Napęd elektryczny żaluzji szafy ekspresyjnej w organach piszczałkowych – projekt, realizacja, badania eksploatacyjne

• Autorzy: Raczyński M.

Identyfikatory

DOI

10.14313/PAR_226/75

Warianty tytułu

EN

Electrical drive for shutter of the swell box in pipe organs – project, realization, exploitation tests

• Języki publikacji: PL

Abstrakty

PL

Szafa ekspresyjna to ważna część organów piszczałkowych, umożliwiająca zmianę głośności dźwięku generowanego przez instrument. W artykule opisano proces zastąpienia pneumatycznego systemu sterującego żaluzją szafy ekspresyjnej, układem napędu elektrycznego. Przedstawione zostały założenia projektowe, koncepcja układu sterowania, praktyczna realizacja prototypu urządzenia i ostatecznie jego wstępne badania. Opisywany system, po procesie optymalizacji pod kątem czynników krytycznych, zrealizowano z wykorzystaniem silnika krokowego z regulacją prądu opartą o modulację szerokości impulsów. Całością systemu (m.in. odczytywaniem pozycji pedału, pozycjonowaniem żaluzji, eliminacją drgań, obsługą sytuacji błędnych) steruje mikrokontroler 8-bitowy. Układ poddano ocenie zarówno pod kątem mierzalnych parametrów (głośność pracy, uzyskiwane przyspieszenia), jak i subiektywnych kryteriów podczas testów dokonanych przez organistów w Bazylice św. Jana Chrzciciela w Szczecinie, gdzie urządzenie zostało zainstalowane.

EN

Swell box is the important element of the pipe organs. It allows for regulation of volume of sound generated by the instrument. The paper describes process of replacing the pneumatic control system of swell boxes shutter by the new electrical drive. The project assumptions, concept of electronic control system, practical realization of the prototype device and finally the preliminary tests of the new electrical drive are presented. Described system, after the process of optimization in crucial criteria, was realized using the stepper motor with current control method based on Pulse Width Modulation. Most of processes in the system, inter alia, reading the current position of pedal, positioning the shutter, handling the incorrect situations, are controlled by 8-bit microcontroller. Circuit had subjected to an examination from the point view of measurable parameters (obtained accelerations and level of noise). Then, the practical tests in the Basilica of St. John the Baptist in Szczecin (where the system has been installed) were conducted by organist.

Słowa kluczowe

PL

szafa ekspresyjna; napęd elektryczny; silnik krokowy; sterowanie w otwartej pętli sprzężenia zwrotnego; modulacja szerokości impulsów

EN

swell box; electric drive; stepper motor; open loop positioning; PWM (Pulse Width Modulation)

• Wydawca: Sieć Badawcza Łukasiewicz - Przemysłowy Instytut Automatyki i Pomiarów PIAP
• Czasopismo: Pomiary Automatyka Robotyka
• Rocznik: 2017
• Tom: R. 21, nr 4
• Strony: 75--81
• Opis fizyczny: Bibliogr. 8 poz., rys., wykr.

Twórcy

autor

Raczyński M.

• Zachodniopomorski Uniwersytet Technologiczny w Szczecinie, Wydział Elektryczny, Katedra Inżynierii Systemów, Sygnałów i Elektroniki, ul. Sikorskiego 37, 70-313 Szczecin

Bibliografia

• 1. Bush D.E. (editor), Kassel R. (associate editor), The Organ: An Encyclopedia, New York, Routledge Taylor and Francis Group, 2006, ISBN-10: 0415941741.
• 2. Condit R. (Microchip Technology Inc.), Jones D.W. (University of Iowa), Stepping Motors Fundamentals, Microchip Technology Incorporated, 2004, AN907.
• 3. Lipiński W., Podstawy Teorii Obwodów Elektronicznych tom 1, Politechnika Szczecińska, Instytut Elektroniki i Informatyki, Szczecin, 1992.
• 4. ATmega8A DATASHEET COMPLETE, Atmel Corporation, San Jose, 2015.
• 5. Discrete PID Controller on tinyAVR and megaAVR devices, Application note, Atmel Corporation, San Jose, 2016.
• 6. Hopkins T., Stepper motor driving, Application note, STMicroelectronics, 2012, AN235.
• 7. The L297 stepper motor controller, Application note, STMicroelectronics, 2003, AN470.
• 8. Barnes W.H., The Contemporary American Organ, Alfred Music, 1995, ISBN-10: 0769242901.

Uwagi

PL

Opracowanie rekordu w ramach umowy 509/P-DUN/2018 ze środków MNiSW przeznaczonych na działalność upowszechniającą naukę (2018).