בשרשור הזה אני מתכוון להדגים שיפורים מ-ד-ה-י-מ-י-ם בזרוע הוותיקה של טורנס, זו המשמשת בסדרת ה-TD-160 והידועה כ-TP-16. כבר ציינתי את הזרוע הזו לטובה בשרשורים קודמים והודיתי בחיבתי הרבה להנדסה ולרמת הדיוק שהושקעה במלאכת החריטה הגרמנית בזרוע הזו. בשרשור הזה אני אדגים איך הופכים את הזרוע הזו לאחת הזרועות הטובות שקיימות שם בחוץ (בלי לציין VFM פנטסטי), תוך כדי הסבר על חישוב מסה אפקטיבית של זרוע, והדגמת \ הוכחת הטענות בעזרת גיליון חישוב שפיתחתי עבור הזרוע הזו - ושיכול לשמש את כולם בחישובים דומים בזרועות אחרות. אני גם מאוד מקווה לשכנע שיש בזרוע הזו יותר מהנגלה לעין והרושם הראשוני. בקיצור - אני הולך לתת תחרות אמיתית ל-SME 3009 וכל זאת, בשבר מהעלות של הזרוע המפוארת הזו.
יש לזכור ש-הTP-16 היא זרוע מתחילת שנות ה-70' השייכת לתקופה בה סטנדרטים בתכנון זרועות היו שונים לחלוטין מהמקובלים היום. אחת המגרעות היחסיות של ה-TP-16 היא המאסה האפקטיבית הגבוהה שלה שנמדדת בכ-16.5 גרם. בתחילת שנות ה-70' זו נחשבה למסה אפקטיבית נמוכה מאוד ול-TP-16 היה ייחוס של זרוע 'קצה' משובחת. מאוחר יותר, כשזרועות כמו SME 3009 הוצגו לשוק עם מאסה אפקטיבית של 6.5 - 7.5 גרם, אפילו טורנס נכנעו לטרנדים, והחלו לשפר את הזרוע הקלסית שלהם. זה הביא לתכנונה של ה-TP-16 IsoTrak וה-TP-11 שהן זרועות בעלות מאסה אפקטיבית נמוכה בהרבה, ולמעשה, מזכירות את ה-SME במאפיינים שלהן. למרות זאת, ה-TP-16 המקורית נשארה זרוע איכותית מאוד שייצורה מגלם איכויות נדירות ושמעט שדרוגים ועדכונים פשוטים עשויים להחזירה לחיים דינמיים ומרתקים ביותר.
TP-16 ו-SME 3009 Mk-II אחת ליד השנייה
[img2=550x412]https://lh6.googleusercontent.com/-koWf ... G_0065.JPG[/img2]
לא כל זרוע בעלת מסה אפקטיבית נמוכה היא זרוע טובה. קיימים מאפיינים רבים אחרים, כמו קשיחות (rigidness) של החומר ממנו עשויה הזרוע, היכולת שלה להשקיט ולמנוע פידבק של רזוננסים, איכות הצירים, היכולת לכוונה (VTF, VTA, אזימוט, זניט, גובה וכ"ו), מידת הקלות שבהחלפת הראש, והתפקוד הכללי שלה כנשאית של הראש וסיועה ליכולת העקיבה שלו. ה-TP-16 היא זרוע כזו. למעט המסה האפקטיבית הגבוהה שלה, שעשויה להוות בעיה, יש לה תכונות מצוינות. היא עשויה סגסוגת אלומיניום קשיחה וקלילה, היא תלויה על מערכת צירים מסוג gimbal (כמו גירוסקופ) שהמסבים שלו נחרטו ברמת דיוק מרשימה בהתחשב בתקופה בה היא יוצרה, טרום עידן מחרטות ה-CNC, ויש לה מכניזם כיוון אנטי-סקייט מגנטי (בניגוד למכניזם המסורבל תלוי המשקולות כמו ב-SME וזרועות אחרות). יש לה גם מספר מגרעות, כגון חיווט מיושן וכבד, מנגנון כיוון VTF מטופש בעליל ומשקל עודף, שאני אדבר עליהם בפוסט הבא (חלק ב') ואדגים כיצד מתגברים עליהן. אך בינתיים, בחלק זה, נתמקד במישור התאורטי.
TP-16 היא זרוע שקל יחסית להשיגה היום. היא מתאימה להמון דגמים של טורנס אך אפשר בקלות, באמצעות מתאם הולם, להרכיבה בפטפונים נוספים. למרות ההפרזה המרגיזה במחירה ב-eBay של כ-$80, אפשר, לעיתים קרובות, לרכוש אותה במכרזים בסכומים נמוכים בהרבה. לעומתה, SME 3009 במצב טוב, תסחר באזור ה-$400 עד $500 וזרוע במצב NOS תעבור את ה-$600 בקלות.
