Делаем стробоскоп для дискотек и концертных площадок. Светодиодный стробоскоп своими руками Недостатки промышленных моделей
Стробоскоп — всем очень хорошо знакомое устройство, которое нашло достаточно широкое применение во многих отраслях науки и техники. Простой пример стробоскопа — милицейские мигалки. Такие мигалки считаются спецсигналом и их применение незаконно. Но не смотря на это, некоторые авантюристы, которые ищут приключения на свою голову, привыкли использовать незаконное, чтобы отличаться от других. Если честно, я себя считаю одним из них, поэтому решил сделать «МЕНТОВСКОЙ» стробоскоп своими руками и поделится с вами схемой.
Схема стробоскопа на светодиодах
Из всех схем, которые можно найти на просторах интернета, эта самая простая и полностью рабочая . Напомню, что такой стробоскоп отличается от простой мигалки тем, что тут можно задать частоту миганий и число череды миганий светодиодов. Проще говоря, каждый светодиод мигает 2 , 3 (можно до 4-х раз) затем переключается и начинает мигать второй светодиод. Получается полный аналог милицейских стробоскопов, которые лучше использовать в глухих окрестностях вашего района иначе грозит круглый штраф за использование спецсигнала.
Схема стробоскопа не содержит МК. Задающий генератор — всеми любимый таймер 555. Счетчик CD4017 имеет отечественный аналог (К561ИЕ8). Это десятичный счетчик-делитель с 10-ю дешифрованными выходами.
Сигнал с выходов микросхемы усиливается транзисторными ключами, тут выбор очень большой. Если собираетесь подключить светодиоды, то можно вообще исключить транзисторы, для питания более мощных светодиодов или светодиодных сборок можно использовать любые биполярные транзисторы НЧ — КТ819/805/805/829 и т.п.
К стробоскопу можно подключить более мощные лампы, к примеру, галогенные лампы от фар автомобиля с мощностью 100 и более ватт. Для этого только нужно использовать мощные полевые ключи IRFZ44, IRF3205, IRL3705, IRF1405 и другие N-канальные силовые транзисторы соответствующей мощности.
Монтаж стробоскопа делался в корпусе от электронного трансформатора, корпус одновременно служит теплоотводом для транзисторов, хотя перегрева на них не наблюдается.
Такой самодельный стробоскоп может работать часами, схема в дополнительной наладке не нуждается и работает сразу после включения. Устройство питается от бортовой сети автомобиля 12 Вольт, хотя начинает работать от 6 Вольт.
Видео работы самодельного стробоскопа:
Владельцы карбюраторных автомобилей не понаслышке знакомы с трудностями процесса регулировки зажигания. Обычно это делается на слух, что не очень удобно. Используя стробоскоп, это процесс можно облегчить. Однако промышленные устройства достаточно дорогие, поэтому многие изготавливают стробоскоп для зажигания своими руками.
Недостатки промышленных моделей
Промышленные устройства зачастую имеют определенные недостатки, из-за которых полезность прибора весьма сомнительна.
Для начала, цена на них бывает вполне существенной. Например, современные цифровые модели обойдутся автолюбителю в 1000 р. Более функциональные модели стоят уже от 1700. Продвинутые стробоскопы стоят порядка 5500 р. Нужно ли говорить, что стробоскоп автомобильный (своими руками сделанный) обойдется автолюбителю в 100-200 рублей.
Часто в заводских устройствах производитель применяет особо дорогую газоразрядную лампу. Лампа имеет определенный ресурс, а через некоторое время ее придется заменить. А это само по себе равносильно приобретению нового заводского устройства.
Почему стоит делать стробоскоп своими руками?
Недостатки заводских и технологичных устройств подталкивают автолюбителя к самостоятельному изготовлению этого устройства. Кроме того, намного дешевле по стоимости оснастить это оборудование светодиодами вместо дорогой лампы. В качестве источника диодов или донора подойдет обыкновенная лазерная указка или фонарик.
Остальные детали также обойдутся в копейки. Особых инструментов при этом не понадобится. Бюджет процесса изготовления стробоскопа составит не более 100 рублей.
Как сделать стробоскоп своими руками?
Схем и вариантов для изготовления существует огромное количество. Однако в большинстве все проекты по созданию этого гаджета похожи. Давайте посмотрим, что понадобится для сборки.
