Meranie otáčok Atari 1050. Atari 1050 LED RPM stroboscope.

By Administrator at apríla 26, 2018 07:00
Filed Under: Atari

 

Už dlhšiu dobu som nosil v hlave riešenie ako si postaviť jednoduchý jednoúčelový stroboskop pre nastavenie správnych otáčiek pre disketovú mechaniku Atari 1050 - nemá to robiť nič viac a ani nič menej. Síce zo spodnej strany stredového tŕňa (presnejšie je to stredový spodný kužeľ, ktorý je opásaný remienkom od náhonu motora) je nalepený stroboskopický kotúč určený pre nastavovanie tak pre 50Hz ako aj pre 60Hz, akurát skúste to reálne použiť ..., nuž treba hľadať iné riešenie. Niekto vie, niekto nie - Atari 1050 používa rýchlosť otáčania diskety =288ot./min, používa sa k tomu jednosmerný motor, ktorý má na sebe tachogenerátor ktorý zabezpečuje cez elektroniku na doske spätnú väzbu a následne udržiava konštatné otáčky. Vtip je v tom že každá takáto FD jednotka má reálne iný vnútorný mechanický odpor a teda ak nastavíte jednu mechaniku na jednej jednotke tak Vám nemusia sedieť otáčky ak ju dáte dohromady s inou základnou dosku - to sa ale dá prežiť, pretože sa to dá nastavovať. Lenže ako obyčajne - jednoducho to bohužiaľ vždy nejde. Ak otáčky približne sedia existuje software ktorým otáčky nastavíte. Lenže dosť často je mechanika otáčkami už mimo rozsahu kedy elektronika Atari 1050 ešte dokáže software z diskety načítať. A trebárs zoženiete disketovú jednotku ktorá roky stála niekde v zapadnutej krabici a po zapnutí nie a nie správne nabootovať, hlavičku je počuť že sa presunie na nultú stopu, ale nič ďalšieho sa už nedeje. Čo potom ?

 

Stroboskopický kotúč priamo v FD jednotke - ale je zo spodnej strany ... takže jeho použitie na na nastavenie otáčiek nie je celkom jednoduché. Bližšie k stredu 20 (čierna)sektorov +20 (biela) sektorov pre 50Hz. Vonkajší má 24 (čierna) sektorov + 24 (biela) sektorov pre 60Hz. Toto riešenie nie je použité.

 

Spomínal som stroboskopický kotúč nachádzajúci sa na spodnej strane FD mechaniky, ale to je na použitie nie celkom  jednoduché - museli by ste po otvorení vlastnej jednotky odklopiť FD mechaniku smerom na jednu stranu do boku - potom Vám zase nedosiahnu z prívody z druhej strany od nej do základnej dosky, museli by ste si doma sami vyrobiť "predlžováky na konektory" - no zase raz kurvítko v praxi ako vyšité - takže túto cestu som zavrhol hneď od začiatku, preto tu ani nespomínam ako by sa dal ten zabudovaný stroboskopický kotúč reálne použiť. (Komu sa chce ísť cestou využitia stroboskopického kotúča na spodnej strane - stačí trošku matematiky, je tam 20 čiernych sektorov prekladaných 20 bielymi sektormi pre 50Hz a 24 čiernych sektorov + 24 bielych sektorov pre 60Hz, princíp je stále rovnaký.) Na druhú stranu - ani sa mi nechcelo lepiť nejaký kotúčik zvrchu aby som vedel načítať potrebné impulzy, postupne ma to smerovalo k nejakému jednoduchému LED stroboskopu - a teda tým aj  k použitiu vlastného stredovéhu tŕňu kde je 16 "zubov" medzi ktorými je malá medzera - a toto sa dá na meranie či máme správne otáčky výborne využiť - alebo inak povedané toto nám poslúži ako náhradný stroboskopický kotúč - a to veľmi dobre, nakoniec som k tomu dospel v rovnakom čase ako Roman Fulek, preto mu venujem nasledujúci odstavec.

 

Spomínaný Roman Fulek na to išiel cestou použitia jednoduchej procesorovej dosky kde sú už osadené aj LED diódy a riešil to programovo - pred pár dňami mi poslal ukážkové video ako to u neho pracuje.

