21 bit encodér z hard disku

Otázky, rady, tipy, návody...
Odpovědět
Uživatelský avatar
Pupak
Příspěvky: 957
Registrován: 17. 11. 2005, 01:23

21 bit encodér z hard disku

#1

Příspěvek od Pupak »

Měření PE mě natolik zaujalo, že jsem začal intenzivně přemýšlet, jak se dopracovat k přesné metodě a nevysolit 50 litrů za enkodér s 24 bitovým rozlišením. Nakonec mě osvítil duch svatý a vzpomněl jsem si, že jsem kdysi někde četl, že firma WD má na svých discích na každé plotně nahranou tzv. kalibrační stopu, což je indexovaný signál 100 MHz. Protože nic nevyhazuju a starých WD disků 2-120 GB mám několik, vzal jsem jeden, rozebral ho, jeho 3f BLDC motor napojil přes driver od Lásky na Arduino , připojil výstup čtecího zesilovače na oscilo a začal hledat tu kalibrační stopu. Logicky jsem usoudil, že bude někde na kraji, kde je největší obvod a opravdu tam je a hned několikrát. Těch 100 MHz z toho leze při 50 ot za sekundu, takže je tam 2 000 000 bitů na obvodu plotny. To odpovídá zhruba 21 bit rozlišení a to na měření PE bude stačit. Hlavičky sice nad povrchem neplavou na vzduchovém polštáři, což mění jejich vzdálenost od povrchu disku a trochu zkresluje signál, ale větší problém bude malá životnost, protože i při malých otáčkách se mg. vrstva přímým kontaktem nejspíše brzy poškodí, ale na pár desítek měření to jistě vydrží. Teď ještě nějak rozumně vyřešit to mechanické spojení s montáží a může se vesele testovat.
Koho baví vymýšlet nemožné a hrát si, má námět na náplň karantény, nebo jiných výdobytků doby covidové. :D

Teď si s tím hraju a stopy na jednotlivých plotnách jsou fyzicky mírně posunuté, takže nakonec z toho možná dostanu i kvadraturní výstup, což by přesnost zvýšilo čtyřnásobně.
Uživatelský avatar
MMys
Příspěvky: 17659
Registrován: 02. 01. 2001, 05:03
Bydliště: Běleč nad Orlicí
Věk: 51
Kontaktovat uživatele:

Re: 21 bit encodér z hard disku

#2

Příspěvek od MMys »

A leze z toho měřitelný signál i při pomalém pohybu nebo dokonce stání v místě a nebo to vyžaduje vysokou rychlost otáčení aby došlo k indukci napětí ?
http://hvbo.cz/foto_astronomy_cz, http://hvbo.cz, e-mail: martin(*)myslivec(a)volny(*)cz, Dobson 400mm, N400/1600, Refraktor Borg 77ED, Montáž EQ6, Hvězdárna s montáží vlastní výroby, kamery MII C3-61000, ZWO ASI 1600MM
Uživatelský avatar
Pupak
Příspěvky: 957
Registrován: 17. 11. 2005, 01:23

Re: 21 bit encodér z hard disku

#3

Příspěvek od Pupak »

To je tak citlivé, že z toho pořád něco leze, i když to zdánlivě stojí. :D Když kolem domu projede auto, tak to lítá jak zběsilé. Nevím, jestli je to tím, že ty hlavičky jsou blíž, ale ta citlivost je až děsivá. Teď řeším ten kvadraturní režim, ale nějak se nedaří, takže se na to asi vybodnu a budu jen měřit periodu na jedné stopě. Už to nechci roztáčet, abych ten povrch neorval, i když mám pocit, že se ty hlavy povrchu nedotýkají, ale zkoušet to raději nebudu. Za tím vstupním zesilovačem je tvarovač, takže z toho leze 1.6V obdélník a ten by na třívoltovou logiku měl stačit. Zatím to pořád mapuju, co z toho kde leze ven. Pořád to vypadá dost nadějně, jen ten mechanický převod bude porod. Asi začnu testovat nejdříve samotnou převodovku, pak teprve montáž jako celek.
Uživatelský avatar
Psion
Příspěvky: 11675
Registrován: 02. 01. 2001, 05:03
Bydliště: Praha
Věk: 61
Kontaktovat uživatele:

Re: 21 bit encodér z hard disku

#4

Příspěvek od Psion »

Takže se hlavičky umístí tak, aby plavaly nad povrchem i ve chvíli, kdy osa stojí a snímaly stále disk?
Uživatelský avatar
Pupak
Příspěvky: 957
Registrován: 17. 11. 2005, 01:23

Re: 21 bit encodér z hard disku

#5

Příspěvek od Pupak »

