Индикатор сигнализации из фотовспышки (видимость 8 км)
На мой взгляд, для радиолюбителей кризис — не помеха, наоборот: по моему региону и деятельности коллег, с которыми мы регулярно общаемся как в радиоэфире, так и лично, могу сказать, что у нас появился повод «закатать рукава», взять паяльник и осмотреться вокруг. В последние годы множество промышленных устройств покупалось потому, что это представлялось более простым и малозатратным (по потраченным средствам и времени) способом достижения конкретной цели. Сегодня мы слегка возвращаемся в годы дефицита радиодеталей и готовых промышленных устройств, когда самостоятельно собирали или усовершенствовали уже готовые конструкции, — годы, на мой взгляд, наиболее стремительного развития радиолюбительского движения. Я не считаю это шагом назад; это возвращение к реальному творчеству (которое, впрочем, у неравнодушных к радио никогда и не ослабевало) вместо наиболее простого: пошел и купил. И сегодня можно пойти и купить готовую конструкцию, но кризис, о котором не беспокоится только ленивый (не потому ли прочат даже вторую его волну?), «волей-неволей» заставляет задумываться: куда, как и сколько вложить собственных средств, а какие покупки оставить до лучших времен.
Это еще не тотальная экономия, но уже разумный расчет. Все же капитализм догнал-таки нас даже в этом…
И самыми эффективными мне представляются те разработки, которые не нужно «поднимать с нуля», то есть я веду речь об усовершенствовании готовых промышленных электронных устройств самодельными разработками. В результате получаются вполне работоспособные конструкции, одну из которых предлагаю вашему вниманию. Это дополнительный узел к промышленной фотовспышке СЭФ-1 (выпускавшейся миллионными «тиражами» на широкой территории страны до начала XXI века).
Основа фотовспышки — импульсная лампа ИФК-120 и оксидный высоковольтный конденсатор большой емкости. Бестрансформа-торный преобразователь напряжения при использовании его от сети 220 В позволяет накопить на обкладках конденсатора заряд в несколько сотен вольт; о чем (при готовности фотовспышки к применению) владельца предупреждает горящий неоновый газоразрядный индикатор на корпусе вспышки. Разряд конденсатора происходит благодаря замыканию выносных контактов (в цепи управления тиристором устройства), предназначенных для подключения к фотоаппарату.
Вот эту особенность я и использовал для управления вспышкой «извне». Поскольку в цепи управления тиристором (в цепи анода которого включена обмотка импульсного трансформатора) разница потенциалов не превышает 10 В, к управляющему электроду я подключил выход мультивибратора на микросхеме КР1006ВИ1,
собранного по классической схеме. Теперь остается только задать требуемую частоту импульсов, которые «преобразуются» в соответствующие им вспышки лампы ЙФК-120.
На рис. 3.16 представлена электрическая схема мультивибратора на микросхеме КР1006ВИ1, включенного в автоколебательном режиме.
Рис. 3 16. Электрическая схема мультивибратора на микросхеме КР1006ВИ1, включенного в автоколебательном режиме
Здесь представлена схема простого задающего генератора с возможностью регулирования параметров выходных импульсов в широких пределах, то есть генератора универсального назначения, который при небольшой доработке выходного каскада эффективно используется как высокочастотный преобразователь напряжения для фотовспышки СЭФ-1.
Рассмотрим работу мультивибратора. При подаче питания на элементы схемы конденсатор С1 имеет очень малое сопротивление электрическому току и начинает заряжаться через резисторы Rl, R2 от источника питания. В первый момент времени на входе запуска (выводы 2 и 6 DA1) — отрицательный импульс, а на выходе микросхемы (вывод 3) устанавливается напряжение высокого логического уровня. Напряжение на заряжающемся конденсаторе С1 растет по экспоненциальному закону с постоянной времени t = RC, где R — сумма сопротивлений R1 и R2. Когда напряжение на обкладках конденсатора С1 достигает уровня 2/3 напряжения питания, внутренний компаратор сбрасывает триггер микросхемы в исходное состояние, а триггер, в свою очередь, быстро разряжает конденсатор C1 и переключает выходной каскад в состояние с низким уровнем напряжения. Таким образом, периодический заряд конденсатора С1 осуществляется через цепь сопротивлений R1R2, а разряд — через резистор R3. Это позволяет регулировать скважность импульсов в широких пределах, задавая соотношение между сопротивлениями резисторов R1 и R2.
