Ich bin mir leider immer noch nicht über die Konzeption des Ganzen klar - werde da vielleicht heute Abend oder morgen etwas mehr drüber schreibn, bis dahin habe ich auch mal mindestens die Induktivität der in Frage kommenden Tonköpfe gemessen. Jedenfalls sind das alles erst mal wertvolle Informationen für mich.
31.03.2021, 21:41 (Dieser Beitrag wurde zuletzt bearbeitet: 31.03.2021, 22:15 von DropOut.)
Naaamd!
Das Wetter war heute sehr Forums - feindlich. Jetzt bin ich wieder zurück.
Low Noise Design ist je nach Anspruch ein Fass ohne Boden. Wenn man mal bei "audiophilen" MC - Phonoverstärkern reinschaut, findet man z. T. wahre Materialschlachten. Ein rauschoptimiertes Verstärkerdesign, das alle relevanten Parameter berücksichtigt, ist eine Aufgabe, für die man auch bei Philips oder Revox sicher etliche Mannwochen gebraucht hat. Ich will dir nichts unterstellen, Binse, aber ich vermute, das hast du nicht wirklich vor. Da wäre es viel einfacher, eine Schaltung eines renommierten Herstellers zu kopieren. Aber ich vermute, dass du auch nicht unbedingt eine diskrete Transistorschaltung bauen möchtest. Ein OpAmp vereinfacht das Ganze doch sehr. Mit einer vorgeschalteten Transistorstufe (bipolar oder JFET) kann man sicher noch einiges an Rauschabstand gewinnen. Aber dazu muss man sich auch wieder Gedanken um Arbeitspunkt und Quellimpedanzanpassung machen. Eine fertige Lösung dafür habe ich leider nicht parat.
In der Praxis ist für einen Verstärker ein Rauschabstand, der 20 dB größer ist, als der Rauschabstand der Quelle, das maximal Sinnvolle. Mit einem Rauschabstand des Verstärkers von 80 bis 90 dB könnte man also gut leben. Das sollte mit einem rauscharmen OpAmp auch ohne Vorstufe möglich sein.
Kai hat Recht, der LT1028 ist für niederohmigere Quellen optimiert (ich hatte ihn wg. eines Phonoverstärkers auf der Liste). Linear Technology schlägt für höherohmigere Quellen den LT1007 vor. Und - tada - der liegt bei r... bei 4,51 €. Ich denke, damit kann man gut leben, wenn man nicht gerade Studioqualität anstrebt.
Kais Hinweis mit der Gleichspannungsverstärkung ist ebenfalls berechtigt. Mit einem C in Reihe mit R2 ist das schnell behoben. Aus Rauschgründen sollten das bei 330 Ohm mindestens 150 µF sein.
So long
Frank
In Rust We Trust! T e s l a B 1 1 6 (A.D.), R E V O X B 7 7
Ich sehe, dass das von Frank gepostete Beispiel von der B77 im Prinzip große Ähnlichkeit zu dem Applikationsbeispiel hat, von dem ich oben ausgegangen bin. Eine Sache, die mir noch recht unklar ist, ist der für den µA749 gezeichnete Tiefpass am Ausgang. So ganz nachvollziehbar ist mir nicht, dass man die Höhen-Verstärkung erst hochprügelt und dann wieder wegfiltert. In der B77-Schaltung ist ja derartiges auch nicht vorhanden, oder kommt das später noch? Bei dem antiken IC hat das ja vielleicht auch noch ganz andere Gründe. Gut, der 10k-Widerstand wird als Arbeits-R gebraucht, da offener Collektor, aber die 5000pF gegen Masse?
Die Resonanzfrequenz mit meinem Tonkopf kann ich ja leicht messen, aber ist da über 20 kHz nicht ein wenig hoch? Ich kenne das auch von Schallplatten-Entzerrern, wo dann die Kabelkapazität mit dem System zusammen einen Schwingkreis bildet. Menschen, die die Zusammenhänge nicht kennen, schwören dann auf den berüchtigten Kabelklang ...
Zu Kai's Anmerkungen und zum Thema Rauscharmut: 20dB Abstand zur Quelle ist ja schon recht üppig! Ich denke doch, dass ein einfacher NE5532A - den habe ich schon rumliegen - absolut ausreicht und dass ich keine zusätzliche Verkomplizierung mit einem zusätzlichen diskreten Eingans-Transistor brache. Dass man bei OpAmps am besten den Arbeitspunkt über eine vollständige Gleichspannunsl-GK erreicht, ist schon klar, die ist vielleicht auch bloß nicht eingezeichnet.
OT: ch habe mal mit einem AD797 - relativ teuer damals - einen Platten-VV gebaut. Lief prima, bis mir nach ein paar Wochen auffiel, dass ein Kanal hörbar deutlich rauschte. Beim Ersatz-IC nach ein paar Wochen das gleiche. Mimosenhafte ICs! Das passierte wohl beim Einstecken eines notorisch fehlkonstruierten Cinch-Kabels, jetzt gibt es ein extra-Massekabel und es ist gut. Mit dem robusteren 5532 oder so wäre das wohl nicht passiert.
Jedenfalls werde ich mich weitgehend nach dem Beispiel richten, ohne den Ausgangs-Tiefpass erst mal, aber mit Impedanzwandler.
(01.04.2021, 10:44)Selbstbauer schrieb: Zu Kai's Anmerkungen und zum Thema Rauscharmut: 20dB Abstand zur Quelle ist ja schon recht üppig!
Ich habe nichts über 20 dB Abstand geschrieben.
Meine Anmerkung über die Verwendung eines einzelnen bipolaren Transistors und einen nach-geschalteten (Standard-) OP zielte nicht ab auf Maximierung des Signal-Rauschverhältnisses sondern auf die Verwendung einer bewährten Eingangsstufe und danach Vereinfachung und Verbesserung durch Einsatz eines kosten-günstigen aktuellen Audio-OP. Dann kann man davon ausgehen, daß man kaum schlechtere Ergebnisse erzielen wird als die historische diskrete Schaltung. Damit nun doch noch eine Anmerkung bezüglich 20 dB Vorverstärkung in der ersten Stufe: Danach kann man fast jeden preiswerten JFET-OP einsetzen, ohne merkliche Nachteile im Rauschabstand.
Die Schaltung mit dem µA739 ist uralt. Der nachgeschaltete 10k-5nF Tiefpass ist Unfug, es sei denn Schwächen des µA739 geschuldet.
Die Tonkopf-Resonanz mit einer Zusatz-Kapazität sollte man erst in Betracht ziehen und dimensionieren, nachdem man ohne sie Bestandsaufnahme gemacht hat.
Man sollte auch daran denken, daß die für die Bandgeschwindigkeiten spezifizierten Zeitkonstanten nicht unbedingt die benötigten Entzerrungszeitkonstanten sind, sondern die des Norm-Bandflusses auf einem Bezugsband. Es kann durchaus sein, insbesondere bei der Höhen-Zeitkonstante, daß da ein anderer Wert bessere Ergebnisse liefert. Überdies sind idR zusätzliche Höhen-Anhebungen erforderlich.
Zitat:aber ist da über 20 kHz nicht ein wenig hoch?
Was über 20 kHz passiert, interessiert nicht. Sie haben sich mittels fo und Güte einfach einen passenden Verlauf der Resonanzkurve bis 20 kHz herausgesucht. Der so erzielte Wiedergabe - Frequenzgang gibt ihnen Recht.
Zitat:20dB Abstand zur Quelle ist ja schon recht üppig!
Jo. Ist - wie gesagt - das maximal sinnvolle. Mehr ist nicht hörbar.
Zitat:Die Tonkopf-Resonanz mit einer Zusatz-Kapazität sollte man erst in Betracht ziehen und dimensionieren, nachdem man ohne sie Bestandsaufnahme gemacht hat.
Ich würde genau so vorgehen. Erst einmal nur die Entzerrung des Normfrequenzgangs einbauen und dann ein Messband laufen lassen. Dann sieht man die realen Verluste des Band - Kopf - Systems und kann sich um deren Kompensation Gedanken machen. Das kann man dann auch prima simulieren. Ich bin zuversichtlich, dass das allein mit einer geschickt dimensionierten TK - Resonanz gelingen kann, A/B77 zeigen es. Einfacher (vom Aufwand her) geht´s kaum.
Zum Messband: Ohne so was kannst du nicht systematisch arbeiten. Und für jede Bandgeschwindigkeit brauchst du eins. Ich habe mir eins von Peter machen lassen. Aber solche Wertarbeit hat natürlich auch seinen Preis. Wenn du mit Fehlern um die 1..2 dB leben kannst, genügt es vielleicht auch, sich von einem sachkundigen Forianer mit einer exakt eingemessenen Maschine ein Vergleichsmuster bespielen zu lassen. (Peter stehen jetzt wahrscheinlich die Haare zu Berge.)
Soviel noch mal zum Thema. Gutes Gelingen
Frank
In Rust We Trust! T e s l a B 1 1 6 (A.D.), R E V O X B 7 7
Zitat:aber ist da über 20 kHz nicht ein wenig hoch?
