Changement du moteur TEAC EM1446 par un moteur brushed NIDEC DMN37KB - capteur sur l'axe du cabestan et engrenage axe moteur - pistes et réflexion.
- xaviermotti
- 30 août 2023
- 7 min de lecture
Dernière mise à jour : 30 août
Post M10. Version du 30-8-2023 revue le 24-12-2023, le 30-8-2025
An english version of this post is downloadable (see at the end).
Une version française du post est téléchargeable (voir à la fin).
1- Position du problème.
Comme je le lis sur de nombreux sites spécialisés dans les magnétophones reel to reel, nous sommes nombreux à être confrontés à la fin de vie des moteurs de cabestan EM1446 de chez TEAC.
Dans ce post je réalise le remplacement de ce moteur par un modèle récent et je présente les étapes pour l'adaptation ainsi que tous les problèmes que j'ai rencontrés et surmontés.
Sur un magnétophone, le moteur doit remplir les fonctions et présenter les caractéristiques suivantes :
- silencieux ;
- vitesse d'au moins 2000 tr/min (rpm) ;
- deux sens de marche (CW et CCW) ;
- puissance de l'ordre de 10 W (7,2 W pour le EM1446) ;
- dimensions permettant de fermer le capot arrière ;
- équipé d'une mesure de la vitesse.
L'un des rares moteurs remplissant ces caractéristiques était le DME45BT9 de la Japan Tacho Generator aujourd'hui introuvable car épuisé.
Le dernier point évoqué est critique car le marché ne propose aucun moteur (à coût raisonnable) avec mesure de vitesse.
Moteur avec capteur de vitesse.
On trouve chez CROUZET un moteur industriel silencieux (35 dBA) avec capteur de vitesse (1000 ppp) mais la longueur totale est de l'ordre de 100 mm (réf : 89810908) ce qui ne permet plus de fermer le capot d’un Teac X-1000 et qui rend son usage impossible sur un Teac X-7.
On trouve également un moteur chez NIDEC : le DMN37JE-010, destiné à des traceurs graphiques grand format.
Le moteur JE semble intéressant mais je n'ai pas d'information sur les caractéristiques du codeur ni sur la connectique, ni sur l'accroissement de bruit généré par le codeur. Son prix se situe autour de 200 €.
2- Le moteur choisi
Dans ce post, j'ai décidé de travailler avec le moteur NIDEC DMN37KB (proposé notamment chez RS-particuliers pour 70€ environ). Ce moteur remplit les 5 premiers critères mais ne possède pas de mesure de vitesse.
Ses caractéristiques sont les suivantes :
Tension : 24 V | Puissance : 9,2 W |
Vitesse à vide / en charge : 4300 / 3600 rpm | Courant à vide / en charge : 0,14 A / 0,60 A |
Masse : 210 g | Couple : 24,5 mN/m |
Axe diamètre : 5 mm avec méplat ; longueur utile de l'axe : 18 mm. | Dimensions Lg / diamètre : 58,2 mm / 37,2 mm (la longueur est sans compter l'axe) |
Ce moteur est plutôt silencieux : voir les chiffres à la fin du post.
3- Mise en place du moteur dans le contexte du TEAC X-1000R
Pour réaliser l'adaptation mécanique de ce moteur à la fonction de moteur de cabestan sur un magnétophone TEAC X-1000R, il est nécessaire de voir les points ci-après :
- nouvelle poulie d'entrainement (diamètre d'axe 5 mm) ;
- nouvelle embase de fixation : réalisée au moyen d'un circuit epoxy permettant la fixation du capteur ;
- nouveau système anti vibration (silent bloc : diamètre : 15mm ; longueur : 15mm ; axe : M4).
(c'est le diamètre maximum possible, préférez le diamètre 10 mm si disponible)
Ces points ont déjà été abordés dans un précédent post "Changement du moteur EM1446 par moteur DME45BT9", j'invite le lecteur à s'y référer pour une description plus complète.
4- Nouvelle problématique : la mesure de la vitesse
L'utilisation de ce moteur avec les cartes de régulation TEAC 51678860 ou TEAC 51675661 est tributaire de la capacité que l'on aura de mesurer la vitesse de rotation de l'un des organes suivants :
- axe cabestan
- axe moteur.
Dans ce magnétophone, la partie mécanique en aval du moteur = poulie + courroie + cabestan + bande fonctionne en boucle ouverte et n'est donc pas prise en compte par la régulation.
C'est la tolérance de réalisation de la poulie et la précision de son positionnement qui permet de limiter les variation de vitesse de défilement de la bande (notamment entre le mode "normal" et le mode "reverse").
Mesure de la vitesse au niveau du cabestan (tentative n°1).
Pour réduire les conséquences des imperfections de la partie mécanique, je propose de mesurer la vitesse de rotation du cabestan.
Malheureusement, les deux cabestans ne tournent pas à la même vitesse (environ 4 tr/min sur 302 tr/min en 9,5 cm/s soit 1,32 %). Cette différence de vitesse a été introduite pour assurer la tension de la bande et la maintenir en place devant les têtes : le cabestan tracteur tourne légèrement plus vite (la courroie est sur la partie du cabestan de diamètre plus faible) que l'autre (la courroie est sur la partie épaissie) et donc, ici aussi, nous ferons une erreur entre le mode forward et le mode reverse, mais cette différence est constante et il est donc possible de la compenser par un réglage électrique.
Je me suis donc attelé à réaliser un capteur incrémental pour mesurer la vitesse de rotation du cabestan.