____________________________________________________________

Budem citovať (Romana):


Zbastlil som si stroboskop na kontrolu otáčok Atari 1050, pozri video. Nemusel som nič nastavovať, lebo funguje. Ale keby bolo treba do budúcnosti tak mám poruke otestovaný nástroj. Nasleduje ukážka:
https://drive.google.com/open?id=1dCBReDUyuDXqzw5LHYcFz9Ubs_NyLFuA

 

Stroboskop zo spodu Atari 1050 ale je neprístupný. Na hornej strane zase máme prítlačné koliečko. To má 16 zubov. Pre 288min-1 otáčok to je 4.8sec-1 a 4.8 x 16 je 76.8Hz. Zobral som lacnú dosku na 8051 z ebay, tá má 8 LEDiek. Tieto využívam na stroboskop. Výsledná frekvencia je pri kryštále 12MHz a konštantách (preddelička 217 a delička 60) v programe 76.804915Hz čo je dosť dobré, dúfam. Odchýlka až na piatej číslici. Konkrétne je 1,000064 krát rýchlejšie ako by malo byť.

No a moja mechanika sa omeškáva na jeden zub za cca 3 sekundy, číže menej ako 0,5% odchýlka, ak dobre počítam.

Strieda je 20%, pri vyššej striede nenastáva už dobre stroboskopický efekt, pri nižšej zase moc klesá jas, toto je také kompromisné, je to ešte dobre vidieť.

Koniec citátu.
____________________________________________________________

Nuž čo urobil Roman - je to naozaj pekné a aj lacné riešenie, moje riešenie je v niečom celkom iné (nepoužívam v zapojení mikroprocesor) - ale výsledok je ten istý. Princíp merania už pekne - krásne popísal Roman, takže ho nehodlám dupľovať, bolo by to nosením dreva do lesa. Frekvencia mi sedí ako pribitá - používam k tomu x-talový oscilátor z ktorého sa postupným delením 1.8432MHz/24000 získa potrebných 76.8Hz, nie je tu čo nastavovať, neriešim žiadne programové slučky. V článku popisujem ako som na išiel.

 

Tak isto využívam "horný" tŕň stredového dielu, teda tam kde je spomínaných 16 zubov a tak isto teda potrebujem na meranie mať k dispozícii frekvenciu 76.8Hz a použijem tak isto striedu signálu 20% pre svit LED. Použité sú 3 kusy červených 5mm LED sú to tzv. supersvietivé typy, teda svietia ako čert už pri prúde okolo 2÷3mA. Celé zapojenie používa tzv. klasické deličky typu 74LSxx a jeden oscilátor 1.8432MHz. Prečo takto ? Mám tie deličky doma už hodne, hodne dávno a asi ich na nič už nepoužijem takže som rád že sa pre ne nakoniec našlo rozumné využitie. A použitie x-talového oscilátoru zabezpečuje extrémne dobrú stabilitu výstupného kmitočtu. Nastavovanie otáčok pre Atari 1050 robím dosť často a teda mať doma takúto jednoúčelovku trvale k dispozícii sa mi mimoriadne hodí. Som si vedomý že dnes existujú tzv. združené čipy typu 74LS393 a 74LS390 (sú aj v rade HC a HCT) ktoré obsahujú zdvojené čipy (rozumej v jednom púzdre sú integrované 2 deličky) a teda potom by stačilo na stavbu použiť iba 3 čipy namiesto 5 (reálne potom stačí 2.5 čipu - ale rezať na menšie to už nemienim ...), ale toto pre mňa teraz nehrá úlohu. Potom pre deličky na skrátenie cyklu by bolo treba použiť diódy a odpor - ale to tu už nebudem pitvať dopodrobna - tu to je riešené inak. Kto sa tomu rozumie tak sa k výsledku vie dopracovať aj pri použití úplne odlišných súčiastok (napr. použitím deličiek typu 4027, 4020, 4040, 4017 a podobne spolu s nejakou bižu navyše aby to zase delilo vo výsledku 24000). Ja tu ponúkam jedno konkrétne funkčné zapojenie (zvolil som priamo napájanie zdrojom 5V):

 

 

Presne takto ako je to nakreslené je to zapojené aj na univerzálke (obidva napájacie konektory tam ale zakreslené nie sú Laughing), jednoducho povedané - ak vydelíme kmitočet 1.8432MHz číslom 24000 tak na výstupe dostaneme potrebných 76.8Hz aj s potrebnou striedou v jednom pulze - teda bude 80% tma a 20% svetlo - toto zabezpečí práve posledná delička :10.

