Стробоскоп для дискотеки
Если в вашем распоряжении оказались детали от старой фотовспышки, то совсем несложно собрать автомат световых эффектов, который называют стробоскопом. Работа его в затемненном помещении создает эффект «застывших» или неестественно «дергающихся» людей, который, я думаю, наблюдали многие.
Основная деталь устройства – импульсная лампа ИФК-120. Это импульсный газоразрядный прибор, который состоит из баллона со впаянными в него тугоплавкими электродами – анодом и катодом. Сам баллон заполнен инертным газом. Третий электрод – металлизированное покрытие, которое в виде полоски нанесено на наружный слой баллона.
Если подать на электроды рабочее напряжение (для ИФК-120 – 300 В), а на поджигающий электрод импульс высокого (10 кВ) напряжения, то произойдет разряд, сопровождающийся яркой вспышкой света, который, если его не прекратить, перейдет в дуговой. Управляет импульсной лампой генератор, собранный на тиратроне тлеющего разряда МТХ90, а теперь разберем работу схемы.
В момент включения питания начинается зарядка конденсатора С1 напряжением, поступающим через предохранитель F1, токоограничивающий резистор R1 и выпрямительный диод VD1. Одновременно с ним начинается зарядка конденсатора С2, но через дополнительную цепочку R2, R3. Как только напряжение на нем достигнет напряжения 90 В тиратрон EL2 откроется и конденсатор разрядится через обмотку I импульсного трансформатора Т1.
На вторичной обмотке трансформатора появится импульс высокого напряжения, который поступит на поджигающий электрод импульсной лампы EL1. За счет энергии, запасенной конденсатором С1 произойдет электрический разряд, сопровождающийся яркой вспышкой, энергия конденсатора иссякнет и разряд прекратится, поскольку благодаря резистору R1 относительно большого номинала рабочее напряжение на лампе поддерживаться не сможет. После этого процесс повторится. Поскольку R3 переменный, то скорость зарядки конденсатора С2 можно регулировать в определенных пределах в процессе работы для получения максимального стробоскопического эффекта.
Длительность разряда-вспышки зависит от емкости конденсатора – чем больше емкость, тем больше длительность и визуальная яркость, но злоупотреблять этим не нужно – при чрезмерно большой емкости ресурс работы лампы сильно сократится. Для небольших залов я бы даже рекомендовал уменьшить емкость С1 до 20 и даже 10 мкФ. Рабочее напряжение конденсатора, конечно, не должно быть ниже 400 В, тип конденсатора – электролитический. При сборке стробоскопа не перепутайте полярность подключения диода VD1 и конденсатора С1, иначе последний может взорваться.
Трансформатор можно выполнить на обрезке ферритового стержня от магнитной антенны карманного приемника длиной 5-10 см. Подойдет и круглый, и плоский стержень, и даже обломок кольца или ферритового сердечника трансформатора импульсного блока питания, скажем, телевизора. При изготовлении трансформатора первой наматывается обмотка II, которая содержит 400 – 500 витков любого обмоточного провода диаметром 0.2 – 0.5 мм. Мотать нужно слоями, стараясь укладывать виток к витку, между слоями обязательно проложите слой изоленты или конденсаторной бумаги. В противном случае трансформатор может пробить высоким напряжением.
Поверх вторичной обмотки после очередного слоя изоляции нужно намотать еще 5 – 6 витков провода диаметром 0.5 – 0.8 мм. Это будет первичная обмотка. Обратите внимание на токоограничивающий резистор R1. Его рассеиваемая мощность – не менее 20 Вт. Если не удастся найти готового или составить его из нескольких меньшей мощности, то вместо резистора можно использовать спираль для электроплитки мощностью 500 Вт, намотанную на любой подходящий каркас – нагреваться спираль практически не будет.
Собранная из исправных деталей схема в наладке не нуждается, настройка сводится к регулировке частоты генератора резистором R3 для достижения эффекта «прерывистого движения».
Внимание! Прибор имеет бестрансформаторное питание и во время работы все его элементы находятся под опасным для жизни напряжением. Перед тем, как внести какие-либо изменения в схему, обязательно отключите конструкцию от сети и разрядите конденсатор С1.
Источник
Схема и инструкция по сборке стробоскопа на светодиодах своими руками
Устройство, воспроизводящее непрерывный световой поток в импульсном молниеподобном режиме, применяется в различных областях – от индикации системы зажигания до подсветки дискотек и сигнальных устройств спецавтомобилей.
Рассмотрим, как своими руками сделать стробоскоп на светодиодах, как выглядит его схема и печатная плата, какие необходимые инструменты и компоненты для этого понадобятся, из каких этапов состоит сборка электроники, а также какие другие дополнительные процедуры понадобятся для приведения устройства в работоспособное состояние.
Необходимые инструменты
Для изготовления стробоскопа на базе светодиодов своими руками понадобится следующий набор инструментов и приспособлений:
- Измерительное устройство.
- Набор отверток.
- Плоскогубцы.
- Паяльная станция или паяльник с необходимыми компонентами.
