstufen, halt für höhere Spannungen,  als Motortreiber sah ich nun folgende Möglichkeiten:

1 Verstärker pro Motor.
Der brauchte dann aber eine ziemlich hohe Versorgungsspannung, mit besonders spannungsfesten Transistoren. Und die Ein- und Ausschaltvorgänge dürften wegen der Motor-Induktivität auch nicht ganz unkritisch sein, ganz zu schweigen von kleinen Patzern in der Testphase ...

2 Verstärker pro Motor in Brückenschaltung.
Und schon sind wir bei moderaten Spannungen und billigen Transistoren. Und die beiden Verstärker gegenphasig anzusteuern, das wäre auch keine Hexenkunst.

3 Verstärker pro Motor, entsprechend phasenverschoben anzusteuern.
Zweifellos die eleganteste Lösung. Die Motor-Kondensatoren entfallen, der passende Drehstrom wird direkt erzeugt.

Als ich mir dazu ein paar Skizzen gemacht hatte und mal den Aufwand, nicht nur für den Bau, sondern vor allem auch für die Entwicklung bedacht hatte, ließ ich diese schönen Ideen ganz schnell wieder fallen.
Also noch ein Test wie gehabt im Gerät:

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Jetzt mit Spindeltrimmern zum Einstellen und zwei 9V-Batterien für die Ansteuerung von 2 Motoren. Den Abwickelmotor habe ich nur ein wenig mit konstanten 24V ~ gebremst. Versorgungspannung war 95V ~,  das Band lief einwandfrei durch, nur alle paar Minuten ein bisschen an den Potis drehen ... insgesamt bleibt der Kühlkörper kalt wie Hundeschnauze.

Zurück zum vorherigen Bild und was unterm Strich "Plan" ist:
e) Im Gerät #2 wurden die Ausgangs-Fets über Opamps angesteuert. Eine Gegenkopplung vom Source-Widerstand zum Inv. Eing des Opamps linearisiert die ganze Geschichte, und das funktioniert sehr gut.
Nun denke ich aber, dass ich den Opamp sparen kann, so ein Fet braucht ja praktisch nur Spannung, falls das Gate nicht sehr schnell umgeladen werden muss zwecks hoher Schaltgeschwindigkeit. Hier aber wird überhaupt nicht geschaltet, sondern nur langsam nachgeregelt. Infolgedessen sollte ein Optokoppler ausreichend sein, um den Steuerbedarf eines FETs zu decken. Entwürfe dazu siehe f). Zumal die Einstellung auch schon durch den Source-Widerstand ausreichend linearisiert wird.
Inzwischen ist mein Plan etwas weiter gereift und sieht einen Transistor als Stromquelle für den Optokoppler vor, womit gleichzeitig die unteren und oberen Grenzwerte für den Fet einzustellen wäre, etwa so:

[attachment=64954]

Die Schaltung spricht, glaube ich, für sich. Habe vom Pollin für lockere 1,50 pro Stück kleine Trafos gekauft für drei kleine Netzteile, finde das aber doch noch zu perrig und will es mal mit einem DC-DC-Wandler mit 3 getrennten Ausgangswicklungen und -Spannungen probieren. Der zugehörige Chip heißt XL4016, habe den schon mal verbaut. Mal sehen ob das so läuft wie gedacht - es bleibt spannend.

LG

Binse

Mir ist kein IRF870 bekannt.
Wenn man danach sucht, findet man nur IRF8707.
Im Datenbuch "International Rectifier 1987" hört die IRF8** Serie bei IRF843 auf.
Bei den MOSFETs sollte man auch an die Gate-Drain-Kapazität denken. Die ist zwar wesentlich kleiner als die Gate-Source-Kapazität, kann aber doch einen störenden Anteil der meist hohen Drain-Spannung aufs Gate koppeln.
Der Effekt ist bei nieder-ohmiger Steuerung des Gates natürlich geringer.
Ugs darf nicht größer als |20V| werden !

Für einen Wechselstrom-Motor mit Phasen-Kondensator  brauchst du höchsten 2 Endstufen, die dann in Quadratur (90°) anzusteuern sind. Erzeugt man heutzutage zweckmäßig per PWM in einem MicroController.

Das Masse-Problem der Steuerung von Wechselstrom-Motoren im Brückenzweig eines Gleichrichters wirst du los, wenn du umsteigst auf DC-Motore.

Hallo Binse,
mir gefällt die empirische Herangehensweise bei all deinen Lösungsansätzen richtig gut.
Im letzten Beitrag beeindruckt mich besonders deine Bandpfadsimulation.
Etwas habe ich noch nicht ganz verstanden:
Weshalb willst du die beiden Wickelmotore unbedingt über eine komplizierte elektronische Lösung regeln.
Würde es nicht reichen die Motore in Wechselstromausführung bei Bedarf zum Beispiel mit einer drehrichtungsabhängigen Gegenspannung * und als Kür zum Bremsen mit einer Gleichspannung oder zu beaufschlagen?
Das ist m.E. einfacher als eine Regelkurve für PWDM zu ermitteln.
Funktionierende Schaltungen findest du hierbei * in fast jedem 3 Motoren Tonbandgerät.
Und das Thema Motorbetriebskondensatoren ist ja auch nicht unbeherrschbar.
Ist natürlich modernerer und energiesparender mit Phasenanschnitt als mit fetten Verlustwiderständen zu arbeiten.

Gruß Jan

Vielen Dank für Eure Beiträge!

@ kaimex: 
Beim "IRF" habe ich mich vertippt. Der MosFet heißt IRF840, 500V, 8A, und wenn ich die Datenblätter richtig verstehe, sollte er sich auch für den Linearbetrieb eignen - was er beim Selbstbau #2 schon länger beweist. Es gibt auch einen IRF730, der vermutlich auch geeignet wäre.

@ Jan:
Die Wickelmotoren sprechen nicht auf Gleichspannung an, wenn ich das richtig verstanden habe liegt das am Motortyp "Wirbelstrommotor".  Die Gleichspannungsbremse war beim ganz am Anfang des Threads demontierten Gerätes #1 möglich und das hat auch gut funktioniert. Diese Motoren haben darauf sehr gut angesprochen.
Phasenanschnittssteuerung oder auch direkte Steuerung über PWM würde heftige Störungen produzieren. Somit bleibt mir der steuerbare Widerstand, hier mit FET realisiert.
Ansonsten gib's noch nichts neues. Ein lieber Mensch hat mir eine Postkarte zu meinen Basteleien passend geschickt, die ich euch gerne "Im Einsatz" zeigen möchte:
[attachment=64960]
Aus dem Forum hat mir jemand per PM eine Kopie eines Tonband-Grundlagenbuches angeboten. Nun ist ja die Mechanik weitgehend "durch", aber mal sehen, vielleicht wäre es trotzdem interessant.

MfG
Binse

Hallo liebe Tonbandfreunde,

das Projekt hat ein Weilchen geruht, vielleicht ist es dabei gereift? Mal schaun, ich möchte euch hier den derzeitigen Bauzustand zeigen.