Was über 20 kHz passiert, interessiert nicht. Sie haben sich mittels fo und Güte einfach einen passenden Verlauf der Resonanzkurve bis 20 kHz herausgesucht. Der so erzielte Wiedergabe - Frequenzgang gibt ihnen Recht.
Da wäre ich vorsichtiger.
Der Höhenabfall durch die Tonkopf-Verluste wird typisch zu höheren Frequenzen immer steiler. Das erfordert idR, den unteren Teil des Anstieges zur Tonkopf-Resonanz bis zur Stelle mit der größten Steigung auszunutzen. Das hat naturgemäß zur Folge, daß die eigentliche Resonanz mit dem Maximum der Anhebung gerade bei 19 cm/s deutlich über 20 kHz liegt. Oft im Bereich 25..28 kHz, zuweilen sogar über 30 kHz.
Benutzt man so ein Gerät zur Digitalisierung alter Bänder mit einer Sample-Frequenz von nur 44.1 oder 48 kHz, dann hängt es sehr von der Lösung der Antialiasing-Filter/Maßnahmen des AD-Wandlers ab, ob dabei saubere Aufnahmen zustande kommen, oder durch Aliasing Frequenzanteile oberhalb der halben Sample-Frequenz in den hörbaren Bereich zurück"gefaltet" werden. Bei manchen Geräten wird der "Schmutz" jenseits 20 kHz durch die Höhen-Entzerrung (und die Tonkopf-Resonanz) noch kräftig angehoben, weil diese Anwendung zur Zeit der Geräte-Entwicklung noch unbekannt war. Deshalb hat sich damals kein Entwickler bemüht, die Höhen-Anhebung jenseits des Hörbereiches auf das "Nötigste/Unvermeidbare" zu beschränken, geschweige denn, Störsignale darüber mit steilflankigen Tiefpässen zu beseitigen.
10.04.2021, 11:57 (Dieser Beitrag wurde zuletzt bearbeitet: 10.04.2021, 12:01 von andreas42.)
Hallo Binse, geneigtes Forum,
vor einiger Zeit habe ich mal testweise einen Wiedergabekopf (Woelke Halbspurkopf auf der kleinen ASC) direkt an einen Mikrofoneingang gehängt und einen Sweep digitalisiert:
Die gelbe Linie war ein Fehlversuch, als versehentlich die Phantomspeisung eingeschaltet war... Der Kopf war nicht symmetrisch angeschlossen, und musste natürlich danach entmagnetisiert werden...
Interessant ist eigentlich der Vergleich zwischen dem regulären Ausgangssignal mit Wiedergabeverstärker und dem direkt digitalisierten Signal:
Die Differenz zwischen beiden ist effektiv das, was der Wiedergabeverstärker an Entzerrung und Ausgleich des ω-Gangs leistet. So sieht sie aus:
Dann habe ich noch (mit intensiver Mathe-Nachhilfe von Kai - mit Ausflügen in komplexe Transferfunktionen und BLT) eine Parametrisierung aus drei Shelf-Filtern erster Ordnung gefittet, die zusammen genau diesen Verlauf nachbilden:
Viel weiter habe ich es nicht getrieben, wollte den Faden immer mal wieder aufnehmen, aber kam nicht dazu. Vielleicht helfen die Daten bei Deinem Vorhaben ja, das Design des notwendigen Verstärkers etwa abzuschätzen.
Zweitens:
Damals war mein Ansatz, ob es vielleicht möglich wäre, die komplette Entzerrung des Wiedergabeverstärkers digital zu erledigen und einfach nur einen normalen Mikrofonvorverstärker zu verwenden, wie ihn inzwischen jede bessere Soundkarte mitbringt. Ob das für den Rauschabstand so günstig ist bleibt zu beweifeln - immerhin hat der Filter einen Hub von knapp 30 dB. Ausprobiert habe ich es dann nicht mehr (etwa mit einem Musikbeispiel). Denkbar wäre es, die Anhebung bis ca. 20 kHz ist ja noch relativ moderat.
Eigentlich wäre jetzt aber mein Ansatz eher eine Kombination: Auf der analogen Seite die beiden "großen" Filter (Blau und Lila) erledigen, und die Feinheiten dann digital. Damit könnte man eventuell zu einem Konzept kommen, das keine Umschaltung auf der analogen Seite braucht, sondern die Unterschiede zwischen den Geschwindigkeiten und Entzerrungen nur durch Laden anderer Filterkonstanten digital erledigt.
Wenn man sowas nicht im PC, sondern in Hardware machen will, so bietet sich ein Teensy mit ARM-Prozessor an. Für Audio-Anwendungen gibt es viele Beispiele und ein Design-Tool - das sähe dann etwa so aus:
Nebenbei hätte das Tonband dann einen USB-Ausgang für die Wiedergabe
Drittens:
Im Buch "Tonaufnahme für alle" von Heinz Richter fand ich das Kapitel über Wiedergabeverstärker ganz hilfreich - hängt an. Wie praxistauglich die dort gezeigten Schaltungen heute noch sind können andere hier im Thread aber sicher besser bewerten als ich.
Dann gab es noch in der Funkschau 1981 einen Wiedergabeverstärker von Götz Corinth - allerdings mit aufwändigen Übertragern an Ein- und Ausgängen. Hängt ebenfalls an.
11.04.2021, 11:41 (Dieser Beitrag wurde zuletzt bearbeitet: 11.04.2021, 11:42 von Selbstbauer.)
Hallo Tonbandfreunde,
erst mal vielen Dank für Eure interessanten und kenntnisreichen Beiträge! Mein W-Verstärker ist noch nicht fertig, melde mich aber trotzdem schon mal. Die Vorbereitungen getroffen. Stromversorgung, Platinenhalter, Kopf-Zuleitungen montiert.
Zur "Einstimmung" erst mal ein altes Band:
Erstaunlicherweise ist es völlig OK, hat nach dem Abstauben und 2-maligem Durchlauf (Play) keinen weiteren Schmutz produziert.
Die alte Kopfbestückung bestand ja aus 1/2-Spur Stereo A- u. W-Kopf, vor ziemlich genau 40 Jahren für über 300 DM direkt bei Bogen, Berlin gekauft und eingebaut. Später wurden die Köpfe für einen Bruchteil des alten Preises verramscht, daher habe ich jetzt etliche 1/4 und 1/2-Spurk Köpfe von gleichem Aufbau-Typ. Nun will ich aber jetzt gerne 1/4-Spur Bänder abspielen, deshalb sollte der alte A-Kopf leicht austauschbar sein. Infolgedessen mussten die alten Köpfe runter.
Ich habe alle Kopfleitungen steckbar gemacht, eine schöne Fummelarbeit, wenn man möglichst wenig vom ganzen Aufbau demontieren will.
Dann gab es einen kleinen Stolperstein: die hellen abgesch. Litzen zeitigten sehr merkwürdige Effekte, innere Wackelkontakte. Der angezeigte Durchgangs-R schwankt zwischen knapp 0 und knapp 1 MOhm, witzig ist, dass höhere Ströme ohne weiteres durchgehen. Habe mal eine 12V/25W-Halogen-Lampe darüber gespeist, nichts flackert oder setzt aus. Die Litze selber ist blank, wenn man sie abisoliert, und lässt sich problemlos verzinnen. Ich spekuliere mal, dass sich die Isolierung in langer Lagerung in irgendwelche merkwürdigen Verbindungen mit den dünnen Cu-Drähtchen vergnügt hat.
Nun, sie ließ sich ja ersetzen, und nun funktioniert die Zuleitung. (Manchmal halten die trivialsten Fehler am längsten auf, vor allem weil man dann eher an anderen Stellen sucht...) Ein weiterer kleiner Stolperstein waren dass sich, der 1/4-Spur-Kopf irgendwie nicht richtig ausrichten ließ. Nachdem mir endlich aufgefallen war, dass hier die Kopfspiegel in unterschiedlich hoch liegen, war es recht einfach. Und ich habe mir für die später fällige End-Einstellung erst mal eine Lupenbrille bestellt.
Kleine Frage: arbeitet hier jemand mit einer USB-Mikroskop-Kamera? das könnte ja eine Hilfe sein, allerdings muss man die dann auch noch irgendwo im unmittelbaren Arbeitsbereich positionieren, und so winzig, dass sie nicht mächtig bei der Arbeit stören würden sind die ja auch wieder nicht.
Tja, nun zum W-Verstärker. Werde die GK-Glieder sowie den Parallel-C zum Tonkopf steckbar machen, dann ist für alle Fälle gesorgt, kann dann mehrere Kennlinien vorhalten. Einstellung nach den jeweils vorhanden Aufnahmen. Wenn irgendwann alles in meiner Umgebung digitalisiert ist, gibt es vermutlich auch noch einen A-Verstärker.
24.04.2021, 10:15 (Dieser Beitrag wurde zuletzt bearbeitet: 24.04.2021, 10:16 von Selbstbauer.)
