Changement du moteur TEAC EM1446 par un moteur brushed NIDEC DMN37KB - capteur optique : projet définitif -
- xaviermotti
- 3 juin
- 10 min de lecture
Dernière mise à jour : 12 juin
Post M12. Mis en ligne le 03 juin 2026. Mise à jour le 10 juin 2026 et le 12 juin 2026.
1- Position du problème.
Pour voir l'évolution et les différentes étapes réalisées avant celle-ci, je renvoie le lecteur aux différents articles publiés sur le sujet :
Changement du moteur TEAC EM1446 par une moteur brushed NIDEC DMN37KB - capteur moteur disque optique
Changement du moteur TEAC EM1446 par un moteur brushed NIDEC DMN37KB - capteur cabestan et moteur (essais)-
Changement du moteur TEAC EM1446 par Japan Servo Co DME 45BT9-20
Dans ce post, je décris l'adaptation d'un disque optique incrémental pour réaliser un capteur optique à faible coût pour l'asservissement de vitesse du moteur : Nidec DMN37KB.
Fig.1.
2- Le moteur choisi
Dans ce post, j'utilise toujours le moteur NIDEC DMN37KB qui est un bon moteur : satisfaisant en prix, niveau de bruit et encombrement mais qui ne possède pas de capteur de vitesse. Il est proposé notamment chez RS-particuliers pour 80€ environ.
Ses caractéristiques sont les suivantes : (Tab.1.)
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) |
La durée de vie n'est pas spécifiée pour ce moteur (elle est probablement de 3000 h).
Les balais ne sont pas interchangeables.
3- Choix définitif du couple : disque optique / capteur.
Dans ce post, que je croyais enfin être le dernier de cette série, je décris le système de régulation utilisant un disque incrémental de bonne qualité associé à un capteur optique.
Le nouveau matériel trouvé est présenté ci-dessous. Fig. 2. et Fig.3.
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Disque transparent 100 ou 256 fentes impression photographique sur polymère capteur HEDS9700 C50 ou F50 Pas possible (voir texte) | Disque métallique M3-7 50 fentes ; diamètre int 8mm ; ext 35 mm à utiliser avec capteur LiteOn + manchon 8 vers 5 mm. |
3.1- Disque incrémental polymère et capteur HEDS (fig.2.)
Je présente cette solution mais, à l'heure actuelle, elle ne fonctionne pas de façon satisfaisante (voir le 4- Essais).
Les disques optiques viennent du site Aliexpress : on les trouve pour une dizaine d'euros environ et on peut choisir :
- le diamètre d'axe : 2 mm ; 3 mm ; 4 mm ; 5 mm ; 6 mm ; 6.35 mm ; ...
- le nombre d'impulsions par tour : 100 ; 200 ; 256 ; 360 ; 400 ; 500 ; ...
- le diamètre total est de 24 mm ;
Il est quelque fois vendu en association avec le capteur optique HEDS de la série 9700 ou 9720 ou 9730 (voir ci-après).
Fig.4.
Le disque est de type incrémental, il présente des fentes régulièrement espacées sur un tour.
Attention à choisir le disque version AB et non ABZ.
A la différence du modèle AB, le ABZ présente une fente supplémentaire qui permet le comptage du nombre de tour. Ce modèle ne peut pas être utilisé ici car il génère un signal différent à chaque tour ce qui perturbera la régulation.
Les disques photo-optique doivent être utilisés avec un capteur de la série HEDS 9700.
Le détecteur HEDS 9700 fonctionne sous une alimentation de 3,3V ou 5V et restitue une onde rectangulaire.
La sortie n'est pas un collecteur ouvert, donc pas besoin de résistance de tirage.
La série HEDS9700 présente des capteurs à 2 canaux de sorties : CHA et CHB voire 3 canaux : CHA, CHB et sens.
CHA et CHB sont des signaux en quadrature, on peut utiliser l'un ou l'autre.
Dans la série HEDS9700 il existe plusieurs variantes qui diffèrent par la finesse de la détection d'encoches et par la vitesse de réaction maximale.
Ainsi le HEDS 9700-fonctionne jusque 20 kHz le HEDS 9720- jusque 40 KHz.