Meine im letzten Beitrag geäußerte Idee, die für die Motor-Regelungen benötigten drei galvanisch entkoppelten Betriebsspannungen aus billigen Mini-Netztrafos zu gewinnen, war Käse. Die Dinger, noch für 220 V gelabelt, haben eine heftige Leerlauf-Verlustleistung und vermutlich auch ein nettes Streufeld - das will man eigentlich nicht haben in einem Magnetbandgerät. Fertige DC-DC-Wandler sind nicht galvanisch getrennt, jedenfalls nicht die billigen vom Chinamann. Habe es zunächst mit einem fertigen Wandler-Chip probiert, Ein Step-Down-Wandler nach Applikationsbeispiel laut Datenblatt, aber mit drei getrennten Ausgangswicklungen, aber das erwies sich als aufwendig, verlustreich und instabil, hatte auch ein sehr weitreichendes Störspektrum. Ich bin schließlich bei einem höchst simpel aufgebauten Gegentakt-Resonanzwandler gelandet, dem sogenannten "Royer Konverter". Mit zwei einfachen BC-irgendwas-Transistoren schwingt er wacker und unaufhaltsam. Habe jetzt keinen Link parat. Wen es interessiert, der sollte es aber leicht im https://www.mikrocontroller.net/ aufinden können. Es war da mal Thema der Woche oder so. Im Begleittext stand dann, dass die Entwicklung in der jetzigen Form eigentlich von einem Herrn Baxandall stammt, welcher ja Nf-Bastlern bestens als Erfinder des Kuhschwanzreglers bekannt ist. Meine bescheidene Abwandlung der Vorlage besteht darin, dass ich drei galvanisch getrennte Sekundär-Wicklungen habe. Die Gleichrichtung erfolgt dann mit Shottky-Dioden in Spannungsverdoppler-Schaltung. Die Erprobung war für mich sehr interessant, z.B. welch riesigen Einfluss die Schwingfrequenz und der Kondensatortyp auf den Wirkungsgrad haben. Als Schwingkreis-Kondensator war schließlich ein uralter 1000pf Styroflex aus der Bastelkiste der Treffer. Der Wandler schwingt stabil auf 200 kHz. Das warens spannende Momente für den Hobby-Entwickler.

[attachment=69221]

Die Trafospule und die benötigte Drosselspule, auf Ringkern gewickelt. Die drei Sekundärspulen des Wandlers sind nicht mit CuL-Draht, sondern mit isoliertem Schaltdraht ausgeführt. Habe mir gedacht, dass ich damit den gleichmäßigen Abstand zwischen den Windungen besser hinbekomme und vielleicht auch die gegenseitige Isolation und die gegen den Ringkern besser ist als bei CuL. Die Drosselspule hat zwei Wicklungen bzw. Abgriffe, um die Millihenrys ein bisschen zu optimieren.

[attachment=69222]

Hier das Ganze von hinten. Sollte eigentlich nur ein Testaufbau sein, aber als es so gut funktionierte, habe ich ein bisschen Klebsoff draufgeschmiert und irgendwo, wo Platz war, eine Befestigung hingeschlampt. Stabil genug ist das, und dem Strom wirds egal sein. 

[attachment=69223]

Hier wird die Platine seitlich auf den Kühlkörper geschraubt, in der Mitte sitzen die Leistungs-FETs. Deren Aufbau hatte ich schon im letzten Beitrag vorgestellt. Da es ja nun an dieser Stelle sowieso schon schwingt, bekonnt der "Royer" seinen Saft über einen winzigen, einstellbaren Step-Down-Regler vom Chinamann, womit sich dann leicht die Ausgangsspannungen des ganzen Gebildes einstellen lässt.

[attachment=69224]

Was hier so nett an der "helping hand" baumelt, stellt die drei Ansteuer-Schaltung für die FETs dar. Woher deren Versorgungsspannung kommt, wissen wir ja nun schon, was sie damit machen, sei nun kurz erklärt. Zunächst wird die Versorgungs-Spannung durch einen dreibeinigen 12V-Regler stabilisiert. Ohne diesen wäre die Versorgung zu "weich". Somit wird auch eine gegenseitige Beeinflussung der Motor-Regler unterbunden. Die gelb-blauen Litzen führen zu den Optokopplern. Hier wird das PWM-Signal eingespeist. Der Maximal-Strom durch den Fototransistor wird durch das obere (stehende) Poti eingestellt, wodurch  die maximale Aussteuerung einstellbar ist. Die blaue LED als Stabi auf der anderen Seite sorgt dafür, dass nicht die gesamte Schwellspannung des FETs für die Regelung verloren ist. Ohne Signal ist der FET trotzdem sicher offen geschaltet. Das liegende Poti liegt parallel zum 25-Ohm-Source-Widerstand des FETs und legt am Abgriff den Massepunkt der Treiberschaltung fest. Somit wird eine einstellbare Gegenkopplung erreicht. Ein 2-stufiger RC-Tiefpass bügelt die PWM vom Optokoppler zu schöner Gleichsannung glatt.

Ich möchte an dieser Stelle noch auf den Hinweis von kaimex aus einem vorherigen Beitrag eingehen. Kaimex schrieb: "Bei den MOSFETs sollte man auch an die Gate-Drain-Kapazität denken. Die ist zwar wesentlich kleiner als die Gate-Source-Kapazität, kann aber doch einen störenden Anteil der meist hohen Drain-Spannung aufs Gate koppeln. Der Effekt ist bei nieder-ohmiger Steuerung des Gates natürlich geringer."
Dass die Drain-Gate-Kapazität auch zu zerstörerischen Spannungsspitzen am Gate führen kann, wenn dieses sehr hochohmig angesteuert wird, hatte ich nicht bedacht. Bin aber der Meinung, dass der 1 µF-C zwischen S und G da Schlimmeres sicher verhindert, trotz sehr hochohmiger Ansteuerung. Der muss erst mal über 20 Volt aufgeladen werden, bis das Gate in Gefahr ist. Bis jetzt jedenfalls zeigen die Transistoren bei diversen Tests keine Ausfallerscheinungen, kommt es doch dazu, sollte ich über Schutzdioden nachdenken.

[attachment=69225]

Hier nun der erste Test der Komponenten im Zusammenspiel. (Allerdings erst eine der Ansteuerschaltungen aufgebaut, man weiß ja nicht ...) Die PWM kommt von dem kleinen DDS-Generator im Blechkasten, der hier schon öfter zu sehen war, (mit einstellbarem Rechteck-Tastverhältnis, als PWM-Generator benutzt). Die Rückseiten meiner beiden Netzteile mit ihren AC-Ausgängen versorgt das Ganze, und siehe, es funktioniert richtig gut.

So, demnächst geht es weiter, bis dahin viele Grüße!

Binse

So, liebe Tonbandfreunde,

mit diesem Beitrag schließen wir auf zum IST-Zustand meines Machwerks. Den Zugriffszahlen entnehme ich, dass es immer noch Interesse für mein Machwerk gibt, dafür danke ich! Am Schluss habe ich eine kleine Frage, vielleich erinnert sich ja jemand an den Beitrag. So, nun zunächst mal ein paar Schaltskizzen. Ich habe schon beim austesten gesehen, dass die Zeitkonstante des Tiefpasses der Ansteuerschaltung für den Tonmotor zu groß ist, aber da lassen sich ja leicht noch ein oder zwei R's drüberbügeln.

[attachment=69234]

So, hier erst mal meine diversen Schmierzettel für Euch zu einer halbwegs lesbaren Schaltungsdarstellung des oben Beschriebenen zusammengestellt, naja, war ein guter Anlass, das auch für mich selber zu machen, falls ich mal irgendwann wieder verstehen will / muss, was ich da eigentlich verzapft habe.

[attachment=69235]

Hier mal was richtig unkompliziertes. Steckverbindungen. "Fliegende" Verbindungen scheinen für die Bastelpraxis an vielen Stellen besser geeignet zu sein als fest verankerte Lötnägel und Steckschuhe. Mit Schrumpfschlauch leicht herzustellen. War aber dann doch nicht so ganz unkompliziert. Da meine Vorräte an diesen 1,3mm-Steckern und Steckschuhen aufgebraucht waren und die neu gekauften derartig schwergängig sind, dass man Angst um seine Anschlussdrähte haben muss, musst ich sie irgendwie leichtgängiger machen. Habe jetzt herausbekommen, dass man diese Dinger mit der "Minimot"Bohrmaschine und einem 1,3mm-Bohrschaft quasi aufbohren muss, damit es mit vernünftiger Einsteck- bzw. Auszugskraft funktioniert.