Времязадающие резисторы R2 и R3 определяют параметры импульсов генератора и его частоту в широких пределах: R2 регулирует пачки импульсов (чем меньше его сопротивление, тем короче пачки вплоть до одиночных), R3 регулирует паузы между импульсами от 0,5 до 30 сек. Параметры частоты следования импульсов также зависят и от емкости конденсатора С1, который можно применить до сотен микрофарад. В данном режиме напряжение на обкладках конденсатора С1 изменяется от 1/4 до 2/3 напряжения источника питания. Скорость заряда конденсатора и порог срабатывания внутреннего компаратора прямо пропорциональны напряжению питания, поэтому длительность выходного импульса от напряжения питания практически не зависит. Выход таймера КР1006ВИ1 переключается, резко изменяя напряжение на выводе 3 DA1. Вывод 5 микросхемы нужно оставить свободным или подключить к общему проводу через конденсатор типа КМ, емкостью 0,01 мкФ. Это в данной схеме не принципиально.
Оксидный конденсатор C3 сглаживает пульсации напряжения от источника питания.
обмотка повышающего трансформатора Т1 фотовспышки. Для дополнительной защиты выходного каскада в схеме с трансформатором применен сапрессор (защитный стабилитрон) из серии КС515 с любым буквенным индексом. Защитный стабилитрон должен иметь напряжение стабилизации не менее 3/4 Uпит.
Микросхема при работе может незначительно нагреваться до 30…40 °С. Элемент питания устройства может быть как автономный (батарея типа 6F22 «Крона», кстати, в «портфеле» фотовспышки предусмотрен отсек для двух плоских батарей с суммарным напряжением 9 В и, соответственно, повышающий преобразователь напряжения для работы импульсной лампы), так и стационарный блок питания со стабилизированным напряжением от 6-15 В.
На рис. 3.18 представлена фотовспышка СЭФ-1.
Полевой транзистор VT1 можно заменить IRF640, IRF511, IRF720. Переменные резисторы R2, R3 с линейной характеристикой изменения сопротивления — многооборотные, например СП5-1ВБ. Оксидный конденсатор C3 типа К50-29 или аналогичный. Постоянные резисторы типа МЛТ-025, неполярные конденсаторы типа КМ.
Рис 3 17. Электрическая схема выходного каскада преобразователя напряжения
Рис. 3.18 Фотовспышка СЭФ-1 в расчехленном виде
Практическое применение совмещенного устройства может быть различным. Кроме первого, что приходит в голову молодому человеку, — установить эту конструкцию на танцполе в виде стробоскопа (частота импульсов мультивибратора в этом случае выбирается 1-10 Гц), есть и другие варианты: к примеру, я сейчас применяю устройство для дистанционной индикации нормальной работы сигнализации деревенского дома. Дело в том, что мой хутор отстает от основной деревни на 8 км. Сообщение — лесная дорога. Но благодаря тому, что он находится на горке, из деревни видно саму усадьбу. Однако, конечно, трудно разглядеть, есть ли в ней посетители. А это очень важно, поскольку постоянно я живу все же в городе, за много километров от хутора. Зато периодические яркие вспышки (частота следования импульсов 0,1 Гц) импульсной лампы ИФК-120, вместе с рефлектором направленной в сторону ближайших жилых домов, недвусмысленно дают знать точную картину: когда антисоциальные элементы полезут в дом и сработает сигнализация, управляемая мной с помощью сотового телефона (на расстоянии), лампа-вспышка перестанет мигать — это и будет тревожным сигналом.
После установки и подключения рассмотренных устройств остается только договориться с местными старожилами (которым всегда делать нечего) о том, чтобы они поглядывали в сторону удаленного хутора. Главная их задача — конечно, не засечь момент срабатывания сигнализации (это я сам засеку сразу, равно как и местный отдел милиции, в который произойдут звонки с сотового телефона, установленного в усадьбе и выполняющего роль «дистанционного оповещения»), а зорко проследить (зафиксировать личность) тех «добрых» людей, кто вскоре проследует пешком или на машине со стороны моего хутора. А дальше — дело милиции.