 

A poďme trošku počítať:

- najprv prvá delička delí :10

- druhá delička delí tiež :10, to je už na výstupe :100

- nasleduje tretia delička tá delí :3, čiže tu už na jej výstupe delíme :300

- štvrtá delička delí:8, teda tu už delíme na jej výstupe číslom 2400

- piata, posledná delička delí :10, čo je vo výsledku už nám potrebných :24000 na jej výstupe

 

Iste, nemusíme postupne v reťazi deličiek deliť :3 a :8 aby sme dostali :24, môžeme deliť trebárs najprv :4 a potom :6 a dopracujeme sa k tomu istému, alebo sa tiež dajú dve deličky zapojiť tak aby priamo delili :24 - tak toto už závisí od konkrétneho zapojenia, pretože sa dá k tomu dopracovať naozaj rozličnými cestami. To čo som nakreslil funguje výborne - jednoducho aj viacerými spôsobmi sa dá dospieť k rovnakému výsledku.

 

Takto to vyzeralo na začiatku stavby, použitá univerzálna doštička plošných spojov má rozmery 50x100mm, napravo je vstupný napájací konektor pre zdroj 5V (bohužiaľ ten konkrétny 5V zdroj s malým konektorom stál za prd, tak som tam pridal ešte jeden väčší konektor pre možnosť napájania aj z iného zdroja - ten sa mi na rozdiel od prvého zdroja plne osvedčil - ale aj tak som už ten malý konektor na doske nechal, miesta je tam dosť). Doštička je dostatočne veľká  pre osadenie potrebných súčiatok. Vstupný kondenzátor je dosť veľký (je na vyššie napätie, ale bol doma voľný, bol k dispozícii), tak som ho dal naležato, zase sú použité šuplíkové zásoby - proste ak to doma mám tak nebežím každú hovadinu kupovať okamžite novú - Vy si tam môžete dať menší typ na nižšie povolené napájacie napätie. Tu celková výška realizácie ale nie je dôležitá, pretože pri meraní aj tak nemáme nasadený plastový kryt na nastavovanej floppy jednotke Atari 1050, čiže to ničomu nevadí. (Pri použití "viac integrovaných" deličov môže byť doska v reále úmerne o poznanie menšia, ale tu tá výsledná veľkosť naozaj nevadí a tak som ju ani ja nezmenšoval - aj keď by sa to tu skutočne dalo.) Pätička celkom vpravo bude osadená x-talovým oscilátorom 1.8432MHz, za ňou smerom doľava nasledujú dve deličky :10 - presne ako v schéme.

 

Táto doska presne zodpovedá nakreslenej schéme, všetko zapojené, len ešte nie sú osadené čipy a x-talový oscilátor. Nemá to v sebe žiadny zádrhel, staval som to priamo z hlavy, schéma nie je zložitá, najprv som to zapojil a až následne potom nakreslil. Pri takto jednoduchej veci to občas robím naopak ako sa to robí zvyčajne. Ak máte k dispozícii dobré čipy tak to beží hneď na prvé zapojenie. Ďalšou výhodou je to, že nám to necháva voľné obidve ruky (netreba to ustavične držať), jednu ruku aj tak potrebujeme na nastavovanie otáčok ... Môj spôsob - najprv osadený oscilátor, pripojená prvá delička - skontrolovaný výstup, teda či sedí delený kmitočet (mal by, ale môže byť na "trt" konkrétna delička, preto tá kontrola), ak áno, zapojím ďalšiu deličku a zase kontrola. Pomalšie ale ak by sa vyskytla akákoľvek chyba prídete na to okamžite.

 

Ani na univerzálke tých prepojok nie je až toľko ako by sa mohlo zdať že pri tomto zapojení ich bude. Tu je to už kompletne zapojené a funkčné. Pätičky zdatne pomáhajú pri vlastnom zapojovaní bez nebezpečia že niektorý čip sa pri pájkovaní prehreje (čipy sa osadia až po prepojení káblikov). Použitý plošný spoj nemá samostatné pájkovacie plošky, sú zoradené v trojiciach, ale aj napriek tomu nie je problém pri osadzovaní.


Tu je to už kompletne osadené, každý čip má v svojom napájaní priradený filtračný keramický kondenzátor 47nF (hodnotu M1 som doma momentálne nemal, stačí použiť na filtráciu aj polovičnú hodnotu - vždy je to lepšie ako keď tam nič nie je osadené). Na doske je už osadený aj druhý napájací konektor, ktorý má iný vstupný priemer. LED diódy by samozrejme mohli byť "integrované" priamo do dosky plošného spoja, fungovalo by to aj tak - ale nebolo by dobre vidieť na stredový tŕň - a ten chceme predsa dobre vidieť, takže som zvolil riešenie ktoré vidíte na obrázku. Tu už si to každý môže riešiť tak ako mu vyhovuje, nie je to zariadenie čo sa používa každý deň a tak tu netreba šetriť každým milimetrom na rozmere. Rýpnem si sám do seba, pri iných súčiastkach sa to dá postaviť na 1/3 veľkosti toho čo je na fotografii (ešte menšie by bolo riešenie na SMD súčiastkach, ale tu pre to fakt nevidím zmysel, potom by sa to už stáčalo do strany vlastnou váhou napájacieho kábliku, teraz vlastná váha celej doštičky zabezpečuje že to na floppy jednotke "nebehá" samo od seba), ale robím zo starým zariadením, nastavujem ho pomocou starých čipov = všetko k sebe pasuje.