[attachment=69236]

So, nun sind wir am derzeitigen End-Bauzustand angekommen. Die beiden Ringkerntrafos lümmelten sich schon sehr lange unbenutzt in irgendwelchen Kisten herum, ich hatte sie mal vor längerer Zeit für lau aus einem Elektronikladen mitnehmen dürfen, als es noch solchen Läden gab. Schade, dass ich nicht noch mehr mitgenommen habe ... Die hatten da eine große Kiste ganz unterschiedlicher RK-Trafos, keiner davon mit aufgedruckten Anschlusswerten. Habe mir dann zwei gleiche rausgesucht. Die sind von Talema, Adresse aufgedruckt, noch mit einer 4-stelliger PLZ angegeben. Es zeigte sich: Die funktionieren am Netz, haben einen Haufen Anzapfungen und ziehen im Leerlauf kaum Verlustleistung. 0,7 Watt. Auch bei 100 Watt ohmscher Last werden sie kaum warm. Wenn man bedenkt, dass die viel weniger Leerlauf-Verluste haben als diese vergossenen Mini-Trafos!

Warum aber habe hier 2 Stück montiert, mit dieser innovativen Kabelbinder-Befestigung? Von der Leistung her sollte doch einer genügen? Nun, durch entsprechende Verkopplung konnte ich eine galvanisch getrennte Versorgung für die Motoren gewinnen, die Spannungen sind 96 V für den Tonmotor, 115 V für die Wickelmotoren und 145 V für den Schnellauf. Das langt für 18er Spulen dicke. Untendrunter liegt der Kühlkörper mit den 3 Platinen, oben drüber wäre mir zwar lieber, aber so ist der Platz besser genutzt. Außerdem gehören die Trafos so weit wie möglich weg von den Tonköpfen. Linker Hand gibts die Motor-Kondensatoren, darunter die Stromversorgung mit geregelten +15 und -15 sowie 5 Volt. Die linke und rechte Montage-Platte ist getrennt hoch zu klappen, somit kommt man überall gut dran.

Ja, so sieht es nun aus. Jetzt kommt die Mikroprozessor-Steuerung dran. Mit so etwas habe ich ja nun schon Erfahrungen gesammelt.

Nun meine Frage:
Vor längerer Zeit hat hier im Forum jemand einen Film auf Youtube verlinkt, in dem eine Arduino-Steuerung für ein großes Studer-Gerät gezeigt wurde. Das wollte ich mir noch einmal anschauen, Anregungen sind immer gut, finde es aber nicht mehr. Vielleicht hat das jemand in seiner Link-Sammlung?

MfG
Binse

Hallo Binse,
ich bin stets beeindruckt von deinen innovativen Schaltungsansätzen.
Allerdings habe ich jetzt vollkommen den Anschluß verloren.
Wozu genau noch einmal brauchst du diesen Royer Converter?

Gruß Jan

Hallo, Binse,
ich schließe mich Jan an 
Wahnsinnig interessant. Vielen Dank

LG
Mike

Vielen Dank für Eure Beiträge!

Der "Royer-Converter" erzeugt die drei galvanisch getrennten Versorgungsspannungen für die drei Regelschaltungen bzw. Ansteuer-Schaltungen der FETs. Die Eingänge sind sie durch die Optokoppler galvanisch getrennt, aber die Versorgunsspannungen müssen auch gegeneinander getrennt sein.

Vielleicht wäre es durch hochsophisticated und besonders ausgeklügelte Schaltungen rein theoretisch auch möglich, die FET-Ansteuerungen auch irgendwie aus den Motor-Betriebsspannungen selber zu gewinnen. Aber das schiene mir, selbst wenn es gelingt, eine sehr windige Sache. Auf der anderen, sicheren Seite wäre es auch noch möglich, die Ansteuerung und Siebung der PWM-Signale durch einen zusätzlichen OP-Amp pro Kanal zu realisieren, wie ich es beim vorherigen Gerät nach den Tipps von Kaimex gemacht habe. Aber, wie es scheint, geht es auch einfacher, vor allem wird zur Regelung der Motoren auch kein hochlinearer Zusammenhang von Regelspannung und Motorspannung benötigt.

Ich habe hier noch mal eine kleine Handskizze, allerdings nur 2 von 4 Motoren + Ansteuerung geschaltet, und 1 von 3 Ausgängen des des Spannungswandlers für die drei passiven Ansteuerungs-Schaltungen.
[attachment=69242]

Freundliche Grüße,
Binse

Hallo liebe Tonbandfreunde,

während es in meinem letzten Beitrag um die Treiberschaltungen für den Tonmotor und die Wickelmotoren sowie deren Ankopplung mittels Optokoppler ging, kann ich heute die Verarbeitung der diversen Signalquellen präsentieren.

Zwei Reflektor-Lichtschranken (Drehrichtung und Stop-Decoder) sowie zwei Gabel-Lichtschranken (Bandzughebel) und natürlich der Tacho-Generator am Tonmotor müssen bespaßt und versorgt werden.

#1[attachment=71712]

Ich erlaube mir wieder, meine schlichten, wilden Handskizzen zu präsentieren. Diese nochmal auf technisch-schön-computermäßig aufzuarbeiten, erspare ich mir (und Euch, weil ja z.B. KiCad-Pläne auch nicht unbedingt besser lesbar sind).

#2[attachment=71713]

Hier werden die Lichtschranken versorgt. Der 40106 ist enthält 6 CMOS-invertierende Schmitt-Trigger. Das Bild spricht, glaube ich, für sich selbst. Die Drehrichtungs-Signale werden noch um einen Stopp-Decoder ergänzt, der den Bandstillstand beim Bremsen sowie bei auslaufendem Bandende feststellen soll. Das ginge zwar auch mit dem Prozessor, aber so gefällt es mir besser. Ebenso wird die Versorgung des Bremsmagneten mit Einschalt- und dann Haltestrom rein hardwaremäßig erledigt.

#3[attachment=71714]

Auch die Gegentakt-Steuerung des Polwenders (neudeutsch H-bridge) für den Andruckmotor erfolgt per Hardware. Vorteil: die Geschichte kann nicht "außer Tritt" geraten. Wenn bei bei "Start" die Andruckrolle abhebt und umgekehrt, dann ist das nicht so gut.

Das Signal vom Tachogenerator des Tonmotors wird erst mal mit einem primitivstmöglichen 1-Transistor-Verstärker angehoben, bevor es durch den Trigger läuft. Das Tastverhältnis des Rechteck-Ausgangs ist nicht Symmetrisch, da aber von Interrupt des Prozessors nur eine Flanke ausgewertet wird, ist das egal.

Prinzipiell haben ja die Prozessor-Eingänge auch Triggereigenschaften, aber dann muss das Ganze schon sehr hochohmig verwurstet werden, was deutlich störanfälliger läuft.

#4[attachment=71715]

Jetzt kommen endlich richtige Bilder. Hier erste Funktionstests, das Teilechen wird noch Batteriestrom gefüttert, das meiste Anschluss-Draht-Spaghetti schon angelötet.

#5[attachment=71716]

Hier noch mal übersichtlicher und komplett bestückt. Der falsch herum montierte Kondensator ist für die Zeitkonstante des Bremsmagneten zuständig, das Miniplatinchen mit den beiden Dioden für den Band-Stillstands-Detektor. Beides sollte ohne Gesamtausbau der Platine bei Bedarf angepasst werden können.

#6[attachment=71717]

Das Lötkunstwerk von unten. Keine lötsopplackierte Profi-Platine, funktioniert aber sehr gut. Meistens. Preisfrage: Wo ist hier die kalte Lötstelle? Kalt, im Wortsinne: Der Heizkörper im Lötkolben der schön temperaturgeregelten Lötstation hatte sich verabschiedet. Wer starrt da schon andauernd auf das Temperatur-Display?

Das peinliche ist ja, wenn erst mal alles einwandfrei funktioniert. Musste dann später mit meinem uralten Ersa-Bräter rumgefuchteln, und jetzt scheint alles OK zu sein.

#7[attachment=71718]

Der Test nach dem Einbau, als alles funktionierte. Als ich jedoch den Drahtverhau dann ordentlich  gebündelt und verstaut hatte – da ging der Bremsmagnet nicht mehr. Die kalte Lötstelle war ausgerechnet an der Steckverbindung zum Magneten, ich verdächtigte "natürlich" sofort die FETs, aber die haben alles brav mitgemacht, auch das separate Ab- und wieder Anlöten der Gates.