De même le HEDS9700-F50 permet le comptage pour un disque de 256 impulsions par tour.
Fig.5.
La fréquence maximale atteinte pour un disque à 256 encoches et en 19 cm/s sera :
f = n / 60 x N = 2048 / 60 x 256 = 8738 Hz < 20 kHz.
Pour un disque donné, il faut faire le bon choix de capteur :
Certaines combinaisons de disque / capteur ne fonctionnent pas car elles ne produisent pas un signal régulier dans le temps, je vous donne quelques exemples pour illustrer cela car je l'ai constaté à mes dépends :
Tab.2.
Disque | Capteur | Oscillogramme | |
100 fentes | HEDS 9730 Q |  | NON |
100 fentes | HEDS 9700 F |  | NON |
256 fentes | HEDS 9700 F |  | Ok |
100 fentes | HEDS 9700 C |  | Ok |
Il faut donc retenir qu'un disque doit être employé avec son capteur dédié.
Si vous faites une commande sur le site chinois, il faut le préciser dans les commentaires pour être sûr que l'appairage soit correctement fait car je suis convaincu que certains font l'amalgame entre toutes ces références :
- HEDS 9700 C pour un capteur 100 fentes
- HEDS 9700 F pour un capteur 200 ou 256 fentes ...
Pire encore, pour un disque donné, une même boutique ne vends pas forcément le bon capteur.
Vous retrouverez ces informations sur le datasheet du capteur :
L'électronique fait appel à un CD4040 cascade de diviseurs.
Fig.7.
Le signal entre sur la broche 10 "clock = ck" et on récupère sa valeur divisée par 2 sur la broche Q1 ou divisé par 8 sur la broche Q3. La broche 11 est le RESET.
3.2- Disque métal et capteur fourche Lite-On (fig.3.)
Il n'existe pas de disque photo-optique a bas prix ayant 30 encoches / tour : la plus petite valeur est 50 encoches / tour pour le disque en acier.
Les disques de métal sont vendus par 5. Les caractéristiques sont les suivantes :
- axe central diam 8 mm
- diamètre total 35 mm
- épaisseur 0,2 mm
Prix : 12,99 € + 8,48€ (livraison)
Fig.8.
Le schéma de câblage de l'interrupteur optique Lite-On LHT301 que j'ai adopté, est le suivant :
Fig.9.
A l'oscilloscope, ce disque ne présente pas de variation visible de durée entre une encoche et la suivante.
Il est donc parfaitement utilisable pour cette application.
4- Essais.
4.1- Combinaisons sur la base de capteur HEDS
La logique voulait que l'on s'approche au mieux des 30 impulsions / tour comme pour le système initial du moteur EM1446 : mon premier choix s'est donc porté sur un disque de 256 fentes / tour suivi d'un diviseur par 8. Le diviseur est un CD4040 (sortie Q3).
Puis sur le couple : disque 100 fentes / tour suivi d'un diviseur par 2 (sortie Q1).
La mise en oeuvre de ces deux solutions a conduit à un système opérationnel en terme de stabilité de vitesse mais générant un bruit de moteur (sifflement) dont je n'ai pas compris l'origine.
Ce bruit, très supérieur à la version initiale, que filtrage, lissage et amortissement mécanique n'ont pas permis d'améliorer, rend la solution inexploitable.... à suivre pour comprendre et corriger cela.
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Fig.10. Fig.11.
4.2- Combinaison utilisant le disque métallique.
Mon choix s'est ensuite porté sur un disque acier de 50 fentes / tour sans diviseur.
Le bruit a diminué, il reste plus élevé que la valeur initiale avec le disque optique 30 fentes en découpe laser (voir mesures à la fin).
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Fig.12. et Fig.13. Le disque optique a été collé en dessous de la poulie.
5- Les modifications de la carte (disque 50 fentes).