Hallo Tonbandfreunde,
heute melde ich mich mal wieder mit einer kleinen "Fortschrittsanzeige" des Projekts.
Hier der vergleichsweise recht unkomplizierte W-Verstärker. Er hält sich im Wesentlichen an den Schaltungs-Beitrag von Frank vom 31.03. und besteht jeweils aus einem Doppel-OpAmp, jeweils Verstärker/Entzerrer und Impedanzwandler am Ausgang. Steckkontakte für den Gegenkopplungs-R und den Tonkopf-Resonanzkreis sollen eine schnelle Anpassung ermöglichen. Fürs Erste habe ich noch einen R- und einen C-Trimmer zum Ausprobieren.
Hier hat er sein Plätzchen gefunden.
Außerdem habe ich mir - allerdings hauptsächlich zur Verbesserung meiner Stereo-Anlage - einen Mini-DSP gekauft. Als Nebenprodukt kann ich dann verschiedene Entzerrerkennlinien als Presets abspeichern. Aber erst mal muss ich mich auf des Gerätchen noch "einfuchsen" Was seitens der Mechanik noch anliegt: Eine ordentliche Brumm-Abschirmung für den W-Kopf. Provisorisch ein Abschirmblech davor gehalten, brigt schon ein Menge Besserung, aber das muss dann ja auch konstruktiv irgendwie festgemacht werden.
15.09.2021, 16:31 (Dieser Beitrag wurde zuletzt bearbeitet: 15.09.2021, 16:31 von MartinR.)
Hallo Andreas,
(10.04.2021, 11:57)andreas42 schrieb: Drittens:
Im Buch "Tonaufnahme für alle" von Heinz Richter fand ich das Kapitel über Wiedergabeverstärker ganz hilfreich - hängt an. Wie praxistauglich die dort gezeigten Schaltungen heute noch sind können andere hier im Thread aber sicher besser bewerten als ich.
Dann gab es noch in der Funkschau 1981 einen Wiedergabeverstärker von Götz Corinth - allerdings mit aufwändigen Übertragern an Ein- und Ausgängen. Hängt ebenfalls an.
leider erst jetzt entdeckt, nachdem ich meinen Wiedergabeverstärker mit Röhren gebaut habe, aber trotzdem sehr interessant.
Dir ist sicher untergegangen, dass der von Dir zitierte Beitrag vom 24. April diesen Jahres ist? Ich wäre selbst sehr interessiert, wie es mit dem Projekt weiter geht.
Gruß
Rainer
NIVEAU ist keine Hautcreme, STIL nicht das Ende vom Besen und HUMOR etwas gutartiges...
19.09.2021, 17:02 (Dieser Beitrag wurde zuletzt bearbeitet: 19.09.2021, 17:05 von Selbstbauer.
Bearbeitungsgrund: Schrecklich viele Leerzeilen!
)
Liebe Tonbandfreunde,
Euer freundliches Interesse an meiner Bastelei schmeichelt mir sehr, aber in letzter Zeit war für mich nicht die rechte rechte Bastelzeit. Das Gerätchen steht funktionsbereit bei der Selbstbau-Anlage, aber es gibt noch einiges an Verbesserungspotential.
oben: Plattenspieler, darunter die Verstärker, 5 Kanäle, dann unter das Brett geschraubt: der neue, fertig gekaufte 4-Kanal-DSP-Filter, mit Selbstbauweiche mit dem Sub kombiniert, dann das Bandgerät.
Andruckrolle:
Es hat sich gezeigt, dass der mit den Zugmagneten erreichte Andruck zu schwach ist. Besonders bei 9,5 rutscht das Band kräftig durch. Zwar würden der Magnete auch deutlich mehr Strom vertragen, aber das würde einen Umbau des Netzteils bedingen, und im Grunde genommen ist dieses Konzept auch nicht mehr überzeugend, wenn es nicht auf blitzschnellen Bandstart ankommt, weil das Gerät hauptsächlich zum Überspielen/Digitalisieren genutzt werden soll. Deshalb habe ich einen Exzenter mittels Getriebemotor gebaut, der die Magnete ersetzten wird. Im Testbetrieb hat sich auch gezeigt, dass in einigen Fällen der Einschaltimpuls der Magnete den Prozessor durcheinander bringt ...
Der obere und er untere Totpunkt werden durch die Plastik-Nocken und den Mikroschalter bestimmt, die den Motor jeweils ausschalten. Zum Start braucht man also nur einen kurzen Impuls, was die Software deutlich vereinfacht, den Rest macht die Hardware von alleine. Die Kraft dieses Antriebs ist für jeden erforderlichen Andruck ausreichend, und das bei viel geringerem Strom, und der auch nur im Anlauf.
Die Bandzugregelung über die Drehzahl der Wickelmotoren war ja jetzt ganz nett gedacht, aber schon um die 2 Bandgeschwindigkeiten einigermaßen korrekt zu behandeln, braucht es eine ganze Handvoll unterschiedlicher Parameter. Auch ist ein Impuls / Umdrehung reichlich wenig, und wenn ich mehr Reflektoren auf die Motoren klebe, hat der Prozessor irgendwann zu viel zu tun, besonders im Schnelllauf, wo es gar nicht nötig wäre ...
Auch wäre es ganz wunderbar, den Bandzug bei Bedarf im Betrieb zu ändern, weil die Bänder doch sehr unterschiedlich abbremsen. Deshalb werde ich (vermutlich) doch wieder auf das Konzept zurück kommen, den Bandzug durch die Fühlhebel zu bestimmen, muss dazu natürlich noch mal an die Mechanik gehen und zwei weitere Umlenkrollen einbauen, etwa so:
Wird der Bandzug schwächer, dann wird der Fühlhebel nach außen gedrückt, der Sensor spricht an und erhöht das Drehmoment des Motors. Da der Wickeldurchmesser ja steigt, muss - nach dem Einschwingen beim Start - diese Regelung nur in EINER Richtung funktionieren, d. h. die Motorspannung wird nur erhöht und nicht auf- und abwärts geregelt, und damit ist die Geschichte gegen das Aufschaukeln von Schwingungen wirklich gefeit. Die Abwickelseite dann genau umgekehrt. So denke ich mir das jedenfalls.
Habe sogar die Rechnung für die Köpfe gefunden, das war damals ein ordentliches Sümmchen. Das Gerät war da schon recht fortgeschritten. Das sind 2/2-Köpfe, die ziemlich hochohmig / hochinduktiv sind.
Jetzt aber ist mein Plan, lediglich den Wiedergabe-Zweig zu bauen, dafür sollte aber 2/4- u. 2/2-Spur möglich sein. Dazu vielleicht noch einen Vollspur-Löschkopf dazu, für alle Fälle. Am besten wird es wohl sein, einen austauschbaren Kopfträger zu bauen, dann kann ich leichter aus meiner Sammlung den besten her austesten oder mir falls bessere Tonköpfe an Land zu ziehen.
So, das ist der Stand der Dinge. Sieht so aus, als würde es doch noch ein wenig dauern ...
13.11.2021, 10:58 (Dieser Beitrag wurde zuletzt bearbeitet: 13.11.2021, 11:00 von Selbstbauer.
Bearbeitungsgrund: Schrecklich viele Leerzeilen entfernen
)
Hallo Tonbandfreunde,
ich möchte mich an dieser Stelle noch mal bei der Forumsleitung für die Mithilfe bedanken, meinen alten "Selbstbauer"-Namen wieder zu bekommen.
Aber vielleicht sollte ich mich nochmals umbenennen im "Umbauer" (nein, nicht wirklich), denn jetzt kommt der Umbau auf 2 Umlenkrollen plus Bandhebel. Oben hatte ich ja geschrieben, dass ich das für besser halte (bzw. als Eigenkonstruktion besser zu beherrschen) und dass ich mit dem vorherigen Zustand nicht zufrieden war, ich habe auch erst gar nicht versucht, irgendwas am Gleichlauf zu messen.
Hier ein paar Bildchen zu den Neuheiten.
30mm-Rund-Alu (irgendwo aufgesammeltes Reststückchen) abgesägt, plan gedreht, und die "Stufe" abgedreht. Das dauert! Auf meinem Proxxon-Drehbänkchen steht: Motorabgabeleistung 60W. Und das, wo jedes billige Bohrmaschinchen heutzutage mindestens die 10-fache Leistung bringt.
Hier sind sie fertig.
Mit eingepressten Sinterbronze-Lagern. Diese kann man leicht über das Internet kaufen - gabs damals, als ich mit dem Kram anfing, noch nicht. Deshalb war ich auch auf Altteile angewiesen.
Es wäre jetzt sicherlich noch besser gegangen, hier und da ist etwas nicht ganz so gut, wie mit den Werkzeugen erreichbar, aber als autodidaktischer Hobbydreher bräuchte ich wohl ein halbes Dutzend Versuche bis zum Optimum. Und dann würde vermutlich dringend der Wunsch nach einer anderen Drehmaschine auftauchen ...