#8[attachment=71719]

Noch einmal Test auf Herz und Nieren. Ein kleiner Motor dreht die hier Umlenkrolle mit den Zähler-Reflektoren, Drehrichtung und Stopp-Funktion werden auf dem O'scope dargestellt.

#9[attachment=71720]

Nun noch ein Blick auf die andere Seite. Der Tonmotor dreht sich einwandfrei, aber das Ganze ist bloß ein reiner Funktionstest. Die Mikrosekunden zwischen den Impulsen werden ermittlet, und die Regelung ist dann eine reine Ein-Aus-Schaltung. Sie besteht in einer einzigen if-Abfrage. Zeit zu lang -> gib Strom, sonst -> schalte aus. Wie man erkennen kann, komme ich damit schon recht nahe an die Soll-Geschwindigkeit. (Aus den Schaltunterlagen für die Revox, die hier im Forum zu finden sind, ist ersichtlich, dass die Impulsdauer für die Bandgeschwindigkeit 19 cm/sec genau 625 µSec betragen soll, für 9,5 dann das doppelte. Damit kann man prima arbeiten!

Als Mikroprozessor habe ich den "WMOS D1 Mini" gewählt, weil der viel schneller als der Arduino Nano ist, sich aber auch mit der Arduino-IDE programmieren lässt. Er ist hier ausschließlich für den Tonmotor zuständig. Das ganze WIFI-Geraffel wird nicht benötigt und stört eher, aber es gibt den ESP8266-Chip wohl nicht fertig als Modul mit USB-Anschluss konfektioniert, und anders möchte ich die Dinger wirklich nicht bearbeiten. Etwas verwundert hat mich, dass dieser Chip anscheinend gar keine Schutzdioden an den Eingängen hat. Um die 5 Vpp von der Signalaufbereitung an den 3,3-Volt-Chip anzupassen, habe ich einfach einen 10k-Widerstand seriell in den Eingang gelegt, der mögliche Verlust bei hohen Frequenzen spielt hier, bei weniger als 2kHz, wohl kaum keine Rolle. Und eher zufällig als gezielt habe ich entdeckt, dass die Spannung hinter dem Widerstand ebenfalls 5 Volt ist! Nunja, Schaden hat der µP trotz mehrstündigen Testbetriebes nicht genommen, und bei nächster Gelegenheit spendiere ich dem Eingang dann noch 22k gegen Masse, und dann stimmt es einigermaßen.

So, liebe Tonbandfreunde, das wärs für heute. Demnächst wird es mit der Motor-Regelung weiter gehen.

Ein schönes Wochenende wünscht

Selbstbauer-Binse

Selbstbauer-Binse!

Herzlichen Dank für Dein Tagebuch zur Schaffung eines Tonbandgerätes. Dein Antrieb und Deine Ausdauer haben meine vollste Bewunderung.

Weiter so und vor allem viel Freude für Dich dabei sowie nochmals einen herzlichen Dank das wir daran teilhaben dürfen.

Thomas

Hallo Selbstbauer - Binse,
sehr interessanter Bericht über ein Selbs Bau Projekt.
Bin gespannt wie es weiter geht.
Gruß
Peter

Hallo Tonbandler,

Erst mal vielen Dank für die freundlichen Rückmeldungen, die machen Freude und geben immer ein bisschen Motivationsschub! Habe noch ein bisschen an dem Projekt herumgebastelt.

[attachment=71771]

Zunächst die µP-Platine, zusätzlich mit einem weiteren CD40106 bestückt, welcher der Tasten-Entprellung dienen wird. Für die Umschaltung 9,5/19 ist das schon getestet; unten rechts der weiße Taster, provisorisch angeschlossen. Ansonsen sieht man die Treiberschaltung mit den blauen Stabilisierungs-LEDs, die für den Tonmotor ist in Aktion. Da sie mit der Regelleistung  die Helligkeit ändern, kann man sie sehr schön blinken sehen.

[attachment=71772]

Sodann habe ich das Tachosignal einfach mal über die Soundkarte aufgenommen. Audacity kennt neben der bekannten Wellenform-Darstellung auch die Spektral-Darstellung. Wir sehen unten die helle Grundwelle, die nach der Geschw.-Umschaltung von 800 auf 1600 Hz hoch läuft, und die Gleichlaufschwankungen als Frequenzmodulation. Da die Frequenz-Skala linear ist, ist die Differenz zwischen "Berg + Tal" bei den Oberwellen natürlich viel deutlicher zu sehen. Mittels Frequenzanlyse ist erkennbar, dass das Maximum bei 818 Hz liegt, Also eine ganz schön fette Gleichlaufschwankung, das Minimum ist entsprechend drunter.

[attachment=71773]

An sich ist hier one weitere Messgeräte oder Auswertungen eigentlich alles Wichtige zu sehen. (Mir war schon klar, dass na diese Methode des Ein/Aus-Regelns nichts besseres herauskommen kann, es ist, wie gesagt, nur der 1. Test. Später werden feinere Darstellungen nötig sein, die ich hier schon mal vorführe. Ich habe vor einiger Zeit ein Programm geschrieben, welches die Null-Durchgänge von Wave-Files auswerten kann, damit läßt sich dann sehr exakt die Frequenzänderung bei NF-Signalen auswerten. Auch hier sehen wir die Schwankungne und die Rampe, wo ich die Bandgeschw. von 9,5 auf 19 umgeschaltet habe. (Bei der Skalierung der Grafik habe ich gleich die Umrechnung von Frequenz auf Bandgeschwindigkeit in die Plot-Formel gepackt, ist ja keine Raketenmathematik.) Gnuplot muss hier übrigens ca. 62500 Wertepaare verarbeiten, das geht ohne merkliche Verzögerungen

[attachment=71774]

Weiterhin ganz tolle an Gnuplot ist, dass man in Plots hineinzoomen kann, was ich hier getan habe.
Diese Messungen wären jetzt noch nciht unbedingt nötig gewesen, aber für die weitere Entwicklung wollte ich mir schon mal meine Tools zusammensuchen.

So, Schluss für heute,
es grüßt Euch herzlich

Selbstbaubinse.

Hallo Binse,
ich finde dein Projekt herausragend, allerdings habe ich immer mehr Schwierigkeiten dem Verlauf zu folgen.
Ich würde ein kleines Blockschaltbild gut finden damit man weiß, wo du dich gerade in der Entwicklung und im Testing befindest und was du bereits alles "erledigt" hast...

Staunende Grüße, Jan

Hallo Jan,

vielen Dank für Deinen Beitrag, ich greife die Anregung gerne auf und habe dann mal versucht, das ganze in zwei Übersichts- oder Blockschaltbilder zu packen Hier sind sie.

Auf der Vorderseite:

[attachment=71827]

Auf der Rückseite:

[attachment=71829]

(Das nächste mal wieder Handskizze, das verspreche ich, habe viel zu lange mit dem LO-Programm herum gefummelt!)
// Oder als Liste getippt, ausgeduckt auf getöntem Papier, ausgeschnitten, aufgeklebt, paar Pfeile gemalt, eingescannt, fertig!
// Wäre gefühlt 5 x so schnell gegangen!

Ansonsten gibt es demnächst bald wieder Neugikeiten zur Tonmotor-Regelung mittels des Wemos D1 ESP8266.
Der Arduino hängt da z.Zt. noch als Platzhalter rum.

Bis dahin erst mal:

Freundliche Grüße
Binse

Danke Binse, jetzt kann ich dir besser folgen....