 

Pohľad na to ako sú u mňa umiestnené 3x LED diódy, tvoria pomyselný trojuholník, t.j. aby svietili priamo na výseče, teda ak doštičku dáme do jej pracovnej polohy na ploche FD jednotky. Ak LED dáte do jednej roviny - funguje to tiež, len nemusí byť dosiahnutý stroboskopický efekt tak výrazný. Moje riešenie je takéto, ako sa to rozhodnete Vy zrealizovať - tak to je fakt naozaj už iba na Vašej predstavivosti.


Takto vyzerá odkrytovaná FD jednotka Atari 1050 - skutočne pre nastavovanie správnych otáčok FD jednotky stačí len odložiť horný plastový kryt (teda treba  odšróbovať z FD mechaniky 6 kusov šróbov - 4 kusy zospodu jednotky a ďalšie 2 šróby sú zospodu na prednom paneli), nič iné nie je treba k tomu aby sme stroboskop umiestnili na jeho pracovné miesto. RPM LED stroboskop sa vôbec ničím nepripája na žiadnu elektrickú časť FD jednotky Atari 1050, je iba voľne fyzicky položený na jej povrch. Pekne je na zábere vidieť jednotlivé "zuby" na stredovom tŕni, ktoré využijem na meranie nastavenia správnych otáčiek.

 

Stroboskop sa umiestni priamo nad stredový kužeľ, stačí ak je medzi LED a kužeľom voľná medzera tak cca 1÷2mm - výška je stanovená tak, aby proste LED diódy priamo nenarážali do stredového tŕňa, stačí tam minimálna medzera pri otvorených dvierkach. Tu to určujú 4 použité plastové nožičky pomocou ktorých je nastavená potrebná výška. Mnou použité nožičky dosku plošného spoja RPM LED stroboskopu zdvíhajú do potrebnej výšky cca 20mm nad plech FD jednotky. Ak by to bolo málo dajte pod nožičky navyše nejakú tú podložku a bude to O.K. Tu je dobre vidieť prečo sú LED takto usporiadané, pekne pokrývajú miesto priamo nad výsečami na stredovom tŕni - a z tohto uhla pohľadu je na ne pri nastavovaní výborne vidieť (ak by boli pod plošným spojom tak by na ne viditeľnosť bola podstatne horšia). Potom máme naľavo od FD jednotky na základnej doske dobre prístupný trimer VR2 ktorým otáčky nastavujeme.

 

Po zapnutí napájania stroboskopu LED svietia modulované kmitočtom

76.8Hz, strieda v jednej períóde = 80% tma, 20% svieti LED.


Jemne zavrznem trošku do teórie - 76.8Hz - u takejto frekvencie je perióda jedného pulzu = 13.02083ms, teda pri 20% plnení svieti LED iba počas doby =2.604ms. Mne osobne postačujú v uverejnenom zapojení stroboskopu pre LED 1k odpory (dôležité je naozaj  použiť tzv. super svietivé LED), stroboskopický efekt je potom dostatočne výrazný (veď sa to nepoužíva na dvore na priamom slnečnom svetle), takže nepovažujem za potrebné odpory zmenšovať. Voľným okom sa nedá rozpoznať že LED svieta modulovane, kmitočet je pre rozpoznanie okom príliš vysoký, ale pri točiacom sa stredovom tŕni je to už dobre rozpoznateľné.

Ale koľko ľudí toľko chutí, svit LED (intenzitu) môžeme bezproblémovo zvýšiť:


Komu by sa nezdal svit LED pre meranie dostatočný, môže ku každému jednému pracovnému odporu LED (1kΩ) paralelne pridať ďalší odpor 1kΩ (svit sa podstatne zvýši, LED to prežijú, 7mA prúd cez ne ich nezlikviduje - a ešte je pulzný, alebo si tam dajte priamo 470Ω odpory namiesto dvoch paralelne zapojených 1kΩ odporov a bude po vtákoch). Ale ako som písal, svit LED je dostatočný aj bez tejto úpravy.