Und hier nochmal mit der zugehörigen Achse und der Achsbefestigung mittels durchbohrter M3-Messingschraube.
Es ist eine 3mm-Achse. Wenn ich über einen 2.99er Bohrer (oder so ähnlich) verfügen würde, hätte ich die Befestigung wohl aufschrumpfen können, so aber wird die Achse einfach mit 2K-Kleber eingeklebt. Leichte Wärmebehandlung mit 70°C, und das Zeug hält richtig gut fest. In den Aluträger ist ein Gewinde geschnitten, welches dann mit der vorsichtshalber noch mal plan gedrehten Messingmutter gekontert wird. So sind alle meine Achsbefestigungen konstruiert. Vorteil: leicht in der Höhe einstellbar.
Die Anprobe
Da an der Stelle, wo die Rolle hin sollte, nichts war, musste noch ein Ausleger aus stabilem Aluwinkel ausgesägt werden.
Achse einkürzen und festschrauben das Ganze
Bei der Erstkonstruktion des Gerätchens vor xx Jahren hatte ich große Mühe, diese Silberstahl-Achsen überhaupt klein zu kriegen. Ausglühen, dann geht es. Jetzt, mit einem schnelllaufenden Mini-Bohrmaschinchen und kleinen Korund- oder Diamanttrennscheibchen ist das eine Sache von weniger als 1 Minute. Toll, heute Bastler zu sein - wo es kaum noch jemand macht.
Der Bandzughebel kann jetzt auch nach innen drücken, was dem Ganzen, finde ich, ein gefälligeres Aussehen gibt. Damit der Hebel nun nach innen drückt, wird das Zugseil einfach anders herum um die rote Scheibe gewickelt. Es war allerdings dazu noch eine kleine Umlenkung des Seils nötig. Kleine Riemenscheiben aus Messing für irgendwelchen Kleinmotörchen tun diesen Dienst.
Für die Regelung wird dann ein bestimmter "Druckpunkt" per Lichtschranke ausgesucht, Bandzugeinstellung erfolgt dann schlicht durch Federspannung, das kommt alles noch, wie ich mir das denke, ist weiter oben beschrieben.
Die Rolle auf dem Bandhebel braucht an sich nun keine Höhenführung mehr. Aber vermutlich schadet sie auch nicht.
Da nun die feststehenden neuen Rollen so nahe wie möglich an den Wickeltellern liegen, werden die Bandwickel deutlich schöner und sauberer. Der "Federweg" ist zwar nun viel kürzer, aber dadurch können sich auch nicht so leicht Schwingungen in der Regelschleife aufschaukeln. Ich hatte ja oben im vorigen Beitrag geschrieben, dass mir die Erkenntnis gekommen war, dass die Regelspannung im "Play"-Modus eigentlich nur steigen darf, auf der Aufwickelseite, auf der Abwickelseite nur fallen - aber es gibt ja auch noch die Startphase, wo sich das ganze mit möglichst wenig Überschwingern einstellen muss.
Als nächstes kommt die neue Andruck-Mimik mittels Getriebemotörchen dran, ist schon in Arbeit.
Also, die Entwicklung bleibt für mich spannend - wenn ich Euch ein wenig davon vermitteln kann, freue ich mich.
14.11.2021, 18:09 (Dieser Beitrag wurde zuletzt bearbeitet: 14.11.2021, 18:10 von R2R.)
Hallo,
in den 50-ern gab's Selbstbauanleitungen z.B.: in der Funkschau 1958 Heft 8, über die wohl damals schon ehrfürchtig gestaunt wurde, und auch Bausätze für Tonbandmaschinen im Elektronikhandel z.B.: von Radio Rim.
Vielen Dank für Eure anerkennenden Worte!
Da fällt das Weiterbasteln nicht schwer ...
@ Andre: Nun, von der (jedenfalls zumindest angestrebten) hochrangigen Professionalität der Ballfinger-Erbauer bin ich wohl ganz weit entfernt.
@ Arno: An diese Bausätze für Tonbandmaschinen bei Radio Rim kann ich mich auch noch erinnern. Fand ich damals auch beeindruckend. Außerdem gab es auch eines dieser Heftchen der Radio-Praktiker-Bibliothek oder so ähnlich vom Funkschau-Verlag, die das Thema behandelten. Das besaß ich sogar mal. Tja, der Wunsch, mit so etwas seine Zeit zu verplempern, der kommt ja auch irgendwo her.
(14.11.2021, 20:32)Selbstbauer schrieb: Außerdem gab es auch eines dieser Heftchen der Radio-Praktiker-Bibliothek oder so ähnlich vom Funkschau-Verlag, die das Thema behandelten. Das besaß ich sogar mal. Tja, der Wunsch, mit so etwas seine Zeit zu verplempern, der kommt ja auch irgendwo her.
MfG
Binse
Hallo Binse,
ich hab das Büchlein leider Anfang des Jahres beim Aufräumen weggeworfen....
15.11.2021, 14:16 (Dieser Beitrag wurde zuletzt bearbeitet: 15.11.2021, 14:17 von GDR 22.)
Da kann ich passend zum Thema auch etwas beisteuern. Offenbar wurde sogar schon 1951 über den Selbstbau eines solchen Gerätes nachgedacht, wie dieses kleine Büchlein hier zeigt:
15.11.2021, 18:57 (Dieser Beitrag wurde zuletzt bearbeitet: 15.11.2021, 18:58 von Ferrograph.)
Hallo Rainer,
interessante Bauanleitung.
Wobei ich bei der massiven Eisenplatte als Chassis fast schon wieder an einen Studiopanzer glaube.
Ist das ein Vorschlag für ein 3 Motoren Gerät?
15.11.2021, 20:03 (Dieser Beitrag wurde zuletzt bearbeitet: 15.11.2021, 20:12 von Selbstbauer.)
Hi,
das oben gezeigte rote Büchlein hatte ich auch mal, ebenso den Band 9 der RPB von Wolfgang Junghans. Beide Heftchen sind Opfer eines Wasserschadens geworden.
Die Maßzeichnungen nicht, aber das von Rainer gezeigte Schaltbild kommt mir recht bekannt vor. Kann natürlich sein, dass diese Schaltungen alle recht ähnlich sind.
Wie dem auch sei, mir scheint, wir sind hier an den Quellen des Tonband-Virus angekommen. Im Gegensatz zu Computer- oder gar biologischen Viren ist der aber nicht unangenehm.
MfG
Binse
ps.: Ich hänge mal noch ein aktuelles Bildchen an. Erste Anprobe des neuen, von einem Getriebemotor bewegten, Andruckrollenlifts. Oder wie man das Dingens nennen will.
Es zeigt sich: Die Stehbolzen sind zu lang. Da sie rückwärtig verschraubt sind, (es war wohl "damals" gerade der M3-Gewindebohrer abgebrochen) heißt das, dass ich die Elektronik auf der anderen Seite abbauen muss, um die Mutter zu lösen. Beim Zusammenbau wird sich zeigen, ob ich das Ganze für mich hinreichend dokumentiert habe ...
28.12.2021, 21:59 (Dieser Beitrag wurde zuletzt bearbeitet: 28.12.2021, 22:02 von Selbstbauer.)
Hallo liebe Tonbandfreunde,
heute gibt's wieder ein paar Bildchen von meiner (ewigen?) Tonbandbaustelle, aber nunja, es geht voran.
Zuerst die ganze neue Andruckmimik mit den Reflektorlichtschranken oben rechts und links (man sieht nur die Anschlüsse), der Exzenter-Konstruktin für den Andruck und den beiden Tofpmagneten mit den Feststellbremsen.
Das Ganze sitzt auf einer 4mm-ABS-Plastikplatten (ich nehme jedenfalls an, dass es so heißt), von diesem wunderbar zähen und trotzdem leicht zu bearbeitendem Zeug konnte ich mal einen ganzen Stapel auf einem Schrottplatz erbeuten, als ich vor geschätzt einem halben Jahrhundert Ersatzteile für meinen klapprigen Käfer suchte. Das Zeug scheint ziemlich beständig zu sein.
Bild 1
Die zwei Lochraster-Platinchen für die Reflektor-Lichtschranken sitzen an sich über die M3-Befestigungsmutter über der U-Scheibe mehr als fest genug, aber die drei zusätzlichen Winzlingschräubchen aus gecraschtem Zimmerhubschrauber fixieren zuverlässig die Stellung NACH der Justage.
Zum Getriebemotor für den Andruck gehört die kleine Platine mit einem Transistor und einem Relais für die Steuerung des Ganzen, (eine simple Hold-Schaltung, bis die Schaltnocken das Spiel unterbrechen), somit ist nur ein kurzer Impuls vom Arduino nötig, dann kann der sich wieder um wichtigeres kümmern. Ein Transistor hätte an sich auch gereicht, aber das Relais ist ein Umschalter, der den Motor zum schnellen Stopp kurzschließt. Die Andruckrolle wird über eine vorgespannte Spiralfeder in der kleinen Hülse bewegt, für die Tonkopf-Führung reicht einen einfache Feder. Auf jeden Fall habe ich jetzt mehr als genug Andruckkraft, das war mit der alten Konstruktion mit den Zugmagneten nicht gegeben.
