Стробоскоп своими руками | RadioLaba.ru
Стробоскоп представляет собой устройство для воспроизведения коротких повторяющихся вспышек света. Обычно применяется на дискотеках, концертах, в качестве светодинамической установки. В этой статье я расскажу, как сделать стробоскоп своими руками для наблюдения впечатляющих стробоскопических эффектов.
Если освещать быстрые периодические процессы стробоскопом, то можно наблюдать так называемый стробоскопический эффект, эта зрительная иллюзия, возникающая, когда частота вспышек света приближается к частоте периодического процесса. Для примера можно осветить стробоскопом лопасти вращающегося вентилятора, при совпадении частоты вспышек света с частотой вращения вентилятора, нам будет казаться, что лопасти неподвижны или вращаются очень медленно. Это происходит из-за того, что лопасти вентилятора делают один полный оборот между двумя вспышками света, и мы всегда видим одно и то же положение лопастей в пространстве.
Стробоскопический эффект может возникнуть во время съемки видео, при совпадении частоты съемки кадров видеокамеры и частоты периодического процесса.
В результате чего, на отснятом видеоролике можно увидеть неподвижное колесо движущегося автомобиля, или неподвижные лопасти летящего вертолета.
Еще одно полезное применение стробоскопа – это настройка угла опережения зажигания в двигателях внутреннего сгорания. Для этого вспышки света, синхронизируют с высоковольтным разрядом в свече зажигания, при этом благодаря стробоскопическому эффекту можно наблюдать метку на вращающемся маховике коленчатого вала двигателя.
Как правило, в стробоскопах применяются импульсные газоразрядные лампы, способные выдать большой световой поток, для создания ярких вспышек, так как вспышки имеют малую длительность. В настоящее время можно приобрести дешевые и достаточно яркие светодиодные матрицы. Я приобрел в Китае матрицу на 100Вт (ссылка в конце статьи), на основе которой буду собирать светодиодный стробоскоп.
Напряжение питания матрицы составляет 30-34В, ток потребления 3А. Для подключения матрицы я также приобрел в Китае повышающий преобразователь мощностью 150Вт (ссылка в конце статьи).
Минимальное входное напряжение 10В, на плате имеется подстроечный резистор, с помощью которого можно регулировать выходное напряжение, я установил напряжение на уровне 34В.
Схема стробоскопа своими руками
Для получения коротких вспышек света нужен генератор импульсов, я разработал его на основе микроконтроллере PIC12F675. Программа написана на ассемблере, скачать можно в конце статьи. Ниже представлена схема стробоскопа своими руками:
В схеме имеется два переменных резисторам R2, R3, для регулировки частоты и длительности импульсов соответственно. Полевой транзистор VT2 коммутирует светодиодную матрицу. Частота регулируется от 28 до 100 Гц, длительность от 50 до 500 мкс, этих пределов достаточно для наблюдения стробоскопических эффектов. При увеличении длительности импульсов, общая картина эффекта смазывается, из-за того что объект значительно смещается за время вспышки. Для качественного наблюдения эффектов, нужно уменьшать длительность импульсов, но при этом будет падать освещенность.
Генератор собран на односторонней печатной плате, все элементы стробоскопа закреплены на текстолитовой пластине. Светодиод прикреплен к прямоугольной алюминиевой пластине, которая выступает в качестве радиатора. Мощность, выделяемая на матрице во время работы стробоскопа невелика, так как импульсы имеют малую длительность. Для питания стробоскопа я использовал блок питания на 12В и 2А, максимальный ток потребления составил 0,4А.
В качестве генератора также можно использовать готовый модуль, который можно приобрести в Китае (ссылка в конце статьи). Модуль имеет ЖК-дисплей, отображающий параметры сигнала, и кнопки, с помощью которых можно регулировать частоту импульсов и коэффициент заполнения в процентах. Для частоты 50 Гц минимальная длительность импульса составит 200 мкс (коэфф. заполнения 1%), для 100 Гц соответственно 100мкс (коэфф. заполнения 1%), что в принципе достаточно для наблюдения стробоскопических эффектов.
С помощью стробоскопа собранного своими руками я наблюдал эффект остановки лопастей вентилятора, о чем писал выше.