La sortie du capteur peut attaquer directement la carte TEAC 51678860 ou la carte TEAC 51675661.
je rappelle brièvement le fonctionnement de la régulation de la carte TEAC 516 :
Une référence de temps est donnée par la charge à tension constante d'un condensateur (C6) de 0 à 18,8 V environ au travers d'une résistance (R7-R17 ou R8-R18) selon la vitesse de défilement choisie ;
La tension de charge du condensateur est remise à 0 par des impulsions générées à chaque période de la tension du capteur de vitesse du moteur :
- si la vitesse du moteur est plus grande que la vitesse de consigne, la période Tm du moteur est plus courte que la période Tc de charge du condensateur C6 ; la charge de C6 est interrompue avant d'atteindre la tension limite et le moteur n'est pas alimenté = il ralentit ;
- si la vitesse du moteur est plus petite que la vitesse de consigne, la période Tm du moteur est plus longue que la période Tc de charge du condensateur C6 ; la tension aux bornes du condensateur C6 atteint la tension limite et le moteur reçoit une impulsion de commande par la mise en conduction de T1 et T2 ; cette impulsion de commande est déterminée par C6.
Sur la carte de régulation TEAC 516... il faut revoir les composants suivants.
A 19 cm/s Tab.3. Pour 50 encoches, la fréquence des impulsions est fi = 2046 x 50 / 60 = 1705 Hz et Ti = 1/fi = 5,865 x 10-4 s
Avec la tension d'alimentation de V = 24V la tension limite = VR9 = 17,83 V (valeur mesurée sur la carte) avec C6 = 6,8 nF (styroflex 2%) on résoud v(t) = VR9 = Vx[1-exp(-t/R'8xC6)] avec t = Ti on trouve t = R'8xC6 = 0,000408 = 4,08 x 10-4 s soit R'8 = R8+R18 R'8 = 53,5 kohm obtenu avec R8 = 43 kohm R18 = 20 kohm |
A 9,5 cm/s Tab.4. Pour 50 encoches, la fréquence des impulsions est fi = 1023 x 50 / 60 = 853 Hz et Ti = 1/fi = 1,173 x 10-3 s
Avec la tension d'alimentation de V = 24V la tension limite = VR9 = 17,83 V avec C6 = 6,8 nF (styroflex 2%) on résoud v(t) = VR9 = Vx[1-exp(-t/R7xC6)] avec t = Ti on trouve t = R'7xC6 = 0,000815 = 8,15 x 10-4 s soit R'7 = R7+R17 R'7 = 81,5 kohm obtenu avec R7 = 71,5 kohm R17 = 20 kohm |
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Fig.14. Courbe de charge de C6 pour la vitesse 19 cm/s. Fig.15. Schéma.
Charge de C6 (courbe bleue et tension VC6 bleue) avec ligne rouge horizontale (tension de seuil 17,83 V).
La tension de seuil (VR9 en rouge) est fixée par le diviseur R9 R10 et la résistance R = 2,6 kohm du potentiomètre de "pitch control". Par calcul on trouve 18,31 V ; la mesure donne 17,83 V.
La variation de cette tension a une influence importante sur la variation de vitesse.
Les impulsions de rattrapage de la vitesse étant plus fréquentes, il faudra également réduire leur durée. Pour cela il faut réduire la valeur de C7 = 470 nF vers C7 = 330 nF ; c'est un condensateur tantale polarisé.
On doit maintenir une durée d'impulsion inférieure à la période.
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Fig. 16a. Vue d'ensemble de la carte avec le patch d'adaptation. Le support de CI était prévu pour le diviseur CD4040.
Fig. 16b. Une surchauffe du transistor qui fonctionne presque deux fois plus souvent et dissipe donc plus d'énergie m'a amené à renforcer le refroidisseur.
6- La nouvelle poulie.
Je donne le plan de la dernière poulie.
La problématique est que le capteur + disque optique occupent une hauteur plus importante que précédemment : la partie de l'axe sur laquelle s'enfiche la poulie est donc réduite .
Pour une bonne rigidité de l'ensemble il faut gagner le maximum de longueur commune entre la poulie et l'axe du moteur.
On peut agir sur : - la longueur de la base de la poulie (rallongée à 11 mm)
- la longueur des silent-blocs
Cette poulie m'a coûté environ 50 euros sur le site usineur.fr.
Fig.17.
Système anti-vibrations (silent bloc : diamètre : 15mm ; longueur : 10 ou 15mm ; axe : M4).