Vom Startsignal bis zum Bandtransport dauert es ungefähr eine Sekunde, das ist natürlich deutlich langsamer als mit den Zugmagneten, aber die Zeiten sind endgültig vorbei, als man noch mit nervösem Finger an der Starttaste hing, um vom Musikstück nichts zu verlieren. (Und dann quatschte garantiert der Ansager dazwischen und machte eine komische Umblende.)
Bei den beiden Zugmagneten (Topfmagneten) für die Feststellbremse hat mich gewundert, dass der aufgeklebte Kork-Belag auf den Bremsklötzen noch keine besonderen Abnutzungserscheinungen zeigte. Bei der ganzen Testerei kamen ja oft genug unbewollte Vollbremsungen vor, wofür sie natürlich nicht gedacht waren. Das hat der Korkbelag aber locker weggesteckt.
Bild 2
Das nächste war die Montage der neuen, zusätzlichen Umlenkrollen und die Umstellung der Bandfühlhebel. Sie federn jetzt nach innen ein. Das war mit nur wenig Änderungsaufwand verbunden, es musste lediglich der dünnen Nylon-Spanndraht andersherum aufwickelt werden. Hätte man das von Anfang an geplant, dann wäre auch die Umlenkung über die kleine Messing-Seilscheibe überflüssig gewesen. Eventuell wird es noch die Möglichkeit geben, die Federspannung und damit den Zug auf den Wickeln über einen kleinen Regler einzustellen (einen ganz einfachen Seilspanner), das entscheide ich aber erst, wenn die Software fertig ist nach einigen Tests.
Bild 3
Die Gabellichtschranken links und rechts für den "Druckpunkt" der Regelung sind auch fertig und eingebaut. Ich bin recht zuversichtlich, dass das dann im Zusammenspiel mit der Software gut funktionieren wird.
Bild 4
Der alte Arduino hatte ja irgendwie gelitten und konnte nur noch durch eine Versorgungs-Infusion über den 5-Volt-Ausgang (!) am Leben gehalten werden. Dummerweise hatte ich die ganzen Drahtbrücken direkt angelötet. Der neue bekommt Buchsenleisten. Gefällt mir besser als die Steckerleisten, die eigentlich vorgesehen ist.
Bild 5
Hier ist nun die alte Steuerplatine "ganz nackig". Einige Mosfets nebst Ansteuerung sind jetzt überflüssig, ich habe sie trotzdem drauf gelassen. Dafür sind jetzt genug Arduino-Ports für die neuen Sensoren übrig. Die brauchen noch etwas Elektronik für die Ansteuerung, aber es ist ja noch ein Plätzchen frei.
Bild 6
Der neue Arduino ist platziert, nebst allen Drahtbrücken, diesmal beidseitig gesteckt. Dahinter, schon etwas unscharf, die Anschlüsse für die neuen Lichtschranken an den Bandhebeln und die Andruckmotor-Steuerung.
Bild 7 und 8
Ganz glücklich: hier kein Änderungsbedarf!
Bild 9
Und hier alles verstöpselt und bereit zum ersten Test. Und der hat funktioniert! (Ich hatte mir für den Zusammenbau auch sehr viel Zeit genommen -- und mir eine bessere Dokumentation vorgenommen.)
So, die Software wird jetzt wieder langsam stufenweise aufgebaut, vielleicht etwa 1/3 kann übernommen werden. Fertigestellt ist die Test-Version, welche alle Funktionen getrennt austesten kann. Über die USB-Steuerung mittels der Arduino-IDE geht es am leichtesten. Es sind 15 verschiedene Befehle (per Buchstaben) zuzüglich der Eingabe für die PWM-Werte linker und rechter Motor implementiert. Hier mal ein Ausschnitt:
Bild USB-Bedienung
Der im Eingabefeld des sog. seriellen Monitors der IDE gezeigt Befehlsstring bedeutet: Gib 255 auf den rechten und 100 auf den linken Motor, starte den Andruck und löse die Festellbremse. Und genau das tut er.
So, es bleibt mir noch, Euch für das Interesse an meiner Bastelei zu danken und ein gutes Neues Jahr zu wünschen!
Hallo Tobias,
Vielen für die anerkennenden Worte und die freundlichen Wünsche fürs Neue Jahr - die wünsche Euch ich ebenfalls!
Ich hänge mal noch'n Bildchen dran von meiner letzten Arbeit am Gerät: Die Wickelmotoren haben jetzt jeweils drei Reflektoren, und ob die richtig funktionieren, wurde getestet, direkt am Fototransistor:
Dass es drei unterschiedliche Reflektoren sind, kann man gut erkennen, und auch, dass die Triggerschwelle mit Sicherheit erreicht wird, und dass keine ungewollten Impulse vorhanden sind. Da war das kleine Batterie-O'scope mal sinnvoll im Einsatz, und ich musste mir dabei keine Gedanken ungewünschte Verkopplungen über Netz- und Masseverbindungen machen.
das Bild von deinem Batterie-O'scope hat mich ja richtig heiss gemacht auf so ein Gerät. Ich wollte schon eins bestellen, aber dann habe ich diese deutsche Seite mit Infos zu dem Gerät gefunden, das hört sich alles weniger toll an. Kannst du was zur Brauchbarkeit des Gerätes schreiben ?
MfG, Tobias
Strom kann erst dann fliessen, wenn Spannung anliegt.
zu dem Gerätchen gibt es auch positivere Rezensionen. Es ist richtig, dass man mit falscher Zeitbasis all die gezeigten Effekte (Stichwort Aliasing) erreichen kann, und darauf, dass man gerade Mist misst, muss man schon selber kommen - mit einem Analogoszi wäre das nicht passiert. Auch auf meinem Rigol ist es kaum möglich, solche Fehldarstellungen zu provozieren, dafür muss ich da auch länger überlegen, welche der vielen Knöpfchen jetzt gerade zuständig sind.
Die Automatik bringt hingegen eigentlich fast immer ein korrektes Bild zustande, bei periodischen Signalen.
Auch, dass zu kleine Signale gar nicht erst angezeigt werden, ist richtig. Ob das ein Bug oder ein Feature ist, vermag ich aber nicht zu beurteilen. Man muss die Einschränkungen halt kennen, wenn man das Gerät einsetzt. Insofern ist es vielleicht nur bedingt anfängertauglich.
Ich habe Inputs von DC bis 8 MHz getestet, darüber hinaus hätte ich mir erst mal einen Generator zusammentackern müssen. Alles Charakteristische an diesen jeweiligen Signalen mit allen Ecken und Kanten konnte ich auf dem Gerätchen genauso gut wie auf meinem alten 20MHz-Hameg darstellen.
Ich fand das Gerätchen mit Touch-Screen für den Preis (habe damals unter 150 € bei einem deutschen Lieferanten gezahlt) recht attraktiv. Die Bedienung ist eingängig, die wichtigsten Zusatz-Messmöglichkeiten/Anzeigen sind vorhanden, die Akkulaufzeit voll ausreichend, alle Screenshots auf USB-Stick und Anschluss an den PC sind möglich, und die Massefreiheit durch Batteriebetrieb finde ich, ist auch was Feines. was will man für den Preis mehr?
Ja, ich habe auch so ein Teil und bin damit eigentlich zufrieden. 40MHz lassen sich noch einwandfrei darstellen. Brauche es eigentlich nur im NF-(Audio)Bereich.
Bei den nächsten Wahlen wähle ich die NSA, denn die sind die einzigen die sich um mich kümmern.
Hallo,
ich finde das eigentlich ganz schön teuer für den Kasten. Für etwa den doppelten Preis bekommt man schon etwas Gutes, etwa von Rigol oder Siglent.
Nach zehn Minuten habe ich abgeschaltet - das ist wieder mal so ein China-Produkt, wo die Freude über den unglaublichen Preis innerhalb weniger Minuten vor die Wand klatscht. Ich frage mich dann immer, wieso die Chinesen so oft Geräte auf den Markt bringen, die an sich total cool aber irgendwie nicht zuende entwickelt sind. Für so ein Touch Oszilloskop würde ich auch 400 Euro ausgeben, wenn die technischen Daten stimmen würden und sich jemand mit der Ergonomie des User Interfaces beschäftigt hätte. Die Chinesen verschenken hier wirklich viel Potential.
Wenn's ernst wird, nehme ich auch mein Rigol (bei dem ich allerdings erst einen neuen Lüfter einbauen und ein völlig überflüssiges Blechkreuz abschneiden und entgraten musste, welches exakt nach dem Bauplan einer Sirene direkt vor dem Lüfterflügeln sich befand), oder eben immer noch gerne den guten alten Hameg von vor etwa 40 Jahren. Die Ergonomie des Rigol finde ich übrigens auch unterirdisch, vermutlich hätte man die endlos vielen Einstellungen auch anständig ordnen können. Dagegen ist der kleine Tätschelscreen eine Oase der Übersichtlichkeit - der hat ja auch nicht soo viel anzubieten. Und, wie gesagt, man muss halt wissen, was er kann und was nicht.
genau, so ein Touchscreen wäre eine perfekte Möglichkeit, die gefühlt tausende Knöpfe durch intuitive Bedienung zu ersetzen - wenn sich die Software-Entwickler die Mühe machen würden, das Gerät, dass sie programmieren, mal aus der Sicht des Users betrachten würden.