Кроме этого, можно зажать в патроне дрели табличку с надписью, и также наблюдать ее остановку или медленное вращение.
Еще один интересный стробоскопический эффект – это левитация воды. Для его наблюдения я дополнительно приобрел в Китае электромагнитный насос высокого давления от кофемашины, мощностью 56 Вт (ссылка в конце статьи). Питается насос переменным напряжением 220В. Главной особенностью насоса является то, что он перекачивает воду отдельными порциями с частотой сети 50 Гц. Если направить свет стробоскопа на падающую струю воды от насоса, то можно увидеть висящие в воздухе капли воды, просто невероятное зрелище. Регулируя частоту вспышек можно добиться плавного движения капель вниз или вверх, при этом капли возвращаются обратно в насос, как будто перемещаются назад во времени.
Также с помощью стробоскопа можно увидеть колебания диффузора динамической головки. Для этого я взял низкочастотный динамик 35гдн-1-8 и подал на него переменное напряжение 7В от обычного понижающего трансформатора.
При этом диффузор колеблется с частотой сети 50 Гц.
Повышающий модуль 150 Вт
Светодиодная матрица 100 Вт
Электромагнитный насос 56 Вт
Электромагнитный насос 16 Вт
Модуль генератора ШИМ
Левитация капель воды
Ниже представлена обновленная схема стробоскопа для наблюдения эффекта левитации капель воды, с возможностью регулировки оборотов насоса:
Прошивка
Мембранный насос
Обновленная печатная плата в формате Sprint Layout 6
Автомобильный стробоскоп | Мастер Винтик. Всё своими руками!
Установка зажигания с помощью стробоскопа
Ранее мы писали о стробоскопах, выпускаемых промышленностью: «АВТО-ИСКРА» и СТБ-1.
Сегодня предлагаем посмотреть схему автомобильного стробоскопа для настройки угла опережения зажигания на тиристоре, а вместо стробоскопической лампы используются яркие светодиоды.
Используемые детали
- Транзистор КТ315 — его можно найти в любой аппаратуре прошлых лет с любым буквенным индексом. Можно использовать импортные аналоги, которые можно также найти в ненужной зарубежной аппаратуре. Подойдут любые маломощные транзисторы обратной проводимости.
- Тиристор КУ112А — от импульсного блока питания старого телевизора типа 3УСЦТ.
- Резисторы малогабаритные 0,125 вт.
- Светодиоды от фонарика 6-12 штук. Если фонарик снабжен электронным маячком, то эта плата удаляется.
- Конденсатор C1 на напряжение не менее 16в.
- Диод V2 практически любой низкочастотный КД105, Д9.
- Реле малогабаритное (BS-115-12A-DC12V), (RWH-SH-112D, 12A, кат.=12в). Можно так же использовать отечественные малогабаритные реле например РЭС-10 с напряжением катушки 12в.
При подключении устройства к аккумуляторной батарее конденсатор C1 через резистор R3 быстро начинает заряжаться. Достигнув определённого уровня, напряжение через светодиоды и резистор R4 поступает на базу транзистора, который открывается. При этом срабатывает реле Р1, его контакт замыкается и подготавливает цепь, состоящую из тиристора, контакта реле Р1, светодиодов и конденсатора С1 в готовность. При поступлении на управляющий электрод тиристора через делитель R1, R2 импульса с контакта Х1 происходит мгновенное открытие тиристора и конденсатор быстро разряжается через светодиоды. Происходит яркая вспышка! База транзистора, через резистор R4 и тиристор соединяется с общим проводом и транзистор закрывается, отключая реле. Так как якорь реле имеет небольшую инерционность и остаточную намагниченность, то контакт размыкается не сразу, а через несколько мкс, увеличивая тем самым время горения светодиодов. Контакт размыкается, обесточивается тиристор и схема переходит в первоначальное состояния, ожидая следующий импульс.