Přesně tak. Musíš to roztočit a najít tu kalibrační stopu. Tady na tom konkrétním disku jsou 4 za sebou, jako 4 soustředné kružnice. Narazil jsem ale na jiný problém, přes který asi vlak nepojede. Ta citlivost je tak vysoká, že při otáčkách pod nějakých 250-300 ot./min to vytváří falešné impulsy. Je to dáno tím, že se to asi nahrávalo při těch 3000 ot/min a ten záznam jedn. "bitů", nebo pulsů není úplně homogenní, takže ta citlivá hlava a elektronika ty nehomogenity vyhodnotí jako změny a vyhodí puls. Když to točím rychle, tak od indexu napočítám 2 000 000 pulsů +- pár desítek, ale jak to točím třeba 10 ot za min, tak napočítám 36 000 000 pulsů, respektive při různých rychlostech naprosto násobně jiné hodnoty. Z toho plyne jediné, že kdybych ten den strávil čuměním do zdi, přínos pro vědu by to mělo přibližně stejný. :D Už na to kašlu. Je to nad mé síly a jdu ven na vzduch.
Uživatelský avatar
peta62
Příspěvky: 2273
Registrován: 19. 05. 2016, 11:14
Bydliště: 49.7328008N, 13.3733147E

Re: 21 bit encodér z hard disku

#6

Příspěvek od peta62 »

Mozna uplne blba otazka, ale to j nejaka read only cast disku nebo by se to dalo nahrat vhodne pro nizsi otacky ?
Celestron C9.25, LZOS 115 mm, Lunt 80mm, Losmandy G11
Uživatelský avatar
Bill
Příspěvky: 4758
Registrován: 11. 01. 2007, 19:54
Bydliště: Uničov

Re: 21 bit encodér z hard disku

#7

Příspěvek od Bill »

Pupak píše: 12. 12. 2021, 13:46 respektive při různých rychlostech naprosto násobně jiné hodnoty
Já bych očekával tyhle problémy - ale asi neřešitelné.

Aby se zesílil žádaný signál, tak bych očekával nějakou pásmovou propust na frekvenci těch impuslů při nominálních otáčkách. Takže asi při nižší frekvenci to žádaný signál potlačuje a bordel zesiluje. Ona i indukčnost hlavičky s nějakou parazitní kapacitou může být "naladěna" na žádanou frekvenci.

Už jsem dost dlouho ze školy, ale očekával bych, že napětí na hlavičce bude úměrné otáčkám - takže při nižších otáčkách menší signál a více bordelu.

MMys kdysi zkoušel snímač z myši - ale taky to nedopadlo...
M:736 750 113
Uživatelský avatar
Pupak
Příspěvky: 957
Registrován: 17. 11. 2005, 01:23

Re: 21 bit encodér z hard disku

#8

Příspěvek od Pupak »

peta62 píše: 12. 12. 2021, 15:24 Mozna uplne blba otazka, ale to j nejaka read only cast disku nebo by se to dalo nahrat vhodne pro nizsi otacky ?
Kdysi dávno jsem o tom někde četl a tam psali, že to slouží jako kalibrační stopa. Jestli pro otáčky rotoru, nebo čtecí zesilovače, to fakt už nevím. Firmware disku má asi nějakou utajenou funkci, jak to nahrát a u moderních velkokapacitních disků už nic takového není. To je na těch 20 let starých. Kdyby to fungovalo i při malých otáčkách, tak by to nemělo chybu, ale tohle fakt dává přesné pulsy jen od 250 otáček výš.
Uživatelský avatar
Psion
Příspěvky: 11675
Registrován: 02. 01. 2001, 05:03
Bydliště: Praha
Věk: 61
Kontaktovat uživatele:

Re: 21 bit encodér z hard disku

#9

Příspěvek od Psion »

Bill píše: 12. 12. 2021, 16:14 MMys kdysi zkoušel snímač z myši - ale taky to nedopadlo...
Já jsem kdysi programoval ovládání dobsonu s pomocí enkodérů z myši a fungovalo to celkem dobře, samozřejmě to rozlišení nebylo nejvyšší :D
Uživatelský avatar
Pupak
Příspěvky: 957
Registrován: 17. 11. 2005, 01:23

Re: 21 bit encodér z hard disku

#10

Příspěvek od Pupak »

Já jsem na svém CNC měl odměřování z optické myší 2500 BPI a chodilo to ve stovce, jen to bylo náchylné na špínu a tudíž málo použitelné. Celou komunikaci s kamerou vymyslel nějakej Rus a dal to na Github. Mít nějaký kotouček s vytištěným bílým šumem v mikronových rozměrech pixelu, tak by to možná šlo použít i na montáže, jenže kde ho sehnat, to na běžné tiskárně nevytvoříš.
Uživatelský avatar
MMys
Příspěvky: 17659
Registrován: 02. 01. 2001, 05:03
Bydliště: Běleč nad Orlicí
Věk: 51
Kontaktovat uživatele:

Re: 21 bit encodér z hard disku

#11

Příspěvek od MMys »