- Дрель или шуруповерт.
- Нож по дереву.
- Фломастер.
- Наждачка.
Важно! При внедрении в схему стробоскопа очень мощных светодиодов возникающие вспышки света могут негативно сказаться на зрении. Поэтому в ходе работы устройства нужно исключить прямой зрительный контакт с подобным светоисточником, например, установив матовый рассеиватель.
Схема и печатная плата
Сделать стробоскоп на светодиодах можно по нескольким схемам. Одной из самых простых и доступных является следующая:
В основе такой схемы используется таймер типа таймер LM555, либо его зарубежный аналог NE555. Он производит импульсы, параметры которых определяются потенциометром или резистором. Особенностью данной модели является то, что плата может включать и 3, и 10 и любое другое количество диодов. Главное преимущество такой схемы – стабильность импульсов и независимость их от потенциала АКБ.
Необходимые компоненты
К выше рассмотренной схеме стробоскопа на светодиодах понадобятся следующие основные компоненты с соответствующими характеристиками:
| C1 | 1uF 50V |
| C2 | 1000uF 16V |
| D1 | 1N4148 |
| IC1 | LM555N |
| Q1 | IRFZ44N |
| R1 | 100k |
| R2 | 10k |
| R3 | 56 |
| R4 | 5,6 2W |
| RV1 | 1M (variable resistor or potentiometer) |
| LED1-LED60 | 5mm white water clear ultra bright LED |
Для сборки схемы потребуется корпус. Можно использовать пластиковую или металлическую основу. Его размеры должны соответствовать пространственному расположению светодиодов, платы и электронной начинки в стробоскопе. Например, для 60-диодной модели его размеры будут около 100х70х30 мм.
Для того чтобы закрыть диоды сверху, понадобится фрагмент оргстекла или другого светопропускающего или матового материала, аналогичный по ширине и длине. Также потребуются винты на восемь М3, пара небольших винтов для фиксации выключателя, стальные держатели (отрезков трубки) размером – 5х22 и 5х10.
Еще потребуется холдер от элемента питания на девять вольт, отрезок проводника, разъем для подключения питания постоянного тока, выключатель и регулятор резистора для переменного тока.
Совет! Обязательными элементами схемы светодиодного стробоскопа являются резисторы. Измерить их основной рабочий параметр – сопротивление – можно мультиметром, а также определить по цветовой маркировке в таблице или вычислить на специальном онлайн-калькуляторе.
Сборка электроники
Сборка схемы стробоскопа осуществляется точно в соответствии с рассмотренной выше схемой. Лед-элементы спаиваются по принципу – катод к аноду соседнего и т. д. Крайние контакты припаиваются к проводникам с коннектором. Выключатель соединяется с холдером для элемента питания. Это позволит работать лампам прибора даже если он будет выключен – при воткнутом в разъем DC-адаптере, как показано на рисунке.
При выборе мощных светодиодов неизбежным результатом их работы будет производство тепла. Металлический корпус может послужить в этом случае в качестве радиатора.
Подготовка корпуса
Когда светодиоды, транзистор и прочие электронные компоненты собраны в одну схему, необходимо подготовить корпус будущего стробоскопа. Прежде всего нужно сделать крепежные отверстия и разъемы:
- Для закрепления рассеивателя, платы и корпуса проделываются трехмиллиметровые отверстия для установки держателей и закручивания винтов.
- Между платой для светодиодов и пластиковой пластиной устанавливаются держатели на 10 мм, а для скрепления всех деталей – на 22 мм.
Завершение работ
Когда вся схема стробоскопа на светодиодах собрана, его можно подключить к питанию и проверить на работоспособность. Рассмотренный пример позволяет использовать различные источники питания:
- Блок питания от 6 до 12 вольт – создает разный уровень свечения и яркость в зависимости от требуемой задачи в разных помещениях.
- Элемент питания на 9 вольт. Помешается непосредственно внутри корпуса и дает возможность использовать стробоскоп в автономном режиме вне помещения.
При использовании качественных фирменных компонентов стробоскоп будет работать достаточно долго и не потребует ремонта в ближайшие десятилетия.
Рекомендация! Чтобы стробоскоп излучал различными цветами, вместо обычных светодиодов в схему нужно внедрить RGB-элементы с контроллером. Как вариант, можно наклеить цветную пленку на рассеиватель.
Основные выводы
Чтобы изготовить своими руками стробоскоп на базе одноцветных или RGB светодиодов, необходимы следующие инструменты и компоненты:
- Линейка, отвертки, плоскогубцы, наждачка.
- Дрель или шуруповерт, винты, держатели.
- Паяльник с набором принадлежностей.
- Корпус, светодиоды, электронные компоненты, провода, оргстекло.
Собранная схема стробоскопа на простых светодиодах может работать от батареи в девять вольт, размещаемой в его корпусе, и от сетевого блока питания номиналом от 6 до 12 вольт, выдавая разную яркость светового потока.
Если вы знаете другую, простую или сложную схему стробоскопа на светодиодах для конкретной области применения, обязательно поделить этой информацией в комментариях.