Благодаря этому мерцание стробоскопа становится более ярким и метка на маховике хорошо просматривается, оставляя после себя небольшой шлейф. Подбором конденсатора можно регулировать длительность горения светодиодов. Чем больше ёмкость, тем ярче вспышка, но зато длиннее шлейф метки. При меньшей ёмкости резкость метки увеличивается, но падает яркость. Делать это нецелесообразно так как настройку ОУЗ придётся делать в темноте, что не совсем удобно.
Проверка работоспособности
После сборки стробоскопа необходимо проверить его работоспособность. Подключаем к выводам Х2 и Х3 источник постоянного напряжения 12в. При замыкании выводов Х1 и Х2 между собой должно «жужжать» реле (звонковый режим).
При настройке ОУЗ следует на метку маховика или шкива с помощью штриха нанести белую точку для лучшей видимости.
Сборка
Элементы стробоскопа размещают в корпусе светодиодного фонарика. Через задние отверстия фонарика пропускают питающие провода длиной примерно 0,5 м, на концы которых припаивают крокодильчики с соответствующей цветной маркировкой.
Схема выполнена навесным монтажом и компактно уложена в фонарик. Наружу выведены провода для подключения питания с «крокодильчиками» и сигнальный провод, наматываемый на высоковольтный провод первого цилиндра поверх изоляции.
Автор: Гильванов Альберт (г. Кушва)
Источник:cxem.net
Метки: [ автомобиль, индикатор, инструмент ]
ПОДЕЛИТЕСЬ СО СВОИМИ ДРУЗЬЯМИ:
П О П У Л Я Р Н О Е:
- Цветомузыка для начинающих
- Как сделать милицейскую сирену?
- Усовершенствованная электронная система зажигания автомобиля.
Простая цветомузыка своими руками
через LPT порт компьютера
Ранее мы рассматривали вариант цветомузыки «Бегущие огни» на одной недорогой логической микросхеме-счётчике К176ИЕ12.
Ниже представлена простая цветомузыка для начинающих без микросхем и транзисторов. Она представляет из себя простейшую конструкцию из светодиодов и резисторов, соединенных последовательно.
Подробнее…
Полицейская «крякалка» с «мигалкой» своими руками на PIC контроллере
Для озвучивания детских игрушек, мотоциклов и машин на аккумуляторах предлагаю вам сделать простую схему звукового устройства, имитирующего сигнал «Милицейской сирены». Схема простая, содержит небольшое количество деталей и не требует настройки. Её не трудно собрать, заказать прошитые микроконтроллеры можно по ссылке в конце статьи.
Подробнее…
В последние годы электронные приборы находят все большее применение в автомобильном транспорте, в том числе и приборы электронного зажигания. Прогресс автомобильных карбюраторных двигателей неразрывно связан с их дальнейшим совершенствованием.
Кроме того, сейчас к приборам зажигания предъявляются новые требования, направленные на радикальное повышение надежности, обеспечение топливной экономичности и экологической чистоты двигателя. Подробнее…
Популярность: 12 362 просм.
Самодельный драйвер катушки зажигания
Один из самых простых способов сделать высоковольтный источник питания с батарейным питанием — использовать обычную автомобильную катушку зажигания. Катушки зажигания — это тип индукционного трансформатора, основанный на катушке Тесла, изобретенной Николой Теслой в 1891 году. Повышение напряжения не определяется соотношением витков, как в стандартном трансформаторе, а пропорционально скорости изменения тока в первичный контур. Это означает, что для получения высокого выходного напряжения вы должны иметь возможность как можно быстрее остановить подачу энергии в катушку. В старых автомобилях это делалось просто механически.
Для использования в качестве источника питания высокого напряжения это должно происходить быстро снова и снова. Для этого используется пространственный источник питания прямоугольной формы, который включает и выключает питание катушки сотни или тысячи раз в секунду.
ВНИМАНИЕ! Это устройство генерирует высокое напряжение!