Днем и тем более ночью вспышки ИФК-120 хорошо видны на очень далеком расстоянии, что можно использовать и в других случаях, когда потребуется дистанционный сигнализатор.
Еще одним вариантом применения гибридной конструкции является защитная функция хозяев дома. Рефлектором к выходу вспышка располагается в передней (сразу после входной двери на улицу), подача питания на устройство осуществляется с помощью обычного настенного включателя.
Если после открывания щеколды (и двери) впущенный гость оказывается «проходимцем, угрожающим жизни», то нетрудно нажать на включатель, и под воздействием лампы-вспыньси, включенной в режиме стробоскопа, «злодей» будет парализован в действиях бесконтактным способом; угрозы для его жизни при этом не предвидится.
Это можно «взять на вооружение» не только в деревенских усадьбах, но и в городских квартирах. А могут быть и более экстравагантные варианты. Все дело в фантазии и ее умелой реализации, что, безусловно, у каждого радиолюбителя присутствует с молоком матери.
Литература: Кашкаров А. П. Электронные устройства для уюта и комфорта.
НОУ ИНТУИТ | Лекция | Фотовспышки
< Лекция 12 || Лекция 9: 123
Аннотация: Электронный импульсный осветитель, встроенный в цифровой фотоаппарат, инструмент, без которого фотографу зачастую трудно обойтись. Но лампа-вспышка имеет как свои плюсы, так и свои минусы. В полной мере она проявляет свои возможности только в руках умелого, опытного фотографа.
Ключевые слова: объект, ПО, автомат, значение, потенциал, поток, расстояние, мощность, Произведение, сенсор, ISO, меню, Пейзаж, Эффект «красных глаз», Зеркальный фотоаппарат, быстродействие, DSC, очередь, кадр, разность, дуга, электрическая схема, энергия, синхронизатор, цифровой фотоаппарат, вес, список, площадь, Система TTL, место, определение, параметр, погрешность, дисплей, основание
Цель лекции — рассказать о типах, устройстве и применении встроенных и подключаемых электронных ламп-вспышек.
В любом цифровом фотоаппарате, кроме самых дешевых камер-игрушек, есть встроенная электронная вспышка. Питание встроенной вспышки осуществляется от основного аккумулятора или батареи сухих элементов камеры. В фотоаппаратах старшей группы, в полупрофессиональных и профессиональных камерах встроенная вспышка дополнена колодкой подключения внешней лампы, а иногда и гнездом для кабельного подключения вспышки.
Наличие подобной колодки значительно расширяет применение фотоаппарата, поскольку позволяет экспериментировать с источниками искусственного света, добиваясь особых эффектов освещения. Еще больше возможностей предоставляет отдельный
Рис. 9.1. Внешняя электронная лампа-вспышка
Рис. 9.2. Встроенная лампа-вспышка цифрового фотоаппарата
Встроенные вспышки цифровых фотоаппаратов могут значительно различаться по степени автоматизации управления.
В недорогих любительских камерах начального уровня замер освещенности при работе вспышки осуществляется отдельным датчиком, расположенным на лицевой панели корпуса камеры. Когда основной экспонометр фотоаппарата фиксирует недостаточный уровень освещенности, устанавливается выдержка синхронизации (обычно 1/60 c) и в работу включается вспышка. При этом датчик вспышки замеряет общий уровень освещенности, и в соответствии с этими данными блок автоматики устанавливает диафрагму объектива, при которой экспозиция сенсора будет правильной.
Подобный механизм управления встроенной вспышкой часто приводит к экспозиционным ошибкам. Если снимать с включенной вспышкой портрет человека на темном фоне, то, исходя из уровня общей освещенности, автомат вспышки откроет диафрагму больше, чем требуется для получения качественного снимка. Лицо на фотографии получится излишне светлым (передержка), а фон будет экспонирован нормально. Так же обстоит дело и при съемке темных фигур на светлом фоне (лицо получится недодержанным, фон нормальным).
