Aangepaste ontwerp verticale draaitafel - Ajarnpa

2024 Auteur: John Day | [email protected]. Laatst gewijzigd: 2024-01-30 11:17

Ik ben geen expert in alles wat met audio te maken heeft, laat staan draaitafels. Daarom was het doel van dit project niet om de beste kwaliteit audio en hightech output te creëren. Ik wilde mijn eigen draaitafel maken waarvan ik denk dat het een interessant designstuk is. Twee hoofddoelen waren:

- Verticale positie van het vinyl en goed zicht op de plaat zelf. - Mogelijkheid om beide kanten van de plaat automatisch na elkaar af te spelen zonder extra handelingen.

Stap 1: Overzicht van ontwerp

Ik ben begonnen met het ontwerp van de draaitafel door een aantal 2D-voor- en zijaanzichten van de hoofdvorm te tekenen. Omdat ik het vinyl verticaal wilde weergeven en het wilde kunnen draaien zonder het eruit te halen, heeft het ontwerp een roterende functie. Het vinyl kan 180 graden draaien op de verticale as. Ik wilde niet meerdere toonarmen of een ingewikkeld ontwerp ervan gebruiken. Het concept is dat de toonarm uit de weg beweegt om het vinyl te laten draaien. Ik koos voor een eenvoudige driehoekige vorm om het ontwerp voort te zetten.

Ik heb een papieren 1:1 schaalmodel gemaakt. Zo kon ik de ruwe maten bepalen. De derde afbeelding toont dit model. De hoofdvorm bestaat uit twee hoofddelen. De basis, waarin de controller en knoppen en het bovenste gedeelte zijn ondergebracht. Dit bovenste deel kan om een verticale as draaien en houdt het vinyl in het midden vast. Het ontwerp is niet helemaal verticaal. Hij kantelt 5 graden naar achteren. Op deze manier kan de toekomstige toonarm door de zwaartekracht toch enige druk uitoefenen op het vinyl.

De volgende stap was om te bepalen welke componenten nodig waren en wat de algemene lay-out van het systeem zal zijn. De derde afbeelding toont dit overzicht. Ik gebruikte een toonarm van een tweedehands draaitafel, een solide AKAI-model. Ook de gelijkstroommotor werd weggevangen uit een oude draaitafel.

Het overzicht toont een motor om het vinyl te laten draaien, een stappenmotor om de plaat rond te draaien en enkele componenten om het apparaat te besturen en te helpen automatiseren. Het definitieve prototype is nog niet geautomatiseerd. Ik zal wat meer tijd moeten besteden aan het programmeren met de Arduino IDE. Voorlopig draait de plaat en speelt hij audio af, maar de toonarm en het omdraaien van de plaat worden voorlopig met de hand bediend.

Omdat ik een aantal onderdelen heb gebruikt die van oude draaitafels zijn gescheurd, is dit ontwerp niet geschikt voor iedereen. Als je er zelf een wilt maken, moet je er ook je eigen versie van kunnen maken. Andere hardware vereist andere ontwerpen. Het is belangrijk om uw eigen CAD-bestanden te kunnen maken.

Stap 2: 3D CAD-ontwerp

Toen ik eenmaal een idee had van de benodigde functies en de hardware, begon ik alles in CAD te ontwerpen. Omdat ik mezelf wilde uitdagen, heb ik veel aangepaste onderdelen voor mijn 3D-printer gemaakt. Het ontwerp is compact en zit boordevol componenten. Het is handig om hardware zoals motoren in de assembly te modelleren om er zeker van te zijn dat alles past.

De grootste uitdaging voor mij was om de RPM's van de DC-motor naar de aandrijfas te verminderen. Zoals je gedeeltelijk op de tweede afbeelding kunt zien, heb ik van 2000 naar 33, 3 RPM verlaagd door twee reducties te maken. Het verlagen van de spanning op de motor hielp ook.

Alle onderdelen die ik heb ontworpen zijn beschikbaar in STL-formaat op thingiverse:

STL-modellen

Voorlopig zal ik de DC-motor alleen actief aansturen met een Arduino/motorshield-module. Een toekomstige versie van mijn ontwerp zal een geautomatiseerd draaimechanisme en een automatische toonarm hebben. Eerst wilde ik de kern van het ontwerp hebben voordat ik verschillende componenten ging programmeren.