18.01.2022, 11:03 (Dieser Beitrag wurde zuletzt bearbeitet: 18.01.2022, 11:15 von Selbstbauer.)
So, liebe Tonbandfreunde -
es geht mal wieder ein Stückchen weiter mit der Selbstbauerei, diesmal ganz ohne O'scopeanwendung.
Es war ja, vor allem aus den Schwierigkeiten mit der Schwingneigung der alten Regelung, die Idee entstanden, das Ganze nun doch über die Fühlhebel zu regeln. Die Spannseile sollten dann, nachdem die Federspannung für den richtigen "Druckpunkt" der Hebelchen festgestellt war, einfach irgendwie und irgendwo festgeklemmt werden. Es zeigte sich aber: Im Prinzip funktioniert es, war aber deutlich zu grob. Zunächst habe ich die Lager der Hebel von der Silikon-Schmiere befreite, die das Gebilde für die vorherige Version etwas dämpfen sollten. Was aber jetzt erforderlich ist, ist Leichtgängigkeit. Als nächstes drehte ich dann zwei kleine Haspeln aus Nylonmaterial zum fein dosierbaren Aufwickeln des Spannseils. Das M3-Gewinde ist nur mit dem Vorschneider gebohrt, wodurch die Schraube stramm sitzt und sich die kleine Spule garantiert mitdreht, wenn man das Ganze an der Befestigungsschraube bedient. Hier sieht man, wie es nach dem Einbau aussieht, und auch, wie die schwarze Blende in die Gabellichtschranke eintaucht.
Was nun folgte, waren endlose, teilweise langweilige Messreihen - man muss eben fast immer das ganze Band durchlaufen lassen. Nochmal zum Regelprinzip, z.B. rechter Motor:
Wickeldurchmesser steigt ->
Fühlhebel bewegt sich, Blende bewegt sich in den Fokus der Lichtschranke ->
Arduino triggert und erhöht den Wert der PWM ->
Regelverstärker erhöht die Motorspannung ->
Fühlhebel reagiert entsprechend.
Dieser Vorgang wird vom Reflektor-Durchgang am Wickelmotor ausgelöst, wenn die Hebel-Position stimmt, passiert nichts.
Auf der Abwickelseite entsprechend, aber umgekehrt.
Weil diese Logik die Motorspannung bei Bedarf immer nur erhöht, sollten Regelschwingungen vermieden werden.
Ein Problemchen war, dass die Geschichte mit dem Fühlhebel-Auslesen zunächst schlecht funktionierte. Klar, ich hatte vorher getestet, dass der Fokus der Lichtschranke nur wenige mm-Bruchteile groß ist, dass eine Ansprache auf Fremdlicht praktisch nicht vorhanden ist und außerdem die Einlese-Funktion des Prozessors mit "digitalRead" eine ordentliche Hysterese von ca. 1/3 des gesamten Spannungshubes hat, damit sollte das eigentlich problemlos funktionieren. Tat es aber nicht. Erst als ich die Abfrage der Lichtschranke auf "analogRead" umstellte und dann genau die Hälfte des Spannungshubs als Umschaltkriterium wählte, funktionierte es korrekt. Da hat es sich auch ausgezahlt, dass jetzt alle Anschlüsse am µP gesteckt sind, somit konnten die Analog-Pins und Digital-Pins leicht vertauscht werden. (Weil ja nicht alle Pins beides können)
Zur Kontrolle meldet der Arduino an den PC, wie schon bei früheren Messungen, seine Werte, die dann aufbereitet werden und im wunderbaren Gnuplot dargestellt werden. Ohne weiteres können die Ergebnisse mehrerer Testläufe in ein Bildchen gebracht werden, und meine Mühen wurden öfter von den sogenannten AHA-Effekten belohnt. Ich könnte Euch nun also mit Plots zuwerfen, aber möglicherweise würde es dann nach dem 20sten, 30sten Bildchen doch etwas langweilig werden. Deshalb Beschränkung auf "run14" mit der Bandgeschw. 19.
Zunächst die beiden oberen Graphen für den rechten Wickelmotor. Die grüne Gezappel ist der jeweilige PWM-Wert, den der µP an den Regelverstärker schickt. Man sieht, dass offensichtlich die Mechanik immer ein bisschen träge reagiert, bis sie sich in Bewegung setzt, im Großen und Ganzen aber haargenau das tut, was sie soll. Der dicke lila Graph ist direkt von der Drehzahl abgeleitet, und zwar werden pro Umdrehung die drei Reflektor-Signale abgegeben. Da diese Zeitdifferenzen natürlich nicht im PWM-Bereich von 0 .. 255 liegen, werden sie per Formel dorthin transformiert. Es ist prima zu erkennen, dass eine Ableitung der zu erzeugenden Wickelmotorspannung von der aktuellen Drehzahl sehr gut möglich und auch genauer wäre. Wen die Rechnerei interessiert:
In der Variablen $5 ist der Wert vom Arduino, es sind die Zeitdifferenzen zwischen den Reflektormarken auf den Wickelmotoren. Genutzt werden die Microsekundne, im µP selber wird gleich prozessorschonend durch 256 geteilt, genauer brauchten wir's wirklich nicht. Der Divisor und der y-Offset ließen sich dann leicht mit ein bisschen Probieren im Gnuplot ermitteln. Die Zeitachse wird im PC ermittelt, die Arduino-IDE bietet einen Zeitstempel im sog. „Seriellen Monitor“
An den unteren Kurven, der Abwickelseite, wirkt eine deutlich kleinere Federkraft, weil dort ja auch deutlich weniger Drehmoment (=Bremsmoment) benötigt wird. Infolgedessen bewegt sich der Fühlhebel erst mal gar nicht, und erst, als ihm Bandzug zu groß wird, gibt er nach - etwas suboptimal. Eine Ableitung von der Drehzahl wäre hier wohl von Vorteil.
Ich zoome jetzt noch einmal in den Bereich Aufwickelmotor.
Wir sehen deutlich, wie die PWM in etwas unregelmäßigen Abständen nachgeregelt wird. Außerdem kann man prima erkennen, dass die Signale von den Motoren anzeigen, dass ich die drei Reflektoren mit ca. 1,5 % Genauigkeit auf dem Motor verteilen konnte. (in der praktischen Anwendung würde man sowieso einen Mittelwert aus vielen Messungen bilden)
Erkenntnis der ganzen Übung: Die Ableitung der Wickelspannung bzw. Bremsspannung von den Fühlhebeln ist suboptimal. Vermutlich müssten die Lager für die Hebel deutlich leichtgängiger werden, und die Hebel deutlich länger (auch die der Blende für die Lichtschranke), dann könnte es richtig gut funktionieren.
Allerdings habe ich mit den Lichtschranken der Fühlhebel die Möglichkeit gewonnen, exakte Parameter für die Berechnung letztlich aus der Drehzahl zu bekommen.
Es gibt einen weiteren, noch wichtigeren Grund, nun doch diesen Weg zu wählen: Das Anlaufproblem. Die Regelung geht immer nur in einer Richtung, beim Anlauf ist aber völlig unbekannt, mit welchem Wert zu starten ist - ist er zu klein, bleibt der Motor evtl. stehen, ist er zu groß wird evtl. überhaupt nicht geregelt, weil der Umschaltpunkt nie erreicht wird.
Ich habe das Problem zu lösen versucht, indem ich zunächst zu große (rechts) oder zu kleine (links) Werte gegeben habe, die dann stufenweise bis zum Umschaltpunkt verändert werden. Danach wurde dann in die "richtige" Regel-Richtung umgeschaltet. Was soll ich sagen: zu träge, zu ungenau, zu fehleranfällig. Ginge vermutlich auch nur mit langen Fühlhebeln gut.
Zum Schluss nun noch eine größere Verwunderung meinerseits, wo ich komplett auf dem Schlauch stehe. Wieso sind diese verdammten Graphen bucklig, als hätte sie eine Exponentialfunktion mit zu schleppen? Der Umfang wächst mit jeder Umdrehung um 2 mal die Banddicke. Da nun die Bandgeschwindigkeit konstant ist und Zeit = Weg / Geschwindigkeit ist, müsste das doch eine schöne Gerade geben.
Sorry, wenn ich mich hier im Elementar-Rechnen verhauen habe?? Fehler auf der X-Achse? Kaum, der Zeitstempel wird korrekt vom PC erzeugt und meine Umrechnung in Sekunden habe ich auch kontrolliert.
Ich bin sogar dem Verdacht nachgegangen, dass vielleicht doch ein zu großer Schlupf am Capstan-Welle / Andruckrolle stattfindet und habe die Geschwindigkeit gemessen.