Стандартные катушки зажигания можно приобрести в большинстве магазинов автозапчастей примерно за 25 фунтов стерлингов. Нет необходимости использовать две батареи на 12 В, как показано в схемах, показанных ниже, но это позволит вам получить большие искры. У нас есть несколько компактных индукционных катушек, доступных для продажи менее чем за 20 фунтов стерлингов. Нажмите на ссылку, чтобы проверить наличие.
| ТР1 | Катушка зажигания |
| Т1 | BFY51 Малый транзистор |
| Т2 | Силовые транзисторы 2n3055 или HV MOSFET или IGBT |
| Р1 | Резистор 100 Ом |
| D1 | 1N4007 подойдет, но предпочтительнее диод Шоттки |
| RC1 | Конденсатор 0,1 мкФ + резистор 10 кОм |
Эта схема драйвера основана на широко используемом транзисторе 2n3055 из-за его высокой мощности переключения.
Хотя они дешевы и устойчивы к высоким температурам, они чувствительны к скачкам напряжения, вызванным индуктивным характером нагрузки (катушки зажигания). В этой схеме можно использовать практически любой силовой транзистор, IGBT или MOSFET, если он рассчитан не менее чем на 5 А и 100 В. Те, у которых более высокое номинальное напряжение, с меньшей вероятностью будут повреждены шипами. Дальнейшие методы защиты описаны ниже на этой странице и в комментариях. Если вы используете MOSFET или IGBT вместо биполярного транзистора, такого как 2n3055, вы также должны добавить подтягивающий резистор около 10 кОм между выводом базы/затвора и GND.
RC1 используется для подавления скачков высокого напряжения, которые могут вывести из строя силовые транзисторы.
T2 представляет собой два силовых транзистора, соединенных параллельно и установленных на радиаторе.
Следующая схема рассчитана на большую выходную мощность. Две катушки зажигания подключены параллельно, но с противоположной полярностью.
Это означает, что выходные напряжения каждой катушки противофазны или противоположны друг другу (когда одно положительное, другое отрицательное). При использовании этой конфигурации выход берется с двух выходных клемм катушек, тогда как в приведенной выше схеме используются выходная клемма и земля.
Эти схемы отлично подходят для управления катушками зажигания при высоком напряжении, но они могут быть повреждены индуктивными пиками. Когда катушка зажигания работает без нагрузки (разомкнутая цепь на выходе), будет значительно увеличена противо-ЭДС и риск повреждения цепи привода. Мы продаем модуль драйвера катушки зажигания со встроенной защитой от большинства шипов, которые могут повредить драйвер. Он также включает в себя индикатор раннего предупреждения, который покажет вам, насколько серьезна противо-ЭДС от вашей нагрузки.
Если вы строите драйвер катушки зажигания для создания высоковольтных искр и дуг, вам потребуется какая-то защита от электромагнитных помех для вашей цепи.
Без него очень вероятно, что вы разрушите транзисторы или интегральные схемы драйвера.
На верхней диаграмме используются последовательно соединенные конденсатор и резистор. Используемые значения будут зависеть от частоты вашего привода. (См. RC1 вверху этой страницы). Вообще говоря, большая емкость и меньшее сопротивление будут больше подавлять, но также поглощать больше мощности привода, что снижает эффективность. Необходимо найти компромисс, который лучше всего подходит для вашей установки.
На следующей схеме используется устройство, известное как MOV (металлооксидный варистор). Это полупроводниковые устройства, которые начинают проводить ток только тогда, когда напряжение между его выводами превышает номинальное значение. Он перестанет проводить, когда напряжение снова упадет. В примере, показанном выше, варистор закорачивает любые всплески, исходящие от нагрузки, но он также закорачивает выходные цепи драйвера на то же короткое время. Выбранный MOV должен иметь возможность рассеивать мощность и иметь номинальное напряжение, которое заставит его активироваться до того, как напряжение станет слишком высоким для схемы управления.
Вы также можете поместить маленькую неоновую индикаторную лампочку (Ne1) последовательно с резистором 1k и поместить его между низковольтными проводами к катушке зажигания. Эта лампочка начнет светиться, когда противо-ЭДС достигнет примерно 100 В или более. Если вы видите, что он светится, вам нужен лучший демпфер, такой как RC1 (верхняя диаграмма) или MOV (варистор), рассчитанный на ограничение напряжения ниже максимального, которое могут выдержать ваши компоненты.
