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最近、3Dプリンタが使用できるようになったので遊んでいます。 3Dプリンタとは言っても、本格的なものではなく民生向けのものです。PLAだと造形も比較的容易で精度も良くできるようです。 今回使用した3D プリンタ Flash Forge Adventure 3 フリーの3D CAD (Design Spark Mechanical)でモデルを作成して、STLで出力、それをプリンタ付属のスライスソフトで加工用のファイルを作成するという流れで作業を行います。元々メカ屋ではないので、適当にやっています。 CADも慣れればそんなに難易度は高くはないですし、アイディアを形にできるというのは兎も角楽しいです。 CNCにも魅力は感じるのですが、3Dプリンタは音も小さいところが良いですね。 お決まりのフィギュア等を作ってみたのですが、珍しく創作意欲を掻き立てるものがあり、 今回は、以前から作りたかったプレーヤ周辺の課題について取り組み始めることにしました。 先ずは１つ目の課題、FGの製作にトライしてみました。 SP10MK1 FG内蔵化計画以前からSP10に精度の高いFGが内臓できたら良いのになあと考えていましたが、アイディアとしては他社のDD用のモータを分解すると基板にあるプリント基板形式のFGです。これの良いのは、全周で積分されるのでマグネットの偏芯などの影響がないFG波形が得られることです。良さは分かっていてもプリント基板化しないと駄目であるので、妄想で終わっていました。 3Dプリンタで造形したコアパターンに、マグネットワイヤー（ポリウレタン線）を組み合わせることで出来そうだと考えて、先ずは巻き枠を作成してみました。 ＦＧの理論「DCブラシレスモータの使い方」萩野弘司著 オーム社 ７６ページのプリントコイル式FGの項に記載の式によった。 SP10は２０極のロータマグネットを持っているので、１極あたりの角度は１８度になる。その１極を奇数分割するような巻き線構造をプリントパターンで形成すると、１回転あたり極数の奇数倍の半分のパルスが得られることになる。 FGのパルスの数は、ppr（pulse per rotation)という単位を使う。 目ぼしい分割数の場合のpprを計算してみると次のようになる。（既存の金田式ＴＴアンプに使用されているＦＧに近いものをリストアップしてみました。） 9分割 90[ppr] 15分割 150[ppr] 17分割 170[ppr] 19分割 190[ppr] 開発方針 高い方が制御が細かくできるので、工作精度の限界的なものを作ることも目指したいが、3Dプリンタ方式の限界もあるのでそこは工作しながら、探っていくことも必要。 また、分割数を多くすると発電電圧も落ちていくらしいのでこの辺りはトレードオフなのでしょうね。 とりあえずは、上記の表の難易度の低いところから試作してみて動作を確認しながら、分割数を上げていくのが良いでしょう。 その一方で、工作精度の問題もあるので、工作精度的な視点ではどの程度か探ることもやってみるべき。 試作１号加工精度を見るための１号機。１極を25分割したもの。これだと、33回転で138.8Hz出力になる。 出来上がったコアの細部を見ると溝が潰れている箇所があるのと、力をかけると櫛歯構造の部分が折れてしまう。 この分割数では無理だと判断。 四角い穴は正弦波駆動用のホールセンサーＩＣを入れる予定の穴。マニアのスケベ心です。 hir*hir*183さんのTN400の正弦波駆動のパクリですね。 試作２号分割数を９に抑えたもの、溝を内周から外周まで通すように配置したこともあり、0.26のマグネットワイヤでもしっかり配線できる。モータに入れてみて発電の具合を確かめてみると、 がーん。発電しない。 考えてみると、本の例題にあるモータとローターマグネットの着磁方向が違うことが原因。 SP10のロータマグネットは、円筒上になっていて、この内径から外径方向に向けてNS（あるいはＳＮ)と着磁されているため、磁石の下側の端面全面にコイルが当たるようにしたのでは、鎖交する磁束がN側とS側のものでキャンセルされるため発電されないのだ。 したがって、コイルの形状を変えて配置することで対応することにした。これはやってみないと気がつきませんでした。 試作３号発電のコイルを内側に寄せて配置した。円周全域をカバーさせようとする3Dプリンタの造形に時間が掛かるため、一部にしたのが３号機。１極の分割数を１７にしたもの。 モータにセットしてみると発電はＯＫ。但しレベルが低いのでFG用のアンプが必須。 コイルは教科書の説明図のようにしてしまうと、発電に寄与しない面積が大きくなりノイズを拾いやすくなるので、巻き終わったらもとに戻すように溝を追加した。 試作４号3号機の全周版で、手元にあったYP-1000から外したモータに内蔵してみた。 当初はFGアンプをモータの外に配置していたがこれだとノイズを拾うので、ステータコイルを取り外してアンプも内蔵してみたが、内蔵しただけでは、ノイズが減らなかった。モータのハウジングをシグナルＧＮＤに接続することでノイズが激減。これは、SP10-MKIIでのKontonさんの成果の流用である。kontonさん、ありがとうございます。 FGの観測波形を載せます。モータのロータを手で回して、アナログオシロの画面をスマホで取ったものです。 波形の途中に明るい部分があるのは、オシロの走査が見えているだけで異常ではないです。 自宅でもデジタルオシロが欲しい！！ 走査が隠れた瞬間に取れればよいのですが、綺麗に取るのは難しいですね。 