Reflektions-Lichtschranke auf Umlenkrolle, Marke mit schwarzem Isolierband, der ausgebaute Arduino macht sich nützlich und misst die Zeit-Differenzen, und Gnuplot errechnet daraus die Geschwindigkeit. Durchmesser der Umlenkrolle wurde mit der Schieblehre kontrolliert. Man sieht in leichter Bewegungs-Unschärfe, wie der schwarze Fleck unter der LS verschwindet. Das Ergebnis:
Natürlich sieht man (vor allem, wenn man rein zoomt - das erspare ich uns aber jetzt), dass das inzwischen recht ausgefranste Testband ein bisschen holprig läuft, aber jedenfalls gibt es keinen Buckel und die Langzeitkonstanz stimmt.
So, das war's für heute. Es gibt also noch einiges zu tun, mal sehen, wie die Reise weiter geht.
Ja, das schien mir auch so, dass die Regelkurve bei Deinem großen Uher ebenfalls ein bisschen bucklig, also eine Kurve, und keine Gerade ist. ((ich musste erst etwas suchen, bis ich aus der Typ-Bezeichnung auf Uher schließen konnte. Finde ich übrigens sportlich von Uher, hier auf eine Andruckrolle zu verzichten ... und aussehen tut die Kiste auch gut )
Eine Herleitung der Motorspannung aus der Drehzahl trifft bei meinem Aufbau mit der einfachen Formel Umdrehungszeit * k1 + k2 (wobei k1 die Steigung und k2 den y-Offset bedeuten) die über die Federkraft des Bandzughebels ermittelte Kurve mit wünschenswerter Genauigkeit. Wenn ich die Federspannung ändere, muss nur der Offset geändert werden, die Steigung bleibt. Soweit ist das alles ganz erfreulich.
Aber warum nur gibt es eine Kurve, keine Gerade? (Reine Neugier, man wendet ja oft an, auch wenn man es nicht versteht)
19.01.2022, 11:24 (Dieser Beitrag wurde zuletzt bearbeitet: 19.01.2022, 11:26 von kaimex.)
Hallo,
ich bin nicht sicher, ob ich die angesprochene Problematik richtig begriffen habe,
bin aber doch verwundert, daß du eine Gerade erwartest:
Wenn das Band mit konstanter Geschwindigkeit läuft, wächst der Durchmesser des Bandwickels anfangs bei leerer Spule rechts schneller als bei voller Spule, weil der Umfang anfangs kleiner ist. Der Durchmesser des Wickels steigt im MIttel proportional zu "Bandlänge pro betrachtete Zeiteinheit"/"momentaner Wickeldurchmesser"*"2 Banddicken". Der Anstieg wird also immer flacher.
nun endlich habe ich es kapiert, durch Eurer sprachlichen Umschreibung. Bin eben doch kein Mathe-Genie, obwohl ich ja das eine oder andere durchaus schon mal richtig berechnet habe. Manchmal, wenn man so vor sich hinwerkelt, kann man doch ganz schön begriffsstutzig sein!
erst mal vielen Dank für Eure Beiträge und besonders auch die ausführliche Tabelle mit den Bandwickeldaten, sie hat mir diverse Vergleichswerte geliefert, und sorry, dass es so lange gedauert hat, aber ich wollte einen neuen Beitrag auch mit ein paar Neuigkeiten verbinden.
Die Bandzugregelung läuft jetzt schon eine ganze Weile stabil, und zwar über die Tacho-Signale von denWickelmotoren. Ich fasse hier mal meine ganzen Wege und Irrwege zusammen, ist vielleicht ganz amüsant:
1) Um 1980 herum: Regelung über Lichtschranke.
Die verwendeten Gabellichtschranken gingen durch die rote Plexiglas-Scheibe des Bandzughebels wie Butter hindurch, eine Abschattung per schwarzem Aufkleber in geeigneter Form sollte das jeweilig richtige Wickelmoment erzeugen, in rein analoger Form.
Selbstverständlich hatte ich ein paar Tests gemacht, bevor ich das Ganze bis zum Versuchsstadium ausbaute, aber:
Das Ganze war leider äußerst fremdlicht-empfindlich, auch die Temperaturstabilität der Schaltung mit bipolaren Transistoren und vermutlich unzureichender Gegenkopplung ließ sehr zu wünschen übrig. Praktisch nicht brauchbar.
- Große Pause -
2) Wiederaufnahme des Projekts:
Neue Regelschaltung mit freundlicher Hilfe dieses Forums entwickelt / aufgebaut, Arduino-Steuerung über PWM ("AnalogWrite") konzipiert. Die Regelinformation jetzt per Tacho-Regelung über je einen Reflektor auf dem linken und rechten Wickelmotor.
Funktionierte prinzipiell und über weite Strecken recht gut, aber es gab bei bestimmten Wickeldurchmessern, besonders bei 9,5cm/sec, nicht akzeptable Regelschwingungen. Die Bandzughebel flatterten dann wie Flügelchen.
3) Doch wieder eine Regelung über Lichtschranken.
Die neuen Gabel-LS ausführlich auf Fremdlicht und sicheres Durchschalten getestet, selbst direktes Beleuchten mit starker Lampe oder Sonnenstrahlen bringt sie nicht aus der Ruhe, war also OK. Der Lichtrom geht auch nicht mehr durchs Plexiglas (das dämpft diese LS zu stark) sondern wird durch eine Extra-Blende unterbrochen.
Außerdem habe ich mir ein wirksames Mittel gegen die Regelschwingungen ausgedacht: Da das Drehmoment (im Aufwickel-Motor) immer nur steigen muss, braucht auch nur in eine Richtung nachgeregelt werden. Dazu wurden zwei weitere Umlenkrollen gedreht und eingebaut, womit der Fühlhebel im Prinzip als "Bandwaage" funktioniert. Somit kann immer dann, wenn eine bestimmte Position des Hebels erreicht ist. die Motorleistung hochgeregelt werden. (bzw. verringert auf der Abwickelseite)
Eine genaue Einstellung über den ganzen Wickelbereich kann durch Ändern der Federspannung und leichtes Verschieben der Blende erreicht werden. Außerdem gibt es mit den neuen, zusätzlichen Umlenkrollen sehr viel besserer Bandwickel!
Das funktionierte sehr gut, wenn auch die Fühlhebel zu schwergängig für einen maximal "glatten" Regelverlauf sind. Das Ergebnis könnt ihr in den zwei Plots vom Beitrag am 18.01 sehen. Ich wiederhole mich hiermit zwar ein wenig, aber es ist ja auch schon 'ne Weile her.
Trotz der etwas "körnigen" Regelung hätte ich das so beibehalten, aber ein Problem bekam ich nicht in den Griff: Den Start. Beim Start muss genug Power gegeben werden, damit die Geschichte schlaufenfrei anläuft, infolgedessen sind bei kleinem Wickeldurchmesser die eigentlichen Regelpunkte weit überschritten. Wird deutlich weniger Saft gegeben, laufen die Wickelmotoren bei großem Durchmesser gar nicht erst an.
Was ich alles ausprobiert habe: Lichtschranke analog auslesen statt digital, um die Hysterese zu verkleinern. spezielle Anlaufroutinen, die den Regelpunkt erst "überfahren", dann "von hinten" anfahren und anschließend auf Normalbetrieb umstellen, also langsames Aufdrehen des "Saftes" bei Bedarf. War alles Murks, irgendwo klemmte es immer.
4) Deshalb: Zurück zur Tacho-Steuerung über die Wickelmotoren.
Da es jetzt drei Impulse / Umdrehung gibt, ist das Ganze deutlich feinfühliger. Außerdem habe ich eine Mittelwertbildung programmiert, die der Regelung jede Schwingungsneigung austreibt. Ich bilde einen sog. "gleitenden Durchschnitt" über jeweils 4 Impulse, das ist somit mehr als eine Umdrehung und bügelt die Ungenauigkeiten der Tachoimpulse komplett weg.
Das funktioniert so: Bei jedem Impuls wird von der Summenvariable der letzte Durchschnittswert abgezogen, der aktuelle Impuls hinzugewählt und ein neuer Durchschnitt gebildet. Beim Start wird die Summe mit einem Wert vorbesetzt, der auf jeden Fall einen sicheren Start ermöglicht, innerhalb etwas mehr als einer Umdrehung ist der Wickelmotor dann im Sollbereich. Eine extra Start-Routine ist nicht nötig.
Außerdem werden die Zeiten zwar weiterhin in µsec abgefragt, aber sofort duch 256 geteilt, auch weitere Divisionen sind, wenn möglich, 2er-Potenzen. Damit bekomme ich kleine Variablen und kurze Rechenzeiten. Außerdem findet die Ermittlung der Impuslänge (von einem Reflektor zum nächsten) komplett innerhalb der jeweiligen ISR statt und kann somit während des Rechenvorgangs nicht unterbrochen werden. Das widerspricht zwar etlichen Regeln, die man bei ISR und der ganzen weiteren Rechnerei eigentlich beachten sollte, ist aber in diesem Falle sehr angebracht. Es macht überhaupt nichts, wenn ein Wert ausfällt, aber ein falscher Wert könnte das System durcheinander bringen. Bei der Division großer durch kleine Zahlen bekomme ich auch ohne den Rest hinreichend genaue Werte.