Детали Yamaha XS650 и винтажные детали Yamaha
Стандартная система зажигания XSCharge (200-2900) является прямой заменой пластины стрелок и кулачковой системы очков на Yamaha XS650. Его также можно установить на более поздние модели XS650 с заводской системой TCI, установив полный механический механизм продвижения. В системе требуется использование двойной выходной катушки (аналогично катушкам MikesXS 17-6903 или 17-6822).
Технические характеристики
• Технология: датчик Холла, драйвер катушки IGBT
• Выдержка: фиксированная, 60 градусов
• Первичное сопротивление катушки: от 2 до 3 Ом, двойной выход.
• Рабочее напряжение: от 6 до 18 В пост. тока
• Рабочий ток: 13 мА
• Рабочая температура: от -40 до +150°C (от -40 до 302F)
• Ускорение зажигания: стандартное, центробежное
Обратите внимание: 9 0004
- Перед установкой этой системы рекомендуется провести техническое обслуживание штока подачи и центробежного блока.
- Установка на Yamaha XS650 с 1980 по 1984 год требует установки системы центробежного продвижения
и кулачковых втулок. Эти комплекты можно найти здесь.
Осторожно :
1. Не включайте питание до завершения установки .
2. Не подавайте питание, если обе свечи зажигания
не подключены.
3. Не проверяйте наличие искры, если одна или обе свечи
отсоединены.
4. Не отсоединяйте аккумулятор при работающем двигателе.
5. Убедитесь, что кабельные соединения аккумулятора надежно подключены.
6. Не оставляйте зажигание включенным при неработающем
двигателе.
**Несоблюдение этих предупреждений может привести к повреждению системы и выходу из строя.**
1.
Снимите бензобак.2. Снимите две катушки зажигания и конденсаторы на моделях 71–79 годов.
3. Отсоедините штекер от TCI на модели 80–84 годов.
4. Установите катушку MikesXS или используйте стандартную катушку на моделях 80–83 годов.
5. Подсоедините провод Красный / Белый жгута проводов (переключаемый аккумулятор) к любой клемме на катушке.
6. Снимите кулачок указателей, пластину указателей, наконечники, конденсор и проводку.
7. Установите сменную пластину зажигания с помощью двух крепежных винтов.
8. Проложите жгут проводов от сменной пластины к катушке.
9. Подсоедините провода от жгута следующим образом:
- Красный провод к соединению аккумулятора на катушке или к другому Красный / Белый провод
- Зеленый провод к другой клемме катушки (никакие другие провода не должны подключаться к зеленой клемме провода )
- Черный провод к хорошему заземлению рамы.
Примечание : Вы должны заземлить черный провод на надежное заземление корпуса. Земля на тарелке не надежна при установке времени.
10. Установите «ротор» на вал штока продвижения.
* Обратите внимание: в зажигании Gen-II маленький внутренний ротор устанавливается узкой стороной ВНУТРИ. *
11. Установите большую шайбу и гайку со стопорной шайбой.
12. Держите ротор вправо (по часовой стрелке) при затягивании гайки на валу.
13. Крепко удерживайте гайку механизма подачи при затягивании гайки на роторе.
14. Снимите крышку доступа к генератору.
Переустановите бензобак и выполните следующие действия, чтобы установить синхронизацию. Требуется стробоскопический синхронизирующий свет.
Инструкции по синхронизации
1. Ослабьте крепежные винты на пластине.
2. Поверните пластину, чтобы расположить монтажные винты посередине верхнего паза.
3. Затяните верхний крепежный винт.
4. Подсоедините индикатор времени. С двойной выходной катушкой некоторые индикаторы времени могут быть ошибочными из-за того, что в проводах вилки есть противоположные «полярности». Если индикатор синхронизации нестабилен, подключите его к противоположной вилке.
5. Запустите двигатель и немедленно посветите лучом на установочную метку на роторе генератора.
6. Стробоскоп должен освещать метку времени, когда она находится между двумя метками, обозначенными «F» .
7. При необходимости ослабьте крепежные винты на пластине и поверните пластину по часовой стрелке, чтобы увеличить синхронизацию, и против часовой стрелки, чтобы замедлить синхронизацию.
8. Затяните оба крепежных винта, фиксирующих пластину.
Теперь вы установили стандартное электронное зажигание XSCharge.