Gruß Jan

Hallo liebe Tonbandfreunde,

hier wurde noch ein wenig weitergebastelt. Somit kann ich Euch noch ein bisschen - hoffentlich gepflegte - tonbandtechnische Unterhaltung bieten. Die Regelschwankungen, die ja bei diesem simplen Ein/Aus-Konzept durchaus erwartet wurden, müssen erst mal ein wenig gedämpft werden, bevor dann der Prozessor zum Zuge kommt. (Obwohl das Ein/Aus-Konzept, etwa beim simplen Fliehkraftregler in den Motoren z.B. des Ur-Uhers sowie unzähliger Kassettenrekorder und simpler Batterieplattenspieler doch auch lang und breit genutzt wurde)

[attachment=71901]

Hier nun noch einmal die Opto-Koppler-Platine für die Ansteuerung der Motor-Endstufen. Der 2-stufige Tiefpass nach dem Optokoppler setzt sicherlich das PWM-Signal mustergültig in eine Steuer-Gleichspannung um, was für die langsame Regelung der Wickelmotoren sicherlich optimal ist. Für den Tonmotor eher nicht, das gibt nur ein Gejaule.

[attachment=71902]

sicherlich ist es sinnvoll, diese Zeitkonstante einstellbar zu machen, und da musste ich erst mal wieder schauen, wie ich noch zwei Trimmer unterbringe. Es wurde schließlich ein Huckepack-Miniplatinchen. Gut zugänglich, ich gehe davon aus, dass ich da noch öfter dran rumschrauben muss.

[attachment=71903]

Und nun wollen wir mal sehen, ob das auch was bringt! Und weil es so schön bunt ist, schauen wir uns das erst mal als Audacity-Spektogramm an.

[attachment=71904]

Was ist hier zu sehen? In der oberen Spur ein ganz ganz sauberes Spektrum, nämlich die von Audacity selber generierten Referenzfrequenzen von 16kHz und 8kHz, über jeden Zweifel erhaben, da sie die digitale Welt nie verlassen haben. (Und wenn ich da reinzoome, sehe ich das digitale Rauschen, ob vom Generator oder Decoder, das weiß ich freilich nicht)

In der unteren Spur befinden wir uns in der bunten analogen Wirklichkeit mit haufenweise Modulation und Oberwellen. Aber man erkennt die Grundwelle sehr gut. Erst einmal läuft der Motor hoch, dann verbleibt er dort, um auf die niedrigere Geschwindigkeit umgeschaltet zu werden. Die Aufnahme ist schon mit der neuen Zeitkonstante, durch die Zusatztrimmer eingestellt, nur zum Schluss habe ich ein kleines Stückchen von er 1. Aufnahme mit der langen Zeitkonstante dran geklebt. Man sieht die Frequenzmodulation deutlich und kann sie ohne weiteres mit der Frequenzspektrum-Analyse recht genau bestimmen, bei der neuen Version ist das nicht mehr möglich.

Mit meinem Frequenzanalyse-Programm, das die Wave-Dateien auswertet, ist das schon möglich. Der Messvorgang geht so: Als Wave-Datei speichern, per per Progr. auswerten, Ergebnisse mit Gnuplot darstellen. Hier habe ich zwei Auswertungen genau dieses letzten rechten Stückchens vom Spektogramm.

[attachment=71905]

Der Revox-Motor-Tachogenerator erzeugt bei einer Umdrehung 120 Impulse, (also alle 3 Grad) da muss man nicht jeden einzeln ausgeben und darstellen. Wenn man das aber tut, gibt es so viele Daten, da wird selbst Gnuplot irgendwann spürbar langsamer ... Außerdem gibt es ein wildes Gezackele, in dem die eigentlich wichtige Informationen fast im (analogen) Rauschen ertrinken, das wohl hauptsächlich von mechanischen Ungenauigkeiten verursacht wird. Da das Analyse-Prog. beliebig viele Schwingungen zusammenfassen kann, ist damit eine Glättung der Darstellung zu erzielen. Die zwei Plots zeigen also: Oben je 10 Schwingungen, unten je 30 Schwingungen zusammengefasst.

[attachment=71906]

So, mich hat dann die Frage interessiert, ob da nicht vielleicht meine Schaltung für das doch recht wilde Phasenrauschen, oder wie man das nennen will, verantwortlich ist.
Zunächst sehen wir (die große Schwingung in lila) wieder das Ergebnis vor dem Umbau.

Die beiden Schwingungen in grün und hellblau sind einmal direkt am Motor und dann am nach der Aufbereitung am Prozessor-Eingang abgenommen. Damit ist klar, dass die Informationen unverfälscht "durchkommt". Dass die hellblaue Linie erst später hinzu kommt, liegt daran, dass ich hier zufälligerweise den Motoranlauf erwischt habe.

Eigentlich wollte ich noch einmal untersuchen, wie das Signal bei offenem Regelkreis aussieht, d.H. der Motor bekommt eine feste, nicht weiter geregelte Spannung. Aber im Grunde ist diese Messung auch entbehrlich, da an den Start- und Umschaltvorgängen das "Phasengezitter" des Tacho-Generators nicht aufhört. Ich habe auch untersucht, ob der Motor vielleicht "eiert", d.h. periodische Schwankungen synchron zur Drehzahl erzeugt. Dazu habe ich einfach die Zeit-Achse auf Umdrehungen statt auf Sekunden darstellen lassen. Ergebnis: Tut er nicht. Aber ich kann Euch ja nicht alle XXX Messungen zumuten!


Freundliche Grüße

Binse

Hallo liebe Tonbandfreunde,
das Projekt ist nicht gestorben, es hat sich nur ausgeruht!

So sah der Gleichlauf des Tonmotors gleich bei den ersten Versuchen aus.:

[attachment=83163]
Bild 1


Wir sehen unten die Aufnahme von Audacity, direkt am Tacho-Generator abgenommen. Der Gnuplot oben zeigt den Gleichlauf, nachdem das Tonsignal durch mein selbstgeschriebenes Analyseprogramm gejagt wurde. Relativ gleichmäßig, aber auch plötzliche Störungen. Ich habe dann sehr lange rumgefummelt, sowohl an der Software als auch an der Elektronik, um bessere Ergebnisse zu erzielen. Aber im Prinzip blieb das immer so. Ich habe schon überlegt, ob ich mir eine Reglerplatine für den Revox-Motor irgendwo besorge, oder ob ich sie nachbaue. So schwer ist die Schaltung ja nicht. Aber das ging mir doch gegen den Strich, das war ja nicht das Ziel. Also habe ich das Projekt eine ganze Zeit beiseite gelegt. Nun gibt es ja den Spruch: „Es gibt nichts Misslungenes, nur zu früh Aufgegebenes.“ Also habe ich dann irgendwann angefangen, die Sache von vorne, ganz von vorne sehr gründlich zu analysieren, habe die Elektronik umgebaut, mit der Software experimentiert und kam dann zu folgendem Ergebnis:

[attachment=83164]
Bild 2

Nebenbei, es zeigte sich, dass ich mein tolles Analyseprogramm gar nicht brauche, weil man in Audacity das Spektrogramm so fein einstellen kann, dass man alles genau genug ablesen kann. Die Einstellparameter habe ich gleich mit ins Bild genommen, vielleicht interessiert das ja, man kann das ja auch über Band anwenden.
In der unteren Spur ist die Aufnahme direkt vom Tachogenerator zu sehen und oben ist der Frequenzschrieb bzw. die Spektralanalyse. Ich habe ein paar Störungen erzeugt, mit der Hand  abgebremst etc, um Schwankungen zu erzeugen, und ich glaube, dass ich einen recht  guten Gleichlauf und eine gute Regelung erzielen konnte.  Vorausgegangen war auch ein Umbau der Elektronik

[attachment=83165]
Bild 3

Softwaremäßig habe ich es dann mit einem sogenannten PIT-Regler gearbeitet, also der proportional-integral-differential-Regelung und konnte festgestellen, dass eigentlich die besten Ergebnisse erzielt werden wenn ausschließlich derproportionale Zweig benutzt wird. Ich werde später unter echten Betriebsbedingungen nochmal eine Feineinstellung vornehmen, es könnte dann vielleicht ein „ganz wenig Integral“ hinzukommen.

[attachment=83166]
Bild 4

Alle Laufwerksfunktionen und verschiedene Testpakete lassen sich über den seriellen Anschluss des Arduinos steuern bzw abrufen. Damit ich das Ganze in ein paar Wochen auch noch selber bedienen kann, habe ich mir diese Bedienungsanleitung gemacht. Das Ganze lässt sich natürlich auch ohne externen Computer bedienen. Alle Laufwerksfunktionen sind komplett über drei Taster zu steuern, zuzüglich einer weiteren Taste für die Geschwindigkeitsumschaltung.