So, nun endlich Bildchen:
Hier haben wir den gesamten Durchlauf, Auf- und Abwickelspule, eines Bandes bei 9,5. (Ein bisschen ist das Band am Ende schon abgeknabbert) Die senkrechten Einschnitte bei etwa 3200 sec bedeuten, dass hier kurz gestoppt und wieder gestartet wurde.
Im Detail, der rechte Wickelmotor: Die gestrichelte dünne Linie wird von direkt von den Tacho-Impulsen vom Motor erzeugt, die entsprechende Formel (experimentell ermittelt) steht in der Legende, wobei "$5" von den "micros()" bzw. der Zeitdifferenz "t_diff" abgeleitet ist. Die grüne Linie stellt den resultierenden PWM-Wert für die Regelung dar. Wir sehen, dass die gestrichelten Tacho-Werte entsprechend der nicht haargenau platzierten Reflektoren im Zickzack läuft, das ist aber egal. Da die Zeit weiter läuft, ergibt sich eine Verbindung über die Stopp-Zeit hinweg. Die grüne Spitze repräsentiert den Zeitpunkt des Wiederanlaufs, die lila gestrichelte Spitze zeigt den 1. Impuls vom Wickelmotor. Man kann sehr schön erkennen, wie schnell sich der korrekte Wert einstellt.
Ich habe Plots mit Banddurchläufen mit -zig Start-Stop-Vorgängen bei verschiedenen Bandgeschw. und auch mit kleinen Spulen-Innendurchmessern, man kann sehr schön die jeweiligen Startbedingungen daraus erkennen. Das sparen wir uns aber. Alles funktioniert.
Aber einen Zoom in das ganz normale Hochregeln des Wickelmotors finde ich doch noch ganz interessant. Wir sehen wieder die lila gestrichelten Werte von den Tachoimpulsen. Gnuplot dividiert mit Real-Zahlen, die Berechnung im µP geschieht mit Integer. Infolgedessen entfallen die Divisionsreste, und die resultierende grüne Linie "klebt" am unteren Rand.
Auf den ersten Blick könnte man die Zacken in der grünen Ergebnis-Linie als einen Fehler ansehen. Aber das Gegenteil ist der Fall, da die Übergänge zwischen zwei aufeinander folgenden PWM-Werten durch den zeitlichen Verlauf optimal geglättet werden. Erst weisen nur einzelne Spitzen auf die nächste Stufe, dann werden diese breiter und schließlich geht es ein Stück auf der neuen Stufe weiter. Ich habe zur Veranschaulichung eine schwarze Glättungslinie darüber gelegt.
In der Hardware macht das ein RC-Glied in der Schaltung und die Motor- und Wickelmasse.
Nächstes Thema: Gehäuse.
Komische Formen aussägen. Lässt sich Lochblech schrauben? Ja, prima. Das Plastikzeug ebenso.
Noch ein Lochblech. Da hat der Pollin mal für ein paar Cent allerbeste Lautsprecher-Abdeckungen verramscht. Ich hätte mehr davon kaufen sollen. Allerdings ist das Zeug hart und zäh und das Zurechtsägen ein bisschen Trickie: Mit dem schnellen Proxxon-Maschinchen und 20mm-Trennscheiben ging es.
Mal von Innen beleuchtet. Da muss ja auch genug Luft zum Kühlen durch kommen.
Rundum zu. Die Seitenteile sind aber kein Riffelblech, sondern eine Art von Dekor-Karton aus dem Bastelladen, auf Indexplatten (aka Sperrholz) geklebt. An sich bin ich nicht für solches Täuscher-Design wie z.B. Plastik-Fronten, die gebürstetes Alu darstellen wollen, aber hier passt es, finde ich. Außerdem gab es nichts anderes. Und jetzt kann man das Teil zur weiteren Arbeit problemlos auf den Rücken legen.
Ausblick:
Wie zu erkennen ist, muss das Display noch montiert werden, und von der Nf-Elektronik habe ich auch erst einen W-Vertärker. Ich werde aber nun wohl erst mal meine Tonkpf-Sammlung sichten und gegebenenfalls testen und außerdem die ganze Kopfträger-Platte revidieren. Besonders chic wäre ja ein leicht austauschbares Modul für 1/4 und 1/2 Spur, mal sehen, was ich da hinbekomme.
Auch wenn ich nur ein Viertel von dem, was du hier wissenschaftlich ermittelst verstehe, steigt meine Bewunderung dafür wieder einmal ins Grenzenlose.
Ich glaube nicht, dass sich die meisten Consumer-Tonbandproduzenten so tief wie du mit der Materie beschäftigt haben....
Hut ab.
Absolut!
Ich schweige fein und bestaune nur, was hier gezeigt wird.
Verstehe ca die Hälfte, kann zu der anderen Hälfte nichts beitragen und freue mich, dass es vorangeht.
Wer hätte das für möglich gehalten?!
01.03.2022, 08:39 (Dieser Beitrag wurde zuletzt bearbeitet: 01.03.2022, 08:40 von Selbstbauer.)
Hallo Jan, hallo Herbert,
vielen Dank für die Blumen! Aber wissenschaftlich möchte ich mein Vorgehen eher nicht nennen. Versuch und Irrtum - ja, schon, aber das Planmäßige, Vorausberechnende wohl eher nicht. Hauptsache, es macht Spaß.
01.03.2022, 08:55 (Dieser Beitrag wurde zuletzt bearbeitet: 29.09.2023, 06:39 von user-332.
Bearbeitungsgrund: Referenz an 96k, die beiden M.F.s & den Selbstbauer...
)
(24.04.2021, 10:15)Selbstbauer schrieb: [...]
Hier hat er sein Plätzchen gefunden.
[...]
Hallo Binse,
auch wenn Dein Beitrag schon eine Weile zurückliegt (bin erst jetzt beim 'Ausforschen' drüber gestolpert) hier ein kleiner Denkanstoß, wo Du nachfassen kannst, wenn Du irgendwann ans Optimieren gehst.
Da ja die Repr.-Platine offenbar viel Gestaltungsraum zuläßt und gut zugänglich ist, läßt sich das ja schnell umsetzen, und Du kannst dann bewerten, ob's was bringt oder 'unnötig' ist.
Habe Deine Baumappe nur kurz überflogen (es ist einfach eine riesige Menge an Unterhaltung) und will mich ansonsten aus der hervorragenden Dokumentation raushalten (wollte noch was zur Zwicky-artigen Bandzugregelung schreiben, bei der Du letztlich gelandet bist, Stichwort: B-62) und den sowieso schon schwierigen Lesefluß nicht behindern, aber die 810-er Schaltung stellt einen gewissen Endpunkt der Entwicklung bei STUDER dar, das sollte also im Hinterkopf mitschwingen.
C. Rose schrieb:Dank der neuartigen Bandführung der Maschine war es hier auch erstmals möglich das Band wesentlich einfacher einzulegen.
Diese neuartige Technik wurde ermöglicht, weil keine konventionelle Bandwaage zur Bandmessung zum Einsatz kam. Als Regelgröße zur Bandzugkontrolle diente die kontaktlos abgetastete Drehzahl der abgewickelten Bandspule (eine Erfindung des STUDER Entwicklungsingenieurs Paul Zwicky).
Hallo Pit,
vielen Dank für Deinen Beitrag - und ja, es ist wohl eine "Menge an Unterhaltung", die hier angeboten wird, eher eine Art von Bastel-Erlebnisbericht mit diversen, mehr oder weniger notwendigen Irrwegen als eine stringente technische Dokumentation. Klar, dass ich auf diesem Wege ab und zu das Rad neu erfinde, so ein Hobby-Wissen ist oft arg zusammengestückelt. (genauso wie das Maschinchen selbst) Ich weiß auch nicht recht, was Du mir im Bezug auf die Nf-Elektronik sagen willst. Auf ausgefeilte diskrete Schaltungen hinweisen wie die von den ersten transistorisierten Studer-Studio-Tonbandgeräten oder deren Nachfolgern? (Musste erst nachsuchen, was ein B62 ist - Marken- und Modellkenntnisse habe ich keine.) Andere OpAmps verwenden? Die für ein paar Cent von der Stange bringen Rausch- und Verzerrungswerte, die diverse Größenordnungen unter denen liegen, die Bänder liefern können. Optimierung erscheint mir da nicht nötig zu sein.
Außerdem habe ich gesucht und nicht gefunden, was eine "Zwicky-artige Bandzugregelung" ist. Zwar diverse Zwickys gefunden, Designmöbelhersteller, Textilfachleute, aber nichts mit Bandmaschinen. Willst Du mich aufklären? Wie dem auch sei, das Interesse an meinen Basteleien erfreut mich sehr -