Stap 3: 3D-printonderdelen, primen, schilderen

Aangezien 3D-printen met plastic filament geen glad en mooi oppervlak geeft, geeft het veel voldoening om de onderdelen die in het zicht liggen af te werken. Het vereist enige inspanning en geduld, maar het is het waard.

Ik heb mijn buitenste delen geschuurd met rooster 120 voordat ik de houtvuller erin heb gedaan. De plamuur gladstrijken, laten drogen, schuren, primen, schuren en doe het opnieuw. Het hangt af van de afwerking die u zoekt. Ik heb de belangrijkste onderdelen geschuurd tot een raster van 600 voordat ik de laatste, gele verf aanbracht. Ik heb een kleine rolborstel gebruikt om een mooie afwerking te krijgen. Omdat geel een lichte kleur is, moest ik minimaal 4 lagen aanbrengen voordat het er goed uitzag.

Zorg ervoor dat u lak op waterbasis gebruikt als uw primer op waterbasis is.

Stap 4: Overzicht van hardware

A. Antivibratievoetjes van rubber. *B. 80 mm lange koperen buis met een diameter van 12 mm. Deze buis wordt gebruikt als verticale as in het basiscompartiment. C. 1 lager, 3 mm boring, 10 mm diameter. 3 lagers, 8 mm boring, 22 mm diameter. m8 moeren en bouten. D. Voldoende m3 bouten en moeren. De meeste hebben een korte lengte nodig, zoals 9 mm draad. E. Gelijkstroommotor. Een stille motor is een must. Deze motor draait max 8V met 2000 RPM.*F. Nema 16 stappenmotor. Wordt gebruikt om het vinyldraaimechanisme aan te drijven. Elke stappenmotor met enig daalkoppel is voldoende. De stappenmotor is voorzien van een GT2 20 tandpoelie om deze aan te sluiten op de GT2 riem. G. As voorzien van een veer. Deze as kwam uit de middenas van een draaitafel.*H. Toonarm montage. De toonarm die ik van een AKAI-draaitafel heb gered, heeft een mooie ronding die nodig was voor mijn ontwerp. Alle draden zitten er nog aan. Wanneer de tulpen op een versterker zijn aangesloten, genereert deze het geluid. De toonarm heeft een redelijk nieuw element.*I. Invoerknoppen. Om de draaitafel te bedienen komen enkele knoppen van pas. Voor mijn ontwerp heb ik twee drukknoppen en een potentiometer voor analoge ingang gekozen. J. 280 mm GT2 riem en twee elastische riemen. Deze onderdelen worden gebruikt om bepaalde onderdelen aan te drijven. Eén rubberen riem is eigenlijk een Lego-riem. Dergelijke riemen werden vaak gebruikt in cassettedecks. K. Arduino uitgerust met adafruit motorshield V2 en aangesloten op een drv8825 stepper driver. L. Stroomvoorziening. Ik gebruikte een 12V voeding die maximaal 1.5A kan leveren. Ik laat mijn stappenmotor op ongeveer 1A draaien en de DC-motor gebruikt niet zoveel stroom, dus deze kleine PSU zal het doen. Zorg ervoor dat u uw hardware nooit overbelast. Mijn DC-motor krijgt maar rond de 6V door het geprogrammeerde motorschild.

* Gedeeltelijk geborgen van diverse, oude draaitafels.

Stap 5: Overzicht van 3D-geprinte onderdelen

A. De basis. B. Kant B. C. Kant A. bevat de reductie en de gelijkstroommotor om het vinyl te laten draaien. D. Toonarm as. De toonarm is scharnierend aan dit onderdeel bevestigd om op en neer te bewegen. E. Bevestiging van toonarmas. Dit onderdeel verbindt de toonarmas met de basis. Het zorgt er ook voor dat de toonarm rond de as kan draaien. F. Stappenmotorsteun. G. Zijde A vinyl houder. Zowel zijde A als zijde B vinyl houders zijn voorzien van magneten die elkaar aantrekken. Hiertussen wordt de vinylplaat geklemd. De houder van kant A is de aangedreven. H. Zijde B vinyl houder. I. Koppeling. Dit onderdeel klemt de zijkanten vast aan de basis en kan om zijn as draaien. J. Motorsteun. Dit onderdeel schuift over de gelijkstroommotor om deze aan te sluiten op kant A. K. Grote versnelling. Vermindert het toerental van de motor naar de aandrijfas. L. Grote katrol en het kleine tandwiel. Dit is onderdeel van de aandrijfreductie. Het bevat een lager met een diameter van 22 mm zodat het vrij kan draaien. M. Getande katrol. Deze katrol klemt de koppeling en de zijkanten aan de basis vast met 10 m3 boutinzetstukken. Het wordt aangedreven door de GT2-riem van de stappenmotor. Dit onderdeel kan de zijkant van het vinyl draaien. N. Side B-asafdekking. Bedekt het aseinde aan kant B. O. Knop aan de voorkant die wordt aangesloten op de potentiometer. P. Zijde A asafdekking. Bedekt het aseinde aan kant A.