Eine Besonderheit habe ich mir für das schnelle Umspulen ausgedacht. Einmal auf die Taste drücken heißt Umspulen vorwärts bzw. rückwärts. Beim zweiten Mal wird per Relais adie Eingangsspannung erhöht für ein besonders schnelles umspulen. Ein drittes Mal die gleiche oder eine andere Taste löst dann die Stoppfunktion aus, die Bremsung. Gebremst wird zunächst, indem die Wickelmotoren gegenläufig angesteuert werden. Dabei wird die Geschwindigkeit gemessen und wenn die nahe Null ist, dann fällt die mechanische Bremse. Das muss für alle Wickelgeschwindigkeiten, mit vollen und leeren Spulen funktionieren. Was bei falschen Parametern passiert: Das Band bewegt sich schon wieder in entgegengestzter Richtung, und damit kann der Stop nicht erkannt werden. Da muss die mech. Feststellbremse rechtzeitig eingreifen. (Es ist schade, dass dieser Motortyp nicht über eine Gleichspanng abbremst, damit wäre das alles viel einfacher!)

Neben der grundsätzlichen Bedienung gibt es über den seriellen Anschluss noch eine Reihe von Anzeigen und Testfunktionen. Hier ist ein kleines Stück von dem Programm zu sehen und nebendran eingeblendet die Bedienung über die serielle Schnittstelle. Ich benutze nicht den sog. „seriellen Monitor“, die die Arduino-IDE bereitstellt, sondern benutze ein extra Terminalprogramm namens microcom, weil das viel flexibler ist. Hier ist zu sehen, wie ich verschiedene PWM-Werte auf den rechten und den linken Wickelmotor gegeben habe, den Andruckmotor gestartet habe und das Zählwerk auf Anzeige und die Zählwerkanzeige läuft. Am Schluss wird alles wieder ausgeschaltet.

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Bild 5

In der Testphase des Laufwerks zeigten sich noch natürlich einiege Unzulänglichkeiten. Zum Beispiel war die Stillstandbremse ein bisschen zu schwach. Dafür war die Reibung an den Seilzügen für diese Bremse ein bisschen zu stark, so dass ich auf andere Bremsbeläge umgebaut habe und die kleinen Ösen für die Umlenkung des Nylon-Drahtes durch Führungen mit größerem Durchmesser ersetzt habe..

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Bild 6.

Der im 1. Selbstbau bestens bewährte Kork wurde durch irgendeinen komischen Gummiaufkleber ersetzt habe, der ein bisschen „schärfer“ ist.

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Bild 7.

Zwei andere mechanische Probleme hatte ich schon gleich bei der Konstruktion der Bandzugshebel erwartet. Erstens könnte es sein, dass diese Bandzughebel schwingen. Zweitens ist es etwas umständlich bei diser Bandführung, die das Band nach innen umlenkt, das Band einzulegen, weil man dazu eigentlich drei Hände braucht. Dagegen sollten diese merkwürdigen Teile Abhilfe schaffen. Und das Hauptproblem, nämlich das der schwingenden Bandzughebel habe ich damit auch gelöst. Schauen wir mal aufs nächste Bild.

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Bild 8

Dieser Messing-Klapparatismus und das Hebelchen mit dem Seilzug sollte den Bandzughebel zum Einlegen nach außen drücken. Und das funktionierte, wie gesagt, nicht sehr gut, da werde ich mir noch was anderes einfallen lassen. Das andere, schwerwiegendere Problem mit den schwingenden Bandzughebeln ist gelöst. Der Schwingungsdämpfer funktioniert hervorragend. Ich werde das sicherlich irgendwann in einem Video vorführen. Jetzt kommen erst mal nur  Bilder.

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Bild 9

Wenn an einem schwingfähigen Gebäude ein Energiestrom (Hier in Form des gespannten Bandes) vorbeizieht, dann fängt dieses Gebilde sich ein wenig von der Energie ein und fängt an zu schwingen und zu tanzen. Es ist egal ob es sich dabei um ein Wasserstoffatom, eine Geigenseite oder eben einen Bannzughebel handelt, das Ding flattert und tanzt, wenn es keinen Dämpfer bekommt. Das Problem war also sehr vorhersehbar und deshalb habe ich die Kugellager für die Hebel in eine eine Art Tönnchen eingebaut und dieses außen sehr glatt abgedreht. Man könnte also entweder wieder einen Bremhebel drauf wirken lassen oder eine Schlaufe mit einem kleinen Textilband. Im vorherigen Selbstbau habe ich steifes Fett im Gleitlager verwendet, welches sich aber nicht einstellen lässt, das muss gleich stimmen. Das Prinzip der Umschlingung wird nun ja auch sonst gerne in der Bandgerätetechnik angewandt, z.B. als Bremse. Das schmale Textilband funktionierte nicht auch nicht gut, weil es zu steif war, aber eine einzelne, sehr flexible Schnur (von einem kleinen Kinderdrachen gewonnen), funktioniert ausgezeichnet.

Eine Weile habe ich überlegt, ob ich das Einfedern oder das Ausfedern stärker dämpfen sollte. Hier ist beides machbar, es muss nur die Spiralfeder andersherum angebracht werden, Habe mich dann, wie das auch bei Stoßdämpfern im Auto üblich ist und auch hier sinnvoll erscheint, für das Einfedern entschieden.

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Bild 10

Beide Bandteller sind leider von der dbei diesem Typ üblichen Krankheit befallen. Ihnen ist ein Zacken aus der Krone gebrochen. Nun habe ich ja schon öfter Bilder hier am Forum gesehen, wo der drehbare Feststeller einfach durch ein Stück eingearbeitets Gewinde ersetzt wurde, auf das man dann zum Beispiel eine Flügelmutter setzen kann oder irgendeine andere Konstruktion. Und das ist meiner Meinung nach, wenn man es richtig macht, ein guter Ersatz. Leider habe ich keine Ahnung, wie ich diesen oberen Dreizack wegkriege. Denn es gibt da keinen Sprengring, keine Verschraubung, nichts.

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Bild 11

Auf der Rückseite des Bandtellers zumindest hätte ich so etwas erwartet. Hier ist aber irgend so ein merkwürdiges Zeug, das könnte ein Scheibchen Pertinax sein, aber und man kann es weder rausziehen noch reindrücken. Vielleicht muss man da mit Gewalt dran. Den oberen beweglichen Dreizack mit der Zange zerbröseln? Die kleine Messingachse durchtrennen, „abdrehmeln“? Kein Plan.

Ich wäre für Tipps sehr dankbar!

- wenn jemand das schon mal vielleicht gemacht hat oder irgendwo einen Hinweis gefunden hat. Ich will verständlicherweise nicht den Teller riskieren. Dann muss ich einen neuen machen und das ist auch nicht so ganz easy.


Ja, liebe Tonbandfreunde, das wäre es für heute. Ich werde jetzt sicherlich öfter wieder mich zu Wort melden und habe auch vor, die Sache der Tonmotorregelung und meinen Irrwegen dorthin darzustellen, aber schauen wir mal, wie es weitergeht.

Freundliche Grüße!
Euer Selbstbauer

Hallo "Selbstbauer"!

Die kleine runde Scheibe ist in der Tat ein Pertinaxplättchen.
Dahinter verbirgt sich die Messingachse, die durch einen
Schraubenfeder gespannt wird (um den oberen beweglichen
Dreizack zu fixieren). Damit das funktioniert, ist auf die Hohlachse
eine Unterlegscheibe geschoben worden, und das Ende der
Achse ist umgebördelt. 

War bei mir bei einem Neuteil abgerissen! Die Federkraft drückte die
PErtinaxscheibe einfach heraus.
Ich habe die Scheibe mittels M2-Schräubchen (Gewinde in die
Hohlachse geschnitten) wieder befestigt. Damit war die Funktion
weider hergestellt.