教科書に書いてあるように、積分効果が上手く働き振幅とピッチの変動が無く良い感じですね。 現用システムのＴＴアンプに手を入れたくないので、テスト用にTTアンプを作らないと。 部品棚を探してみるとありましたMHIさんから譲っていただいたプリント基板。あとは、キャンタイプのLF356,LF398, LM319なども出てきましたが、MHIさんの基板がDIPなのでDIP品を購入しようかと思案中。 アンプはLM12Cが出てきたのでこちらを使うかあるいは、ディスクリートで組むかも思案中。現行のTTアンプに合わせるとしたらディスクリートで組むのが良いでしょうね。 蛇足FGコイルパターンだけを作るつもりであったが、マグネットとのギャップの様子が分からずモータ全体の3Dモデル（もちろん何ちゃってですが)を入れることにしました。断面でみると、マグネットとコイルの位置関係が分かり、こういう目的にも3D CADは便利ですね。 追加試験の結果、使えそうな見通しが立ったら基板を起こすのが良いでしょうね。
希望者がいれば実費＋郵送費で頒布すると安くできますかね。 |
プレーヤ
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コメント（4）
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アナログマニアには楽しいサイトを見つけた。 Thorensのプレーヤの情報が充実しているが、SMEのマニュアルなどの情報も満載で見ていて飽きない。 説明は少ないが写真やデータなど情報がふんだんにあり、その気で見る人にはそれなりに説得力があり、マニアの心を満足させてくれる。
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MAG-LEV Audio ML-1プラッターが完全に磁気で浮遊して回転するという画期的なプレーヤが発表された。 2018年11月2日から予約可能で、2019年2月に発売。市場想定価格は398,000円（税込み）。 音は聞いてみないとわからないが、技術的にはかなり高度な技術だと思う。398,000円はそういった意味では安いかも。 製造者はマグレヴオーディオというスロバキアのオーディオブランド。マグレヴというのは、磁気浮揚を意味するMagnetic Levitationのこと。磁気浮上式鉄道を英語ではMaglevと呼称される。 写真を見ると完全に浮いていますね。本物を見るとびっくりするのでしょうね。きっと。  |
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SAECやオーディオクラフトのアームは製造中止になってからも、多くの支持者がいてオークションで 高値で取引されている。私も、欲しいと思って時折オークションを覗いていたが、 状態がよさそうなものは取引価格が高値であったり、安いものは状態に不安があったりして、 手を出しかねていた。 5月位から色々な展示会で、SAECのWE-4700の試作品が展示され始めた。価格は未定で、 年内に発売の予定。マニアとしては期待したいところだ。  画像はPHILE WEB AUDIO 5/19版からの引用 WE-4700WE-407の設計を踏襲するような見た目と構造のように見受けられるが、いくつかの改良が 施される予定。アームリフターの構造の変更と軸受の加工精度の向上である。 デザインについては変更の可能性がある。 加工を担当したのは、内野精工で同社のホームページで紹介されている。 内野精工では、自社ブランドのトーンアームの発売を予定しているようで、PHILE WEB AUDIOの 5/19版に写真が掲載されている。SAECの直線的なエッジの立ったデザインとは対照的な曲面が 際立つデザインになっている。  画像はPHILE WEB AUDIO 5/19版からの引用 PHILE WE AUDIO 5/30版の記事によると、WE-4700の販売予定価格は$9,000とあった。 うーん、これは私には手が出ない。 注
行替えを明示的に入れないと表示がおかしくなるので修正しました。 |
3相正弦波 発振回路DDS等を使って、DACで出力するのが周波数を可変できるので便利だと思うが、この方式は回路規模も大きくなることから、アナログ回路でのアプローチをとるのが良いかもしれない。 状態変数型の発振回路で3相正弦波を発生させるのが良さそうだ。 ネット検索してみると、周波数固定とするのであれば、次の論文の回路のものが低歪にできて面白ろそうだ。 これは、3相でなく、SIN/COSの発振器にも簡単に応用できるので良い方法だ。 二乗回路をどうするかが設計上の楽しみだろう。 正弦波発振回路の低歪み化に関する検討木更津工業高等専門学校による論文。 二乗項の和が常に一定となることを利用して出力フィードバックしているので、歪が少ない。 3相の場合にも和が一定となるところが面白い。回路規模は大きくなるが、趣味の回路なので、性能を追求するのに思切っていくのもありだろう。 この論文での回路構成を見ていると乗算＋加算のモジュールを使っているようだが、この辺は工夫のしどころだろう。 電圧制御三相正弦波発振器東京電機大による論文。 CdsとLEDを使ったフォトカップラーを使った電圧制御の3相正弦波発振器の提案。 フォトカプラーを選別すれば、それなりのものが出来そうだ。 実験的には周波数を可変したいが、本番のセットではそこまで必要としないだろう。 |
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