(c'est le diamètre maximum possible, le silent-bloc a été trouvé dans les accessoires de modélisme - Weymüller).
7- Electronique de contrôle.
Sur le châssis du TEAC j'ai rajouté un régulateur 24V pour alimenter la carte régulation et le moteur. Cette opération avait pour but de limiter la puissance dissipée par le transistor Q4 qui chauffait excessivement.
Dans la pratique, je ne suis pas sûr que ce régulateur était indispensable.
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Fig. 18. Schéma du régulateur 24V. Fig.19. Implantation du régulateur sur le
châssis.
8- Essais, réglages et mesures.
Pour une égalité de la vitesse d'avance en mode direct / reverse il faut que la poulie dépasse de 22,0 mm de la base de fixation. Cette valeur est mesurée sans la rondelle d'inclinaison. Je ne connais pas la tolérance de positionnement, je sais seulement qu'à 22,15 mm, l'écart de vitesse est de 3000 Hz à 3073 Hz sur la bande étalon (=2,43%).
Fig.20. repère pour le positionnement de la poulie par rapport au plateau.
Après quelques essais, j'ai fini par supprimer le système de démarrage à base de relais qui n'apporte pas grand chose à l'ensemble. Après étude, j'ai compris que le condensateur C8 finit par se charger (probablement par des courants de fuite ; on mesure environ 15V après quelques minutes) pendant les moments d'attente avec la bande détendue et il ne remplit plus son rôle en phase de démarrage.
En plaçant mon voltmètre (10 Mohm) dessus, il se décharge lentement sans que cela ne perturbe la régulation. J'ai donc mis une résistance de R = 6,8 Mohm en parallèle : elle assure sa décharge et permet de relancer le moteur. Cette solution, largement plus simple que la précédente, est entrain d'être testée sur le long terme.
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Fig. 21. Résistance de décharge de C8 Fig.22. Vue de la platine. Le CI et le relais
sont déconnectés.
8.1- 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).
Tab.5. | 9,5 cm/s | 19 cm/s |
Fréquence capteur | 853 Hz | 1705 Hz |
8.2- Mesure du niveau sonore
La mesure du niveau de bruit a été faite avec un sonomètre Chauvin Arnoult (CDA 830), placé à 15 cm environ du moteur, capot arrière ouvert, mode de mesure décibels A.
Tab.6. | Bobine 12 cm | Niveau silence | Moteur à vide | Moteur bobine |
| 9,5 cm/s 19 cm/s | 32,2 dBA 32,4 dBA | 38,9 dBA 42,9 dBA | 39,8 dBA 43,3 dBA |
Le niveau sonore mesuré est bien supérieur au niveau de bruit du système précédent. Son origine semble être le changement du nombre de fentes du disque : la nouvelle fréquence d'ajustement de la vitesse génère une vibration électromécanique peut-être au voisinage de la fréquence de résonance ?
On peut réduire ce bruit par filtrage capacitif mais cela ce fait au détriment de la précision de régulation.
A l'heure où je publie ce post, je n'ai pas de solution.
9- Conclusion.
Certains puristes ne jurent que par la restauration des appareils vintage avec des pièces d'origine et je les comprends ... mais aujourd'hui ces moteurs ont, pour beaucoup, atteint leur fin de vie. Personnellement, je recherche essentiellement à retrouver les fonctions initiales de l'appareil quitte à faire quelques concessions avec le contenu.
Une réalisation un peu plus soignée : pièces en aluminium, circuit imprimé dédié ... permettrait de ne quasiment plus voir de traces d'une intervention aussi lourde.
Je pensais ce post comme le dernier et en mesure de faire le point définitif, à coût réduit*, sur le changement du moteur TEAC EM1446 par un moteur brushed classique de chez Nidec, mais je suis confronté à une régulation qui cette fois, génère un bruit supérieur de quelques décibels par rapport à l'ancien système.
J'espère comprendre les raisons et trouver une solution dans un proche futur.
(*) Le coût estimé est : moteur (80€) poulie (50€) support époxy (10€) silent-bloc et visserie (15€) électronique (30€) soit l'ensemble à moins de 200 €.
10- Vidéos associées aux différents posts.
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)
11- Téléchargement / download section.
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