Ik gebruik in totaal 14 neodymiummagneten in mijn ontwerp om onderdelen aan elkaar te laten kleven. Zorg ervoor dat je de palen goed hebt!! Ze moeten in dezelfde richting liggen als de horizontale en de verticale as van het totale ontwerp. Mijn magneten zijn 8 x 2 mm groot.

Stap 6: Bereid de basis voor

Ik ben begonnen met de basis van de verticale draaitafel. Begin met het inlijmen van de magneten. Elke plastic modelleerlijm is prima. Zorg ervoor dat de polen in dezelfde richting op de verticale as staan.

Schuif vervolgens alle benodigde m3 moeren op hun plaats. Deze zullen functioneren als we later de toonarm installeren.

De stappenmotor kan op zijn plaats worden geduwd en losjes worden vastgeschroefd aan de onder- en bovenzijde van de basis.

Plaats de knoppen aan de voorkant van de basis. Mijn knoppen werken nog niet, dus ik zal ze eruit halen en er wat draden aan solderen als mijn ontwerp de volgende fase bereikt.

Stap 7: Toonarm voorbereiden

De toonarm is het belangrijkste onderdeel van een draaitafel. Deze 'leest' de plaat die geluid produceert. Daarom is het belangrijk om het te begrijpen. De volgende link geeft mooie en duidelijke informatie over hoe een naald zich gedraagt op het vinyl en hoe je deze correct afstelt:

Een toonarm balanceren

De naald mag slechts enkele grammen kracht uitoefenen op het vinyl, anders kunnen beide beschadigd raken. Het balanceren van een bijna verticaal gepositioneerde toonarm is moeilijk, maar let er goed op!! De meeste toonarmen zijn horizontaal geplaatst. Omdat mijn toonarm een bocht heeft, heb ik de achterkant van de toonarm aangepast om een hoek te hebben om een beter zwaartepunt in de verticale as te krijgen.

Nogmaals, let erop dat u de toonarm precies goed afstelt.

Stap 8: Bereid zijde A voor, de door de gelijkstroommotor aangedreven zijde

Kant A bestuurt de vinylplaat zodra deze is voltooid. Het is een belangrijke montage en het helpt als alle onderdelen de juiste afmetingen hebben en niet op elkaar schuren.

Om te beginnen moet een goede metalen as worden geselecteerd en in het bovenste lager in zijde A worden geplaatst. Op deze as wordt een kleine poelie met de eerste, kleinere rubberen riem geplaatst. Zorg ervoor dat de band rond de katrol is geïnstalleerd voordat u de as op zijn plaats bevestigt. Dit is een onderdeel dat je creatief moet zijn over jezelf met onderdelen die je hebt. Zorg ervoor dat het soepel loopt met wat vet en dat de as recht loopt. Een wiebelende as kan problemen geven bij het afspelen van een plaat.

Installeer daarna de magneten. Zorg er deze keer voor dat ze aan de basis willen kleven wanneer u kant A op de basis plaatst.

Monteer de m3-moeren en zet de gelijkstroommotor vast. Afhankelijk van uw motor, wilt u misschien wat rubberachtig materiaal tussen de motor en het zijonderdeel plaatsen. Dit kan trillingsgeluiden die de motor kan produceren, verminderen.

Zet de twee M8-bouten vast met de bijbehorende tandwielen op hun plaats. Zorg ervoor dat de poelie onder het grote tandwiel grijpt en aansluit op de rubberen riem die is verbonden met de bovenste as. Monteer de laatste riem op de DC-motor.