הנדסה מרשימה... SME 3009
[img2=550x412]https://lh3.googleusercontent.com/-4fs0 ... G_0017.JPG[/img2]
אילו, רק היינו יכולים להוריד את המאסה האפקטיבית הארורה הזו... אילו רק יכולנו להיפטר ממספר חוליים גנריים של ה-TP-16 ולשפרה מעט - האם היינו נשארים לבסוף עם זרוע ב-$80 שמתפקדת כזרוע ב-$400?
אני טוען שאפשר גם אפשר ושהתשובה חיובית. בימים אלה אני נהנה ממפגן ביצועים מרשים מאוד של TP-16 משופרת מעל גבי הפלטפורמה הטבעית שלה, ה-TD-160 המשופר של טורנס (סימן אחד למי שמתעקש לדעת) ולאחר ימים רבים של האזנה למספר ראשים כמו ה-M97, M95 של Shure, ה-DL-110 של Denon, ה-881 וה-681 של Stanton ואפילו ה-Rondo Bronze של או'פון, אני פשוט מתקשה להחליט האם ביצועי ה-TP-16 המשופרת עולים על ביצועי ה-SME 3009 II או שהם, לפחות, באותה רמה.
המאבק במסה... TP-16 בדיאטה קפדנית נשקלת חלק אחר חלק
[img2=550x412]https://lh4.googleusercontent.com/-DETI ... ARINGS.jpg[/img2]
ישנם כאלה הסבורים שה-TP-16 היא זרוע בינונית, אולי אפילו גרועה. על פי ניסיוני, רוב המבקרים כלל לא מכירים את ה-TP-16 ברמה הנדרשת כדי להטיל דופי, אלא שופטים על פי המראה המגושם והארכאי שלה, ורוב אלה המכירים אותה היטב - מבססים את רשמיהם על סמך המדריך למשתמש של הזרוע הזו. אם אתם רוצים חוות דעת נועזת מעט, הרי שטורנס בעצמם לא בדיוק עיכלו את הזרוע הזו כמו שצריך וקובץ ההוראות המסונף לפטפונים הנושאים את ה-TP-16 הוא בסיסי מידי ואינו חושף את הפוטנציאל האמיתי של הזרוע הזו. ישנם מעט מאוד יודעי דבר (בריטים וגרמנים ברובם) בעלי היכרות אינטימית עם הזרוע הזו. אלה מחזיקים בדעות דומות לשלי, והם מגדירים את ה-TP-16 כזרוע מעולה בתנאי 'שזורקים את המדריך למשתמש ומפעילים קצת הגיון צרוף בהפעלת הזרוע הזו'.
בשרשור הזה אדגים מה מחייב אותו הגיון צרוף - אך לפני כן, מכיוון שמוטלת עלי משימה לא קלה, לשכנע, או לפחות להביא לידי מניעת ביטול דברי, מצד חברים שאינם מסכימים עם הנחות היסוד שלי בקשר לזרוע המפורסמת הזו - אדבר על מסה אפקטיבית, איך מחשבים אותה, ואף אספק מחשבון קטן שחיברתי (בסך הכל קובץ גיליון אלקטרוני) כדי להוכיח את טענותיי.
איך מודדים מסה אפקטיבית של זרוע?
מסה אפקטיבית של זרוע יכולה להימדד ללא קשר לראש או לתדר הרזוננס, באמצעות מידע המושג ממדידות פשוטות. העיקרון הוא לקבוע את מומנט האינרציה (MOI) של הזרוע בציר (רדיוס אל ציר באחורי הזרוע), ואז לחשב את המסה באורך האפקטיבי של הזרוע (הקדמי), זו השקולה לאותו מומנט. זו המסה האפקטיבית של הזרוע. המסה האפקטיבית היא למעשה היכולת האינרטית של הזרוע להתנגד לכוחות השואפים להסיטה ממסלולה. בטופן אידיאלי היינו מודדים מסה אפקטיבית ביחידות של קג"מ בריבוע, אך מסיבות פרקטיות נהוג להציג מסה אפקטיבית בגרמים.