Le cabestan tourne à 5,07 tr/s en 9,5 cm/s : avec 45 dents, on dispose d'une fréquence de 228 Hz comme image de la vitesse : il est donc facile de recalculer les résistances R7 et R8 de la régulation d'origine TEAC 516... pour cette nouvelle situation.
La mise en œuvre de cette solution s’est heurtée à :
- la réalisation d’un disque imprimé suffisamment précis ;
- une fréquence de réajustement de la vitesse très faible (228 Hz) devant l’ancienne (30x1024) qui risque de générer des fluctuations audibles.
Elle n’est pas opérationnelle à ce jour, mais fait partie des solutions à approfondir.
Aspect du capteur et du disque incrémental sur le cabestan (version 1).
Aspect du disque incrémental sur le cabestan (version 2).
Mesure de la vitesse au niveau de l'axe moteur (solution retenue)
Dans la version initiale avec EM1446, la mesure de vitesse se fait sur l'axe du moteur par un capteur magnétique : l'écart de vitesse mesuré sur bande étalon lors de l'écoute en mode forward ou reverse est de l'ordre de 1 Hz sur 3000 Hz !
Il faut donc trouver une astuce pour avoir une image précise et non fluctuante de la vitesse de rotation au niveau de l'axe du moteur.
Une solution facile à mettre en œuvre que j’ai trouvé et suffisamment précise a été d'utiliser un engrenage.
Le modèle choisi (chez RS-particuliers référence : 5217512) est en polymère (POM) :
- diamètre d'axe : 5 mm
- diamètre extérieur : 26 mm
- nombre de dents : 24
Il s'emboîte sur l'axe sans risque de glissement et ne nécessite pas de vis de blocage.
C'est l'objet le plus régulier que j'ai trouvé pour remplir cette fonction, un engrenage de 30 dents aurait permis de ne pas modifier les résistances R7 et R8 de la carte TEAC 512...
Malheureusement, pour un maximum de sensibilité, le capteur doit être très proche des dents de la poulie. Or, si les dents sont régulièrement espacées, leur longueur est fluctuante.
On obtient alors un signal d’amplitude variable (voir chronogramme) et donc présentant un rapport cyclique ayant une variation périodique sur un tour moteur. La régulation de vitesse, pour compenser cela, engendre une variation de vitesse cyclique, laquelle est audible.
Oscillogramme tension de sortie capteur.
Le capteur optique est un modèle POLOLU #2590. Il est suffisamment petit pour être placé à proximité de l'engrenage. Sa forme n'est pas optimale, mais c'est le plus petit capteur que j'ai trouvé.
Le capteur engrenage.
Malheureusement, ce capteur a une impédance de sortie élevée (45 kohm) et délivre une tension faible.
J'ai installé un amplificateur entre le capteur et la carte de régulation TEAC d'origine. Le coefficient d'amplification est de 4.
Le régulateur 5V permet d'alimenter le capteur.
Schéma du traitement du signal du capteur engrenage.
Sur l'une des cartes de régulation TEAC 516... :
- le condensateur C9 de 220 nF est remplacé par un 2,2 nF.
- la résistance R7 de 110 kohm (vitesse 9,5 cm/s) devient 140 kohm
- la résistance R8 de 56 kohm (vitesse 19 cm/s) devient 70 kohm
Sur le châssis du TEAC j'ai rajouté un régulateur 24V pour alimenter le moteur de la carte régulation car je me suis aperçu pendant les essais que le transistor Q4 chauffait excessivement.
Régulateur 24V pour augmenter la stabilité.
Modification sur la carte "power - servo PCB".
Le régulateur a été vissé sur le châssis aluminium qui lui sert de refroidisseur.
6- Essais, réglages et mesures.
6.1- Ajustement de la vitesse
J'ai ajusté les vitesses de défilement au moyen des bandes étalons :
- au standard Teac NAB 9,5 cm/s = 3,74 ips 185 nW/m (fréquence 3000 Hz)
- au standard Studer/Revox NAB 19 cm/s = 7,5 ips 257 nW/m (fréquence 3000 Hz).
Mode | à vide | L (3,74 ips) [9,5 cm/s] | H (7,5 ips) [19 cm/s] |
Tension moyenne moteur (V) | XX | 5,8 V | 14 V |
Courant moyen moteur (A) | 0,14 A | 0,28 A | 0,37 A |
Fréquence capteur (Hz) | XX | 408 Hz | 815 Hz |
6.2- Mesure du niveau sonore
La mesure du niveau de bruit a été faite avec un sonomètre Chauvin Arnoult.
| Niveau silence | A vide | Vitesse 9,5 cm/s | Vitesse 19 cm/s |
Bobine 18 cm | 32,2 dB | 37,8 dB | 39,3 dB | 40,1 dB |
Mesure du niveau sonore.
Epilogue.
Nous nous rapprochons d'une vraie solution. Encore quelque effort et je pense pouvoir résoudre le problème du remplacement du moteur EM1446.
Voir le dernier post sur le sujet.
Le moteur NIDEC DMN37KB semble être un excellent compromis pour réaliser ce remplacement.
Le niveau de bruit constaté pendant les essais est légèrement plus élevé que l'origine mais reste parfaitement acceptable.
7- Vidéos associées.
https://youtu.be/WhJcmHXq68A Moteur DME45BT9 (video #1)
https://youtu.be/N5epqJ4DoBk Moteur Intechno (video #2)
https://youtu.be/d9wRi56dAs8 Moteur Nidec DMN37KB (video #3)
8- Download section.
Post M10- Version du 30 août 2025 à télécharger
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