Источник
Стробоскоп своими руками на 10 эффектов
Представляю автомобильный стробоскоп, хотя его можно не только на автомобиле применять, но и на мотоцикле, велосипеде, в общем везде, где пожелает душа и позволит фантазия. Представлено 2 варианта исполнения: более дешевый на биполярных транзисторах и более дорогой, но мощный вариант на полевых транзисторах. Главное различие, как указано, это допустимая мощность нагрузки. В первом случае у нас будет около 10 Вт допустимой нагрузки на канал, во втором 45 Вт и более (больше 45 Вт на канал не нагружал для проверки, но при такой нагрузке теплового нагрева ключевых элементов не было совсем).
Итак 2 схемы устройства:
Первая на полевых транзисторах:
И вторая на биполярных транзисторах:
Конструкция представляет собой микроконтроллер, управляющий силовыми ключами. Микроконтроллер можно использовать как в DIP корпусе, таки в SMD, однако на печатной плате предусмотрена установка только для SMD корпуса микроконтроллера. 1024 байта памяти микроконтроллера использованы полностью, поэтому количество эффектов ограничено 10, а жаль. В качестве силовых ключей можно использовать в первом варианте любые n-канальные полевые транзисторы с логическим управлением. Что это значит? У таких полевых транзисторов открывающие напряжения связаны с логическими уровнями, т.е. им достаточно на затвор подать 5 В, чтобы канал надежно открылся (пример выбора транзистора IRFZ44 и IRLZ44n: в данном случае IRLZ44n является полевым транзистором с логическим управлением, на что указывает буква l в названии, это то, что нам нужно для замены, IRFZ44 тоже подойдет, но будет чуть-чуть хуже, т.к. ему требуется подать большее напряжение для полного открытия, хотя работать тоже будет, просто сопротивление канала будет больше значения из даташита, а это значит, при бОльших токах больше будет греться). Чтобы ограничить ток заряда затвора, ставим ограничивающие резисторы R2, R3, чтобы не рисковать выбить вывод микроконтроллера. Резисторы R4, R5 необходимы, чтобы при отсутствии логической единицы прижимать затвор полевого транзистора к земле для надежного закрытия. Кнопку можно использовать абсолютно любую. На печатной плате кнопка дублируется двумя штырьками для возможности использования выносной внешней кнопки. Биполярные транзисторы можно использовать любый N-P-N структуры с запасом по мощности. Резистор R1 необходим для предотвращения сбоев работы микроконтроллера. Если не использовать этот резистор, на выводе reset могут появляться случайные помехи, из-за которых МК может презапускаться. Стабилизатор напряжения можно использовать любой на 5 В линейный (7805 или КР142ЕН5А) или заменить на импульсный преобразователь напряжения, при этом придется изменить немного и печатную плату (например MC34063 или LM2576 (LM2596)).
Чтобы прошить микроконтроллер, необходимо либо использовать отдельную планку для прошивки перед запаеванием на печатную плату, либо временно подпаяться к контактам на печатной плате стробоскопа. Программатор можно использовать любой, поддерживающий ISP программирование (например, USBasp или USBtiny). После прошивки устройство не требует никаких настроек или калибровок, работает сразу. Для прошивки необходимо установить fuse биты, новичкам советую использовать шестнадцатиричную форму (HIGH, LOW), чтобы не напортачить с галочками:
- 10 режимов: 1) горит 1 канал, 2) горит 2 канал, 3) горят оба канала (режим для ДХО), 4) моргают оба канала, 5) моргание 1 + 1, 6) 3 + 3, 7) 5 — пауза — 5, 8 ) короткое моргание обоих каналов, 9) бегущий огонь 2 канала в обе стороны, 10) быстрое непрерывное моргание каналов, 11) ничего не горит
- сохранение последнего использовавшегося режима перед выключением питания
- защита кнопки от дребезга и случайного и короткого нажатия (нужно удерживать кнопку примерно 0,85 секунды и смена эффекта происходит только после отпускания кнопки)
- напряжение питания 7,5 — 15 В
- малый размер печатной платы — примерно 3 х 3 см для варианта на биполярных транзисторах и 3 х 4 см для варианта на полевых
- простая и функциональная конструкция
- управление одной кнопкой
Сохранение последнего использовавшегося реализовано путем сохранения переменной, отвечающей за номер эффекта, в энергонезависимую память EEPROM микроконтроллера при выборе нужного эффекта. При подачи напряжения одним из первых дел считывается память EEPROM и определяется последнее состояние переменной:
Внешний вид готового устройства:
Конструкция и прошивка проверены в работе: багов и лагов не замечено. Любители китайской продукции в данном случае курят в сторонке, т.к. сравнительная стоимость данного устройства будет меньше и, что самое главное, более функциональная по сравнению с аналогами. Собрать такую схему у среднего радиолюбителя получится быстрее, чем сходить в магазин за китайским аналогом
К статье прилагаются файлы печатной платы, HEX файл прошивки микроконтроллера и проект Proteus, а также видео работы стробоскопа.
Источник