Иначе устроена система управления автоматической встроенной вспышкой в фотоаппаратах средней и старшей ценовой группы. Здесь в качестве датчика вспышки используется основной TTL-датчик системы экспозамера, как правило, точечный (измерение уровня освещенности по центральной части кадра). Установка экспозиции производится не только изменением диафрагмы, но и регулировкой длительности светового импульса — в зависимости от применяемого программного режима камеры. К примеру, в режиме «ночной портрет» будет установлено максимальное значение диафрагмы для достижения минимальной глубины резкости, а к электродам лампы будет подведен потенциал меньшей величины для ограничения светового потока вспышки, чтобы не допустить передержки. В программном режиме «пейзажная съемка» ситуация будет обратной. Автомат установит минимально возможную диафрагму для достижения как можно большей глубины резкости, а световой поток лампы будет максимальным (правда, в пейзажной съемке вспышка плохой помощник — из-за небольшой дальности действия).
Уровень освещенности при работе лампы-вспышки зависит еще и от расстояния между камерой и объектом съемки. Чем дальше находится объект, тем меньше света от импульсной лампы на него попадает. В схеме управления встроенными вспышками с отдельным датчиком предусмотрен автоматический ввод экспозиционной поправки системой автофокуса камеры. То есть дальномер камеры определяет расстояние до объекта съемки и в соответствии с этим автомат вспышки устанавливает необходимую для правильной экспозиции диафрагму. Фотоаппараты со вспышками с регулируемым световым потоком и замером уровня освещенности через основной объектив и в этом случае работают точнее, поскольку измеряют уровень освещенности по сфокусированному изображению.
Мощность любой фотовспышки, в том числе и встроенной, выражается неизменяемой количественной величиной — ведущим числом. Ведущее число — это произведение значения диафрагмы объектива на расстояние от камеры до снимаемого объекта в метрах, при которых светочувствительный материал (пленка или сенсор) будет экспонирован правильно.
К примеру, при освещении объекта съемки, расположенного на расстоянии в 2,5 м, вспышкой с ведущим числом 10 диафрагма должна быть установлена на f/4 (2,5х4=10).
Чем больше ведущее число, тем вспышка мощнее и тем больше дальность ее действия. При той же диафрагме f/4 вспышка с ведущим числом 20 позволяет фотографировать объекты, расположенные на расстоянии 5 м, а вспышка с ведущим числом 40 — на расстоянии 10 м.
Рис. 9.3. Любительская лампа-вспышка
Рис. 9.4. Профессиональная вспышка
Ведущее число вспышки вычисляется для пленки чувствительностью в 100 единиц ISO (между прочим, чувствительностью в 100 ISO обладает большинство сенсоров цифровых фотоаппаратов). То есть для пленки (сенсора) чувствительностью в 200 единиц ISO, дальность действия вспышки удвоится, для пленки чувствительностью в 400 единиц ISO — увеличится в 4 раза.
Увеличивая значение чувствительности сенсора в установках цифровой камеры (через экранное меню дисплея), мы увеличим эффективную дальность действия встроенной вспышки (правда, при этом возрастет и уровень шумов).
Цифровые фотоаппараты оснащаются встроенными вспышками небольшой мощности. Обычно встроенные вспышки имеют ведущее число порядка 10-12 и служат лишь в качестве источника света для съемки крупных планов с близкого расстояния. Вспышки большей емкости значительно сократили бы срок автономной работы фотоаппарата. Впрочем, применение вспышки и так сказывается на продолжительности работы. Если без применения вспышки цифровая камера способна отснять 100 кадров, то вспышка сокращает это количество примерно вдвое.
При съемке автоматической цифровой камерой мы часто сталкиваемся с ситуациями, когда фотоаппарат блокирует спусковую кнопку, не давая возможности сделать снимок. Происходит это либо при неправильной наводке на резкость механизмом автоматической фокусировки (объект расположен слишком близко, а режим макросъемки не выбран, или в зоне датчика автофокуса слишком много контрастных объектов, находящихся на разных расстояниях от камеры), либо при ошибках в определении экспонометрических параметров (освещенность слишком велика или слишком мала, и автомат не может выбрать сочетание выдержки-диафрагмы, при котором сенсор будет экспонирован правильно).