אורך אפקטיבי 'L' הוא המרחק מהציר אל מיקום קצה המחט ורדיוס 'r' הוא המרחק ממרכז המשקולת האחורית לציר
לתהליך מדידת מסה אפקטיבית של זרוע יש שלושה שלבים. נעבור עליהם כאן:
- שלב ראשון - כאן אנו עוסקים בחלק האחורי של הזרוע. נשקול את המסה (מסה m בק"ג) של המשקולת האחורית (נקראת counter weight או 'מאזנת') ואז נמדוד את מרחק r ממרכז המאזנת אל מרכז הציר (במטרים). אז נוכל לחשב את מומנט האינרציה על-פי הנוסחה I=m*r^2 כלומר, MOI שווה למסה כפול הרדיוס בריבוע. התוצאה היא ביחידות של קג"מ בריבוע ומדובר בחישוב פשוט מתחום ההנדסה של מטוטלות מורכבות. אילו, למשל, היתה לנו משקולת נוספת על מוט הזרוע, בנוסף למאזנת, היינו מחשבים את ה-MOI של המשקולת הנוספת בדיוק באותה צורה כמו זה של המאזנת, וסוכמים את שני המומנטים יחדיו. נזכור את הנקודה הזו מאוחר יותר, משום שזה בדיוק המצב ב-TP-16 שבה, יש למעשה שתי משקולות אחרות (שלוש בפועל, אבל על אחת נוותר בהמשך).
המאזנת על המשקל
[img2=550x412]https://lh6.googleusercontent.com/-ggYV ... WEIGHT.jpg[/img2]
המשקולת המשנית על המשקל
[img2=550x412]https://lh4.googleusercontent.com/-zrTe ... CENTER.jpg[/img2] - שלב שני - עכשיו נעסוק בחלק הקדמי של הזרוע משום שאנו חייבים לדעת את המסה של החלק הזה. למסה הזו נקרא 'W' והיא מייצגת את המשקל של הזרוע באורך האפקטיבי 'L'. אנו נמדוד את המשקל הזה ללא המשקולת האחורית (ללא משקל אחורי בכלל) כאשר הזרוע מקבילה לרצפה (90 מעלות בין מטה הזרוע לעמוד) וכמובן, ללא ראש, או כל חלק נוסף שקשור בהתקנתו בקצה הזרוע. הראש לא מעניין אותנו - הוא חלק נכרי לתכנון הזרוע.
מדידת המסה 'W' של החלק הקדמי של הזרוע
כשמדובר במדידת האורך האפקטיבי 'L' צריך לעבוד מדוייק. בעזרת סרגל מילימטרי מודדים את המרחק בין הציר לבין מיקום המחט וחייבים לעשות זאת בדיוק מרבי. אבל רגע אחד... אין מחט! אין אפילו ראש... איך יודעים לאן למדוד? האמת היא, שסוף מעשה - במחשבה תחילה, והיינו צריכים לסמן את המיקום לפני פירוק הראש. א-ב-ל למזלינו ניתן 'לדוג' את הנתון הזה מדפי המידע של הזרוע כפי שסיפק היצרן. כך, למשל, האורך האפקטיבי המוצהר ('L') של ה-TP-16 הוא 23.012 מילימטרים
מרגע שהאורך האפקטיבי 'L' והמשקל בחזית הזרוע ידועים לנו אנו נכנה, מעתה ואילך, את המסה הזו כ-'Z'. הערך 'Z' שווה למעשה ל-2 * W וזאת משום שבשעת המדידה של 'W', חצי מהמסה שלנו נתמכת על ידי עמוד הזרוע. המסה האמיתית 'Z', אם כך, היא מכפלת 'W' בשניים (2W).
עתה משיש לנו את 'L' ואת 'Z' אנו יכולים לחשב את מומנט האינרציה של החלק הקדמי של הזרוע לפי הנוסחה הבאה: I = Z*(L^2)/3 אני אמנע כרגע, מטעמי קיצור, מלהכנס לחלוקת הריבוע של 'L' בשלוש, ורק אומר שזוהי הערכה מתמטית הנובעת מחוקי קלקולוס המגיעים עד לניוטון עצמו. בכל מקרה, התוצאה מדודה ביחידות ק"ג למטר מרובע (קג"מ בריבוע) והיא מספר המייצג את מומנט האינרציה עבור החלק הקדמי של הזרוע. למי שהלך לאיבוד - המספר הזה מייצג בעצם את ההתנגדות של הזרוע (בחלקה הקדמי) לשינויים במומנט שלה (תזוזה ממסלול) ולמי שעדיין לא הבין... זה לא כל-כך משנה אבל זה מספר חשוב! - שלב שלישי - עתה נשתמש בעוד נוסחה לביצוע חישוב אחרון כדי לקבל את מומנט האינרציה הטוטאלי (מוחלט) של כל הזרוע. זאת נעשה לפי הנוסחה: I(tot) = [m*(r^2)] + [Z*(L^2)/3].. הנוסחה נותנת מספר בקג"מ בריבוע וחלקה הימני של המשוואה כבר אמור להיות מוכר למי שביצע את השלב השני. מי שביצע את השלב הראשון, יכול לזהות גם את מכפלת המסה בריבוע של הרדיוס. אפשר לפשט את הנוסחה על-ידי העברת אגפים ולקבל נוסחה נוספת: M*L^2 = [m*(r^2)] + [Z*(L^2)/3] שנותנת את התוצאה, שוב, בקג"מ בריבוע.