Přesně jak píše Bill. U toho disku je zásadní problém, že snímačem je cívka, nikoli hall sonda (jednou jsem ze zvědavosti hlavičku kuchal pod mikroskopem). Přesně proto jsem se ptal na ty otáčky. Při těch tebou zmíněných minimálních otáčkách je už indukované napětí do cívky tak nízké, že vyhodnocovací elektronika začne dělat chyby. Při otáčkách které má astronomická montáž, to ale nemůže fungovat vůbec. Přechod z jedné značky na další bude tak pomalý, že to v cívce neindukuje nic měřitelného. Tenhle způsob snímání je prostě vázaný na vysoké otáčky.
http://hvbo.cz/foto_astronomy_cz, http://hvbo.cz, e-mail: martin(*)myslivec(a)volny(*)cz, Dobson 400mm, N400/1600, Refraktor Borg 77ED, Montáž EQ6, Hvězdárna s montáží vlastní výroby, kamery MII C3-61000, ZWO ASI 1600MM
Uživatelský avatar
Pupak
Příspěvky: 957
Registrován: 17. 11. 2005, 01:23

Re: 21 bit encodér z hard disku

#12

Příspěvek od Pupak »

Tak já bych předpokládal, že je tam nějaké prahové napětí, pod jehož hodnotou ta elektronika nereaguje a nic na výstupu neleze, ale tady se to chová, přesně opačně, jako by tam byl nějaký zesilovač, který se za každou cenu snaží něco vydolovat a své zesílení zvyšuje do absurdna. Když to stojí, tak je to dokonalé otřesové čidlo. Jen na ty plotny promluvím a už impulsy lítají jak zběsilé. U těch disků to totiž funguje trochu jinak. Tam se do čtecí hlavičky pouští proudové impulsy a informace se mění podle toho, jestli se hlavička nachází nad zmagnetovaným, nebo nezmagnetovaným místem, protože se mění reaktance. Sbírat indukované napětí by rozhodně nestačilo, takže teoreticky by to mělo fungovat i při malých rychlostech. Problém je, že to funguje až moc a to neporazím. :D
Jinak jsem udělal pokus na měření PE těch malých HD převodovek komparativní metodou. Protože mají dutý střed, spojil jsem dvě dohromady a dal na ně 350mm dlouhá ramínka z uhlíku a mikronové hodinky. Když se obě točí společně z jednoho zdroje, hodinky ukazují odchylku ve vzájemné poloze v úhlových vteřinách. Udělal jsem 10 testů v různých výchozích pozicích, takže jsem eliminoval souběh PE a nějak to vyhodnotil, takže mi PE vychází tak +- 4-5" . Ty největší odchylky budou v situaci, kdy PE jedné je v maximálním plusu a té druhé v mínusu, takže střed bude někde kolem 2-3", což mi přijde na velikost 20 jako skoro zázračná hodnota, ale jestli jsem se zase někde nesekl o řád, což se mi občas stane :D , tak je to paráda.
Uživatelský avatar
Bill
Příspěvky: 4758
Registrován: 11. 01. 2007, 19:54
Bydliště: Uničov

Re: 21 bit encodér z hard disku

#13

Příspěvek od Bill »

Možná by ještě jeden pokus šel udělat - v podstatě to potřebuješ jenom při siderické rychlosti:

1) roztočit to na rychlost, která odpovídá přibližně siderické rychlosti
2) digitální osciloskopem zkontrolovat, co z toho leze. Já si myslím, že žádané impulzy budou na svých místech a v těsném okolí (protože hlavička/zesilovače zpracovávají reálný signál) by to mohlo být čisté. Možná aspoň v jednom směru - kousek za impulzem.
3) pokud by v těsném okolí žádaných impulzů nebyl žádný bordel, mělo by to jít filtrovat digitálně/softwarově. V podstatě reagovat jenom na impulzy, které jsou v daném časovém intervalu. Trošku složitější by asi byla synchronizace - ale mělo by to jít, stačilo by na začátku pro několik impulzů zkontrolovat do minulosti jejich kamarády, zda jsou na svých místech... Samozřejmě záleží, jaký je poměr reálných a rušivých impulzů.
M:736 750 113
Uživatelský avatar
MMys
Příspěvky: 17659
Registrován: 02. 01. 2001, 05:03
Bydliště: Běleč nad Orlicí
Věk: 51
Kontaktovat uživatele:

Re: 21 bit encodér z hard disku

#14

Příspěvek od MMys »

Trošku jsem ještě zkoumal ty čtecí hlavy. Dříve to opravdu byly cívky, nejdříve fakt drátek na feromagnetickém jádru. Jak postupovala hustota zápisu, tak už pak cívky udělané litograficky. A další vývoj už šel cestou různých magnetorezistivních senzorů (AMR, GMR, TMR) a samozřejmě oddělené zápisové a čtecí hlavy, protože tou magnetorezistivní nejde nic zapsat.
http://hvbo.cz/foto_astronomy_cz, http://hvbo.cz, e-mail: martin(*)myslivec(a)volny(*)cz, Dobson 400mm, N400/1600, Refraktor Borg 77ED, Montáž EQ6, Hvězdárna s montáží vlastní výroby, kamery MII C3-61000, ZWO ASI 1600MM
Odpovědět