Дальше >>
< Лекция 12 || Лекция 9
емкость — Фонари и конденсаторы
спросил
Изменено 9 лет, 11 месяцев назад
Просмотрено 3к раз
$\begingroup$
Почему в фонариках фотоаппаратов используются конденсаторы вместо того, чтобы прикреплять свет напрямую к аккумулятору? Как это приводит к большему количеству света? 9{-3}s$) или даже несколько микросекунд, поэтому лампа-вспышка получает мощный заряд энергии.
Во-вторых, флэш-конденсатор хранит энергию при гораздо более высоком напряжении: речь идет о до 1000 В (обычно около 300 В), вместо 6 В от 4 элементов АА.
Наконец, конденсатор разработан таким образом, чтобы он мог выдавать чрезвычайно высокие токи, опять же выше, чем может выдавать батарея сама по себе.
Наконец, заряд на этом конденсаторе может оставаться очень долгое время. Никогда не прикасайтесь к заряженному конденсатору вспышки. Запасенная в них энергия может быть смертельной!
$\endgroup$
3
$\begingroup$
Поскольку нам нужно не освещение, а вспышка, значит, мы должны высвободить много энергии за короткий промежуток времени. Конденсаторы могут быстро накапливать и отдавать энергию.
$\endgroup$
Зарегистрируйтесь или войдите в систему
Зарегистрируйтесь с помощью Google
Зарегистрируйтесь, используя электронную почту и пароль
Опубликовать как гость
Электронная почта
Требуется, но никогда не отображается
Опубликовать как гость
Электронная почта
Требуется, но не отображается
Нажимая «Опубликовать свой ответ», вы соглашаетесь с нашими условиями обслуживания, политикой конфиденциальности и политикой использования файлов cookie
.
Часть 2: Конденсатор — скрытая звезда электронных схем — роль № 1: Хранение электроэнергии｜ Понимание типов и функций конденсаторов из пяти статей
Часть 2: Конденсатор — скрытая звезда электронных схем — роль № 1: Хранение электроэнергии
- фейсбук
- твиттер
- Линкедин
Эта статья представляет собой переиздание переработанного/переписанного контента из прошлого. Он может содержать устаревшую техническую информацию и ссылки на продукты, которые в настоящее время не доступны в TDK.
Первая функция конденсатора — накапливать электричество (электрический заряд). В стробоскопах для цифровых и одноразовых камер конденсатор накапливает электричество, подаваемое аккумулятором, и мгновенно выдает очень высокое напряжение, чтобы стробоскоп мог сработать. Функция конденсаторов для хранения электроэнергии играет жизненно важную роль в сглаживающих цепях источников питания в электронных устройствах.
Различные типы конденсаторов и их характеристики
Если электронные схемы уподобить бейсбольному полю, различные конденсаторы занимают разные позиции в зависимости от их силы. Бумажные конденсаторы, которые раньше были «звездами» схем, больше не используются, но некоторые старые конденсаторы, такие как слюдяные, все еще активны. Наиболее распространенным типом конденсатора является многослойный керамический чип-конденсатор. Это потому, что они маленькие, очень надежные и бывают самых разных типов, подходящих для любого положения. Электролитические конденсаторы заметно крупнее и «надежнее». Они характеризуются высокой емкостью, что позволяет им накапливать большое количество электрического заряда, и незаменимы в таких приложениях, как стробоскопическое освещение в цифровых камерах. Электролитические конденсаторы также называют разрядными конденсаторами.
Как работают стробоскопы в одноразовых камерах
Одноразовая камера — отличный пример экологически чистого продукта «3R» (сокращение, повторное использование, переработка). В стробоскопах в таких камерах используются конденсаторы. Для создания интенсивной стробоскопической вспышки ксеноновой лампы требуется очень высокое напряжение в несколько тысяч вольт. Чтобы создать это напряжение от 1,5-вольтовой сухой батареи, в камеру встроена компактная электронная схема. Светоизлучающий механизм представляет собой двухэтапный процесс: сначала 1,5-вольтовый постоянный ток повышается примерно до 200–300 вольт с помощью схемы повышения напряжения, затем заряд сохраняется в конденсаторе для режима ожидания.