מכיוון שאנו מעוניינים במסה אפקטיבית כוללת ביחידות ק"ג ולא בקג"מ בריבוע - נחזור אל בית הספר התיכון ונפשט את הנוסחה ל:(M = ([m*(r^2)] + [Z*(L^2)/3])/(L^2 כדי לבודד את 'M'.
הנוסחה הזו עדיין מסורבלת ולכן, כצעד סופי - אנו נשתמש בנוסחה המצומצמת הזו:
M = [m*(r^2/L^2)] + [Z/3] kg.
קיבלנו, כמובן, מספר המייצג את המסה האפקטיבית של הזרוע שלנו בקילוגרמים שלמים וזה לא בדיוק יחידה ידידותית - ולכן, נחלק ב-1000 את התוצאה כדי לקבל את המסה האפקטיבית בגרמים.
אין דרך להתגבר על מדידת המסה בחלק הקידמי של הזרוע 'W' כדי לקבל את 'Z' ולהמנע ממדידת 'r' ולדעת את 'L' - אבל כל החלק הקודם העוסק בחישובים מתישים וברי שגיאה - מיותר. את כל החישובים האלה - גילמתי בתוך גיליון אלקטרוני (spread sheet) המכיל את כל הנוסחאות. (להוריד את הגיליון מכאן). הוא נראה כך:
גיליון אלקטרוני לחישוב המסה האפקטיבית של הזרוע
[img2=550x486]https://lh4.googleusercontent.com/-g7__ ... CALC1.jpeg[/img2]
מה שנשאר לעשות זה להוריד את הגיליון מכאן ולהציב את המספרים שמדדתם בזרוע שלכם אל תוך השדות הירוקים. בו זמנית תוכלו לראות (בשדה השחור בשורה האחרונה) את המסה האפקטיבית של הזרוע שלכם.
הגיליון הזה יכול לשמש אתכם לחישוב מסה אפקטיבית של כל זרוע ישרה (לא תומך בזרוע 'J' או 'S' שם החישוב מעט שונה אז נא לא להציק לי בנושא הזה). אחד היתרונות של הגיליון הזה (היחידי מסוגו בעולם למיטב ידיעתי), הוא, שהוא כולל חלק אופציונלי עבור המשקולת המשנית של ה-TP-16. למעשה הגיליון כולל את שלושת השלבים שדיברתי עליהם קודם לכן אך מוסיף שלב אופציונלי נוסף, בין שלב 1 לשלב 2, שבו ניתן להזין נתונים לחישוב MOI של משקולת נוספת. המומנט הזה מתווסף אוטומטית לתוצאה הסופית בהתאם לנוסחאות שהסברתי.
הגיליון גם כולל הסברים, ערכי ברירת מחדל, וגם את הסיסמה לשינוי הפרמטרים בשדות המוגנים (מוגנים בעיקר מפני האצבעות הזריזות שלי ולא שלכם - אבל בכל זאת צריך לדעת מה עושים).
למה כל זה טוב?
עכשיו, כאשר הגיליון האלקטרוני זמין לנו ומאפשר לנו להזין מספרים בקלות, אנחנו יכולים לבדוק מה הן ההשפעות הקריטיות על המסה האפקטיבית. הקלדה של מספרים בחלקים השונים של הגיליון מגלה לנו עובדה מעניינת. ההשפעה על המסה האפקטיבית בחלק השלישי של הגליון, זה הקשור בחלק הקדמי (הארוך) של הזרוע, גדולה בהרבה מהשפעת המספרים במוזנים עבור חלקה האחורי של הזרוע.
במילים אחרות - למשקל בחלק הקדמי של הזרוע יש הרבה יותר השפעה על המסה האפקטיבית מאשר אורך הרדיוס או נתוני המשקולת המאזנת!!! אם יש בכוונתנו להוריד מהמסה האפקטיבית של הזרוע - הרי שסביר שנרצה להתמקד במשקל שבחלק הקדמי, במקום להתעסק בחלק האחורי. אנחנו (כלומר אני) נתעסק גם נתעסק בחלק האחורי של ה-TP-16, כמו שמיד תראו, אבל לפחות עכשיו אנחנו יודעים כמה זמן כדאי להשקיע בכך ואיפה בדיוק צריך להשקיע את המאמץ העיקרי. יותר חשוב - בעזרת הגליון האלקטרוני (והמשקל האהוב שלי) אנחנו גם נדע בדיוק איזו השפעה יש לשינויים שאני אדגים כאן - על המסה האפקטיבית של הזרוע כולה. את השינויים בזרוע אני אדגים בפוסט הבא.