Takto to vyzerá ak je už v FD jednotke založená disketa a stredový tŕň

(kužeľ) sa spustí do svojej pracovnej polohy kedy vystreďuje samotnú

5.25" disketu, teda sa od LED diód vzdiali.

 

A nasleduje vlastné nastavovanie:


Založíme disketu, zapneme FD jednotku a snažíme sa z nej nabootovať - potom zapneme počítač (disketa môže byť kľudne aj nenaformátovaná, síce na obrazovke nám potom počítač bude vypisovať v riadkoch postupne hlášku BOOT ERROR - ale motor stále pobeží a my môžeme do aleluja experimentovať s otáčkami).


Otáčky nastavujeme trimrom VR2 na základnej doske.

Naším cieľom je dosiahnuť stav, kedy sa zdanlivo výseče na stredovom tŕni zastavia, vtedy máme nastavenú správnu rýchlosť otáčania = 288 ot./min.


Jednoduché, jednoúčelové, ale plní svoju funkciu na ktorú je to určené priamo excelentne naozaj na celých 100%.

 

Výhody:
Netreba žiaden existujúci testovací software, stačí založiť disketu a čakať čo sa na stredovom tŕni ukáže, tu je to maximálne pri meraní otáčok zjednodušené - s výsledkom som naozaj spokojný.

 

Nevýhody:

Treba si to postaviť ...


Na záver video ako si to nastaviť, otáčky sú na začiatku "rozhasené" a teda točím trimrom dovtedy pokiaľ sa výseče nezastavia - das war alles, na konci videa už priamo nastavená rýchlosť na správnych a potrebných 288 otáčiek diskety za minútu - nie je čo ďalšieho riešiť a nie je čo ďalšie o tom napísať - akurát že tam už len potom vložíte funkčnú disketu, môžete nabootovať a jednotka pracuje tak ako treba.

 

Video
RPM_setting.mp4 (10,17 mb)

(Video - v jednej ruke držím mobil a druhou rukou točím šróbovákom nastavenie trimru VR2 - ten vidieť  v zábere nie je.)

_____________________________________________________

 

Nasleduje upozornenie:


Zásahy do zariadenia sú na vlastné riziko majiteľa zariadenia. Autor týchto stránok nenesie žiadnu zodpovednosť za škody spôsobené používaním zariadení postavených podľa tu uverejnených schém alebo zobrazených úprav. Toto upozornenie  je tu preto, lebo aj "rozbabraním si" otáčok je možné dostať FD jednotku do nefunkčného stavu a bohužiaľ poznám dosť jedincov čo dokážu hravo rozbabrať aj to čo doteraz chodilo ...


____________________________________________________________

Síce sa priznám že som si pred časom odskúšal aj spôsob kedy nastavujem aj nulovú stopu a aj otáčky bez akýchkoľvek prístrojov (bral som to ako osobnú výzvu či to dokážem) - dá sa to, ale kto tomu nie celkom rozumie pre neho by to bola cesta do pekla a tak sa radšej popisu ako to takto urobiť vyhnem. Viem že to tak nastaviť tiež ide a ide to nastaviť tak isto dobre na 100% (ale verte trvá to dlhšie ako keď máte k dispozícii pomôcky, trebárs napríklad stroboskop urobený extra na takýto účel), ale popritom naozaj treba porozumieť súvislostiam a ja fakt nepotrebujem aby mi potom chodili maily ako som to zle popísal a nech to teda dám do poriadku keď som tak "fajnovo" poradil. Ja som spokojný že som dokázal celkom slušne rozhasenú jednotku Atari 1050 (už spomínaná rozhodená nultá stopa a aj otáčky) nastaviť do bezpečne chodivého stavu bez akýchkoľvek prístrojov (teda ak nerátam multimeter kde som si najprv skontroloval či mám správne napájacie napätia +5V a +12V).

Takže - dá sa to aj takto, ale nie je to cesta pre normálneho neskúseného usera, preto sú dobré takéto pomôcky ako stroboskop ktorý skutočne nastavenie správnych otáčiek FD jednotky maximálne zjednodušuje.

Jediná vec ma štve - prečo som si niečo takéto nepostavil už dávno ...

_____________________________________________________

Vaše hodnotenie, Rate post:

Comments

26. 4. 2018 7:07:28 #

trackback

04_2018 Blog, Notes.

04_2018 Blog, Notes.

Igi blog |

Comments are closed