При нажатии кнопки затвора накопленный электрический заряд протекает через катушку триггерного трансформатора в виде тока, мгновенно увеличивая напряжение до нескольких тысяч вольт и заставляя ксеноновую лампу излучать свет.
В цепи запуска также используется многослойный керамический чип-конденсатор. Сочетание большого алюминиевого электролитического конденсатора большой емкости и небольшого компактного многослойного керамического чип-конденсатора (от среднего до высокого напряжения) делает возможной одноразовую камеру со стробоскопом.
Почему алюминиевые электролитические конденсаторы имеют большую емкость?
Конденсатор состоит из двух обращенных друг к другу электродов.
Емкость накопленного заряда, или емкость (C), увеличивается по мере увеличения площади поверхности электрода (S), уменьшения расстояния между электродами (d) и относительной диэлектрической проницаемости (εr) диэлектрического материала (изолятора) между электроды увеличиваются.
Наиболее распространенным типом конденсатора с емкостью 100 мкФ (микрофарад) или более является алюминиевый электролитический конденсатор. Этот конденсатор изготавливается путем химического придания шероховатости поверхности алюминия высокой чистоты и формирования методом электролиза тонкой оксидной пленки на поверхности анода, которая служит диэлектрическим материалом. Шероховатая поверхность с мелкими неровностями обеспечивает большую площадь поверхности электрода, а поскольку оксидная пленка очень тонкая, можно реализовать конденсатор со значительной емкостью.
Для мобильных устройств и ноутбуков также используются танталовые электролитические конденсаторы, так как они компактнее, имеют более высокую емкость и более надежны, чем алюминиевые электролитические конденсаторы. Однако тантал является редким металлом и, следовательно, более дорогим.
изготовлены из уникального керамического материала (диэлектрическая керамика) с чрезвычайно высокой диэлектрической проницаемостью. В то время как относительная диэлектрическая проницаемость (диэлектрическая проницаемость) воздуха составляет около 1, пластиковая пленка, используемая в пленочных конденсаторах, составляет от 2 до 3, а оксидная пленка, используемая в электролитических конденсаторах, составляет от 8 до 10. Однако керамические диэлектрические материалы, такие как титанат бария и другие керамические материалы с высокой диэлектрической проницаемостью имеют диэлектрическую проницаемость от 1000 до 20000. Многослойные керамические чип-конденсаторы с емкостью в высоком диапазоне электролитических конденсаторов, несмотря на их малые размеры, могут быть изготовлены путем наслоения множества листов этого керамического диэлектрического материала и металлических электродов в несколько слоев.
Сглаживающие конденсаторы играют важную роль в цепях питания
Электролитические конденсаторы применяются также для сглаживания цепей в блоках питания. Большинство электронных схем, таких как цифровые ИС и операционные усилители, питаются от постоянного напряжения. Следовательно, для электронного оборудования, потребляющего мощность переменного тока (AC), требуется схема источника питания, которая преобразует переменный ток в постоянное напряжение постоянного тока (DC). Стационарные устройства, такие как настольные компьютеры, имеют встроенные цепи питания, а в ноутбуках используются адаптеры переменного тока для преобразования переменного тока в постоянный. Адаптеры переменного тока используют трансформаторы и диоды для преобразования и выпрямления напряжения.
Однако на данном этапе это все еще пульсирующий ток, а не постоянный ток. Зарядка и разрядка электролитического конденсатора выравнивают пульсирующий ток, чтобы получить постоянный ток с почти постоянным напряжением. Это сопоставимо с финансами нашего домашнего хозяйства, в которых мы поддерживаем наш повседневный образ жизни, время от времени опуская свои сбережения, когда доход ниже обычного.
В портативных устройствах, таких как мобильные телефоны, роль преобразователей постоянного тока заключается в повышении или понижении постоянного напряжения батареи до напряжения, необходимого для управления ИС. Электролитические конденсаторы обладают большей емкостью для хранения электрического заряда, но недостатком является то, что они также больше по размеру. По этой причине в сглаживающих цепях небольших преобразователей постоянного тока внутри мобильных телефонов используются многослойные керамические конденсаторы.
Использование более тонких диэлектриков и многослойной технологии (несколько сотен слоев и более) позволило как миниатюризировать, так и увеличить емкость.