Stap 9: As- en DC-motorkabels monteren

Een recht stuk koperen buis kan worden gebruikt om een draaiende as in de basis te maken. Het creëert een draaipunt voor de twee verbonden zijden door het grijze koppelstuk. Ik heb twee gaten in de zijkanten geboord om de draden van de DC-motor door te voeren.

De grote, getande katrol moet over de koperen buis worden geplaatst voordat de draden worden geleid. De GT2-riem past om de poelie.

Het kan wat gehannes zijn, maar het zal helpen om een dunne metalen draad van de onderkant te trekken die op deze draden is aangesloten.

Nadat alles op zijn plaats zit, kan de koppeling van bovenaf worden geladen met 10 m3 moeren. Laat het geheel nog niet omvallen, anders vallen ze eruit.

Stap 10: Monteer kant B

De montage van kant B is heel eenvoudig. De as is voorzien van een veer die vinylhouder B naar voren duwt.

Zorg ervoor dat de binnenzijden van de magneten de tegenoverliggende vinylhouder A aantrekken.

Nadat de as met een klem was vastgezet, heb ik de terugknop op de as gelijmd (!en alleen de as!) met wat tweecomponentenlijm die metaal op plastic kan lijmen.

Controleer of de bewegende delen vrij lopen en schuur en/of vet indien nodig.

Stap 11: Zijde B op de basis plaatsen en alles vastzetten

Zodra beide zijden zijn voltooid, kan zijde B worden opgenomen in de hoofdconstructie.

Span de GT2-riem aan, zet de stappenmotor vast en plaats m3-bouten in de onderkant van de grote poelie. Zodra deze in de moeren in het koppelingsdeel zijn vastgeschroefd, moet alles stevig op zijn plaats worden gehouden, maar de zijkanten moeten rond de koperen as kunnen draaien.

Stap 12: Afwerking van kant A

Werk kant A af door de vinylhouder te plaatsen. Nogmaals, dit deel bevat magneten waarvan de polen dezelfde richting moeten wijzen. Dit onderdeel hoeft niet vastgelijmd te worden. Het moet goed op de aandrijfas passen.

Stap 13: Elektronica voorbereiden

Aangezien ik nog steeds aan het uitzoeken ben hoe ik de Arduino op de beste manier in dit ontwerp kan gebruiken, zal ik niet in detail treden op de componenten die nodig zouden kunnen zijn. Knoppen zijn nog steeds niet bedraad en er is geen feedbacklus. Dit is wat werk voor de nabije toekomst. Het enige onderdeel dat ik gebruik om de DC-motor aan te drijven, is echter het Adafruit-motorschild V2. Een zeer uitgebreide informatiepagina is beschikbaar op hun website:

Motorkap V2

Ik heb ook een DRV8825-stuurprogrammakaart aan de arduino gekoppeld om de stappenmotor te besturen. Deze zijn ideaal om een stepper op een veilige en precieze manier aan te sturen. Je zou het motorschild kunnen gebruiken om de stappenmotor te besturen, maar dit hangt af van de stroom die de stappenmotor trekt. Ik heb zelf de helft van het motorschild opgeblazen omdat mijn stappenmotor teveel stroom trok. Onderzoek altijd wat uw hardware nodig heeft en waartoe deze in staat is.

Afdalingsinformatie over de stepper driver is te vinden op:

Polulu drv8825-stuurprogramma

Stap 14: Monteer de laatste onderdelen

Sluit om af te werken enkele rubberen voetjes aan op de basis. Het dempen van trillingen van het oppervlak waarop het staat, kan helpen om ruis in uw audiosignaal te verminderen.

Zorg ervoor dat de toonarm vrij in de basis kan bewegen en verwijder onnodige bedrading.

Zodra je alles hebt opgeruimd, schroef je het achterste deel op de basis. Voer de stroom- en audiokabels door de bodem of maak indien nodig een nieuw gat.

Monteer de laatste delen om eventuele zweren aan de ogen te verdoezelen en je bent klaar!

Stap 15: Geniet op een mooie manier van je vinyl

Eindelijk, geniet op een nieuwe manier van je vinyl!

Wees voorzichtig met uw administratie. Een onevenwichtige toonarm kan je vinyl beschadigen tijdens het spelen. Zorg er altijd voor dat je toonarm goed in balans is en dat de plaat je apparaat niet ergens raakt!

Meer van mijn spullen zijn te vinden op:

Thingiverse

Instagram

Etsy

Eerste prijs in de audiowedstrijd 2018