[attachment=83174]

Die Pertinaxscheibe würde ich mittels aufgeklebter M3-Schraube
einfach abziehen. 
Jetzt ist der Weg frei, die Bördelung zu entfernen. Um danach Ober-
teil samt Achse herauszuziehen.
Nun kann der Teller aufgebohrt und das Stück Gewindestange
verklebt werden.

Schraube und Kleber kann hinterher wieder entfernt werden, wenn 
die Scheibe wieder drauf soll.

Gruß
Wolfgang

PS.: Ich bewundere Deine tollen Selbstbau-Projekte - Respekt!

Das coolste Projekt überhaupt!!
Zwar völlig überflüssig aber das sind ja unsere Bandgeräte irgendwie alle.

Hut ab!

Hallo Wolfgang, hallo janbunke,
vielen Dank für Eure Antworten, und ja, mit der ausführlichen Demontage-Beschreibung für den Bandteller kann ich etwas anfangen!

Hi, Binse, 
ich finde das auch superinteressant. Weiter so
LG
Mike

(01.08.2025, 07:47)janbunke schrieb: [ -> ]... Zwar völlig überflüssig ...

Das sage ich vorsorglich auch immer, wenn ich passionierten Nichtbastlern von dem Projekt erzähle ..

(01.08.2025, 20:14)dynamike schrieb: [ -> ]... interessant. Weiter so ...

Danke! - ich werde mich bemühen.


So, und nun geht es ein Stückchen weiter.

[attachment=83344]

Demontage:
Der Bandteller ließ sich tatsächlich leicht demontieren – einfach mit den beiden Schräubchen den Pertinaxring rausgedrückt und schon – voilà – war man am Ziel.

[attachment=83345]

Montage:
Hier wird der Teller wieder montiert, mit drei Hölzchen als Montagehilfe. Man kann auch erkennen, dass ein M3 Gewinde hervorsteht. Einmal mit einem Gewindebohrer durchgegangen, Senkkopfschraube mit Klebstoff beschmiert, eingedreht. (Hat zwar viel Spiel, da die Bohrung ca. 2,6 mm ist, zentriert sich aber durch den Senkkopf.)

[attachment=83346]

Justage:
Man möchte natürlich die Teller so genau wie möglich einbauen, deswegen wird hier ein bisschen ausgemessen. Wobei der Seitenschlag nur relativ klein ist, weil eine Führung durch die Motorachse gegeben ist. Viel wichtiger ist der Höhenschlag, der sich auch durch die Federscheiben unter dem Teller ganz gut einstellen lässt, Aber davon habe ich kein Foto noch gemacht.

[attachment=83347]

Bondage:
Irgendwas soll ja die Bandspule dann auch festhalten. Deswegen gibt es hier ein Stück PVC-Schlauch, über eine M3-Mutter gedrückt. Mit diesem Knuddel soll dann die Spule fixiert werden.

[attachment=83348]

Vorläufig machten das Metallklipse, die mir mein Teelieferant bei jeder Sendung mitschickt. Und, was soll ich sagen, das hält perfekt. Sieht vielleicht ein bisschen merkwürdig aus.

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Zum Schluss kommen wir zu der Frage, die mich zur Zeit beschäftigt. Vor etlichen Beiträgen haben wir ja festgestellt, dass der Bandlauf mit der rückseitigen Bandführung aus verschiedenen Gründen, sagen wir mal, suboptimal ist. Hier habe ich nun einen Entwurf, wie das Ganze umgebaut werden könnte. Mit einer minimalen Umschlingung der Höhenführungen. Eine zusätzlichen Rolle kann das Band dann sozusagen konkav in einen Knick führen.

Was haltet ihr davon? Man könnte die Köpfe auch noch etwas näher an die  Höhenführungen heranrücken (also Richtung Bandeinlauf), die Bandführungen würden dann etwas asymmetrisch im Bezug auf den HK und den SK werden. Ob das tatsächlich irgendeinen positiven Effekt ergibt, kann ich nicht einschätzen. So wie das hier entworfen ist, ist eine Umschlingung von knapp 10° an den Tonköpfen machbar. Nach der "Technik der Magnetspeicher" von Fritz Winckel, auf die ich im Forum hier freundlicherweise hingewiesen wurde, ist eine Kopf-Umschlingungn zwischen 7,5 .. 15° optimal.  (Oder wäre der Begriff Freiwinkel hier besser? - ich hoffe, ihr könnt der Handskizze enthmen, was ich meine) Ich würde dann die Köpfe auch nicht mehr von unten befestigen, sondern an einer Kopfbrücke – das ist dann konstruktiv etwas einfacher herzustellen, und kommt dann vor allem der Mechanik nicht mehr ins Gehege.

Es ist zwar ein bisschen traurig, soviel gut funktionierenden Kram wieder rückbauen zu müssen, aber andrerseits möchte ich doch gerne das Maximum aus dem herausholen, was mir zur Verfügung steht.

Mal sehen, was ihr dazu sagt, sicher scheint mir allerdings, dass das eine technisch deutlich bessere Lösung wäre.

Freundliche Grüße
Selbstbauer (Binse)

Deine Lösung mit der einschwenkenden Vorberuhigungsrolle ist von vielen Herstellern so gemacht worden. Vorteil: man spart den Bandabheber beim Umspulen. Richtig ist in Deinem Entwurf auch, dass die Bandführung vor dem AK liegt, die Beruhigungsrolle selbst also keine Höhenführung übernehmen muss. Auch das ist so absolut korrekt konstruiert! Uher hatte dieses Detail -nebenbei bemerkt- leider falsch konstruiert mit der Folge, daß ein Axialspiel der Rolle die Stabilität des Azimts beeinträchtigte und das Anstreifen der Führungsflächen ggf. Längsschwingungen provozierte.

Martin

Hallo Martin,

vielen Dank für deine Antwort!

Die neue Umlenkrolle ist ich schon fertig.
[attachment=83384]
Hier kommen zwei kleine Kugelkalotten-Gleitlager auf einer 2mm-Achse zum Einsatz, die ich mal aus einem Motor gewonnen haben. eines ist schon eingepresst. Ich denke, dass es gut ist, wenn diese Rolle möglichst leicht läuft, und viel Belastung hat sie ja nicht auszuhalten.
Vielleicht mach ich vor dem Umbau noch ein kleines Video vom Ist-Zustand der Baustelle, mal sehen.

Freundliche Grüße!
Binse

Wahnsinn  

Was für ein Projekt - RESPEKT   

Ich bin jetzt schon gespannt das Gerät in Aktion zu sehen 

Stimmt, Wahnsinn trifft es schon ein wenig  
Aber, ich bin Fan und warte täglich auf mehr  

LG
Mike

Ich finde das Projekt auch sehr spannend. Die Lösungen sind auch gelungen.
Freue mich schon auf die Fertigstellung. 

Gruß Mani

Liebe Tonbandfreunde,

Vielen Dank für Eure Beiträge! Das freut einen und ist ermutigend.

Ich hatte ja ein kleines Video zum Ist-Zustand des Gerätchens angekündigt.
Hier ist es:

https://jodre.de/SB-tonband-video1/tb_video_01.mp4

Wenn es Fragen gibt - gerne!

Leider muss / will ich ja das Gerät etwas zurückbauen, wie weiter oben beschrieben. So ist es auch eine Dokumentation auch für mich.

Und entschuldigt bitte die diversen Mängel dieser Aufnahme, nehmt es als reine Info, ich wollte da jetzt keine weitere Mühe aufwenden. In die Filmerei kann man ja beliebig Zeit reinstecken ....

Freundliche Grüße!

Binse

WOW   
Wie würde mein schlitzohriger Freund Spock sagen: Faszinierend  

Langohr nicht Schlitzohr, aber auf jeden Fall faszinierend

Saubere Arbeit, bin mal auf die nächsten Änderungen gespannt

Sehr schonender Bandtransport. Dagegen sieht das bei der A700 viel rabiater aus.

Gruß Mani

Hallo liebe Tonbandfreunde,

Vielen Dank für Eure Antworten!
den heutigen Beitrag betitle ich mal mit „Wege und Irrwege zum Gleichlauf“.

Als ich die ersten Erfolge mit der Regelung nach dem simplen Ein-Aus-Prinzip hatte, dachte ich, dass ein PID-Regler die Sache dann perfekt machen würde. Damit hatte ich ja schon Erfahrung. Das hat aber leider nicht funktioniert. Lange habe ich rumprobiert an der Software und dann habe ich auch an der Hardware herumgeschraubt bzw. gelötet, aber es kam nichts Gescheites bei raus. Gab es irgendwelche Brummstörungen vom Netzteil? Haben die Massepunkte nicht gestimmt? Ich habe gesucht und gesucht …

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Schließlich habe ich den Motor an einen externen Trafo angeschlossen. Das gesamte Gerät war stromlos, nur das Tachosignal wurde oszillografiert. Damit schien mir eindeutig festzustehen, dass eine Brummüberlagerung Schuld war. Ein innerer Fehler im Sensor selbst, eine fehlende Abschirmung, falscher Aufbau? Also habe ich nach anderen Sensoren gesucht und keinen gefunden. Schließlich verfiel ich auf die Idee, selber einen Sensor mit optischer Abtastung zu bauen, der durch magnetische Störungen nicht zu beeinflussen ist.

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Der erste Versuch verlief sehr vielversprechend. Gerät auf die Seite gelegt, einen Reflexsensor angebracht und schon hatte ich ein wunderbares Signal.

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Hier das Signal im Vergleich zum originalen Signal vom magnetischen Sensor. Ohne magnetische Störungen. Das bisschen Brumm, was noch zu sehen ist, kam sicherlich vom frei fliegenden Aufbau, dachte ich.

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Also habe ich einen stabilen Aufbau mit einem IC-Vorverstärker gebaut … und dann kam eine böse Überraschung.

[attachment=83641]

Der Output war leider völlig unbrauchbar. Keine Ahnung, was ich da vorher gemessen habe. Vielleicht hat das Oszilloskop nur auf die oberen Spitzen getriggert und alles sah deswegen bestens aus. Ich kann es nicht mehr nachvollziehen. Aber klar, mit meinem guten alten analogen Zweistrahler von Hameg, da wäre das nicht passiert, da hätten mich nicht irgendwelche digitalen Artefakte bzw. Detail-Anzeigen in die Irre führen können.

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Also habe ich das Ganze nochmal mit einem anderen Motor, mit heller Oberfläche, getestet, für den ich sowieso keinen Magnetsensor hatte. Gleiches Ergebnis. Kein gescheites optisches Reflektionssignal zu erreichen, auch mit Putzen nicht – man hätte das vermutlich abschleifen und mit Lack versiegeln müssen …
Ob die Oberfläche schwarz oder hell ist, hat übrigens keine Rolle gespielt, die Wellenlänge der IR-Schranken reagieren da wohl ganz anders als sichtbares Licht.

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Also habe ich mir gedacht: Wenn ich es nicht optisch detektieren kann, dann vielleicht über eine Kapazitätsänderung? Und habe mich an diesen alten Ratiofilter erinnert, der sich leicht zu einem Oszillator ausbauen lässt und dann ja gleichzeitig als FM-Demodulator funktioniert.

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Diese kammartige Struktur liegt als varialble Kapazität über den Lamellen des Motors und erzeugt zusammen mit dem Schwingkreis eine Frequenzmodulation, die dann gleich demoduliert wird. Auch dieses Prinzip hat in praktischen Tests funktioniert – aber leider letztlich nicht gut genug.

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Hier noch  der zugehörige Schaltungsaufbau.
Ich hatte schon genug Ideen, wie ich diese Sensortechnik doch noch zum Erfolg führen könnte. Der FM-Sensor sollte vielleicht mit einem Quarz-Oszillator betrieben und der Detektor dann mit einem FM-IC wie z.B. dem TBA120 laufen, der optische Reflektor braucht vermutlich eine speziell behandelte Oberfläche.

Aber das führt alles weit vom meinen Zielen weg. Ich hatte ich den Kanal erstmal dicht und habe eine längere Pause eingelegt.

Beim nächsten Beitrag kommt dann das „Happy End“ der Motor-Regelungs-Story.

Freundliche Grüße

Selbstbauer-Binse

Kann es sein, dass dieser "Brumm" beim magnetischen Sensor aus dem magnetischen Feld im Rotor resultiert?

Den Rotor (also die "Glocke" des Außenläufers) ist nicht der Bösewicht. Wenn man den Motor unter Strom setzt (~60 .. 80 V, normale Betriebsspannung) und den Motor festhält, brummt es genauso. Also kommts von der Wicklung. Nur das Tacho-Signal fehtl dann, natürlich.

Nebenbei: Ich frage mich schon immer, ob der Sensor mit einem Permanent-Magneten ausgestattet ist. Anderenfalls müssten die Motor-Einfräsungen ja magnetisiert sein, davon ist aber nichts zu spüren. Ich wollte den Tachosensor, der vermutlich wie ein Tonkopf mit großem Spalt gebaut ist, aber bisher nicht ausbauen, da er ja wohl sehr empfindlich sein soll. Weiß das jemand hier, nur mal Interessehalber?

Freundliche Grüße,
Binse

Die Glocke des Motors, ist das die Drehzahl der Capstanwelle?
Falls nein erscheint mir die Abtastfrequenz zu groß. 

Ich würde mit dem Sensor einen 555 triggern, kurze monoflopzeit, den Ausgang dann auf ein FF.
Dann hast du ein sauberes Rechtecksignal mit gleichem Puls/Pausenverhältnis.
Aber es gibt ja viele Möglichkeiten. 

Gruß Mani

Hallo Mani,
ja, die "Glocke" ist mit der Kapstanwelle starr verbunden. Nun, das Problem ist ja jetzt gelöst. Das Nutzsignal (800 bzw 1600 Hz für 9,5 und für 19 cm/sec) ist eben von einem Brumm überlagert. Macht aber nichts*). Ich hatte mich davon nur anfangs (also vor rund einem Jahr oder so, und es gab ja auch weitere Fehler) ins Bockhorn jagen lassen.

*) Die minimalen Verschiebungen des 0-Durchgangs, die sich dadurch ergeben, sind zu außerdem auch noch synchron zur Wechselstromquelle für den Antrieb - da können sich also keine Interferenzen bilden, die den Gleichlauf des Motors schädigen könnten.

(18.08.2025, 08:30)Selbstbauer schrieb: [ -> ]Nebenbei: Ich frage mich schon immer, ob der Sensor mit einem Permanent-Magneten ausgestattet ist. Anderenfalls müssten die Motor-Einfräsungen ja magnetisiert sein, davon ist aber nichts zu spüren. 

Ich habe hier noch so ein zerbröseltes Dingen herumliegen, das sich nicht mehr einschrauben lässt. Das ist die Seite, die zur Motorglocke zeigt:

[attachment=83783]

Gleichstromwiderstand 540 Ohm
Induktivität 72 mH (1 kHz)
und der Kern ist tatsächlich (dauer-) magnetisch.

Gruß Ulrich

(18.08.2025, 08:30)Selbstbauer schrieb: [ -> ]Nebenbei: Ich frage mich schon immer, ob der Sensor mit einem Permanent-Magneten ausgestattet ist. Anderenfalls müssten die Motor-Einfräsungen ja magnetisiert sein, davon ist aber nichts zu spüren.

Naaamd,
ich habe jetzt den Faden nicht von Anfang an verfolgt, weiß deshalb nicht, was das für ein Sensor ist. Bei Revox A77, B77 z.B. ist das eine Spule, die Teil eines Schwingkreises ist. An dieser Spule läuft eine stählerne Zahnscheibe vorbei, die dabei die Induktivität dieser Spule und damit die Resonanzfrequenz des Schwingkreises verändert. Diese Frequenzänderungen werden ausgewertet. Es wird also keine Spannung in die Spule induziert und deshalb auch kein Magnet benötigt.

LG Frank