Нам понадобится простой транзистор КТ315. Его без труда можно найти в старом советском приемнике. Обозначение может слегка отличаться, но это не беда. Тиристор КУ112А можно без проблем добыть из блока питания старинного телевизора. Там же можно найти резисторы небольших размеров. Так как мы делаем светодиодный стробоскоп своими руками, то, естественно, понадобится светодиодный фонарь. Для этого лучше приобрести самый дешевый, из Китая. Кроме этого, нужно запастись конденсатором до 16 В любым низкочастотным диодом, маленьким реле на 12 А, проводами, крокодилами, экранированным проводом 0,5 м длиной, а также небольшим куском медного провода.
Собираем прибор
Схема небольшая, а разместить ее можно прямо в том самом китайском фонаре. Так, через отверстие в фонарике сзади желательно пропустить провода для питания устройства. На концах проводов лучше запаять крокодилы. В боковой стенке нужно проделать отверстие, если его уже не сделали китайцы. Через это отверстие будет проложен экранированный провод. На обратном конце необходимо заизолировать оплетку и припаять тот самый кусок медной проволоки к основной жиле провода. Это будет датчик.
Схема устройства и принцип работы
После подачи тока через провода питания конденсатор очень быстро зарядится через резистор. Когда будет достигнут определенный порог заряда, через резистор напряжение будет поступать на открывающийся контакт транзистора. Здесь сработает реле. Когда реле замкнется, оно создаст цепь из тиристора, светодиода и конденсатора. Затем через делитель импульс попадет на управляющий вывод тиристора. Далее тиристор откроется, а конденсатор разрядится на светодиоды. В результате стробоскоп, своими руками изготовленный, ярко вспыхнет.
Через резистор и тиристор базовыевывод транзистора соединяется с общим проводом. Из-за этого транзистор закроется, а реле отключится. Время свечения светодиодов увеличивается, так как контакт разрывается не сразу. Но контакт разорвется, а тиристор будет обесточен. Схема вернется в базовое положение, пока не поступит новый импульс.
Изменяя емкости конденсатора, можно менять время свечения. Если выбрать конденсатор большей емкости, то светодиодный стробоскоп, своими руками изготовленный, будет ярче и дольше светиться.
Прибор на микросхеме
Основной деталью этой несложной схемы является микросхема типа DD1. Это так называемый одновибратор 155АГ1. В этой схеме он запускается лишь от отрицательных импульсов. Управляющий сигнал поступит на транзистор КТ315, а он сформирует эти отрицательные импульсы. Резисторы 150 К ОМ, 1 К ОМ, 10 К ОМ, а также стабилитрон КС139 работают в качестве ограничителей амплитуды входящего сигнала с зажигания авто.
Конденсатор 0,1 мФ вместе с сопротивлением в 20 КОм зададут нужную длительность импульсов, которые будут сформированы микросхемой. При такой емкости конденсатора длительность импульсов будет примерно до 2 мс.
Затем с 6-й ножки микросхемы импульсы, которые к этому моменту будут синхронизированы с зажиганием машины, попадут на базовый вывод транзистора КТ 829. Он здесь в качестве ключа. Результат - это импульсный ток через светодиоды.
Как запитывается этот стробоскоп для авто? Своими руками нам необходимо провести пару проводов к клеммам автомобильного аккумулятора. Нужно обязательно следить за уровнем заряда АКБ.
Если вы верно соберете эту простую схему, то сразу же сможете увидеть, как работает устройство. Если вдруг яркости недостаточно, то это регулируется подбором соответствующего сопротивления.
В качестве корпуса для устройства можно использовать старый или китайский фонарик.
Еще одна схема стробоскопа
Данный стробоскоп на светодиодах, своими руками изготовленный по такому принципу, также можно запитать от автомобильного аккумулятора. Диоды позволят создать защиту от неправильной полярности. В качестве крепежа здесь применяется обычный крокодил. Его нужно прицепить на высоковольтный контакт первой свечи на моторе. Далее импульс пройдет через резисторы и конденсатор и придет на вход триггера. К тому моменту этот вход уже будет включен одновибратором.
До импульса одновибратор находится в обычном режиме. Прямой выход триггера имеет низкий уровень. Инверсный вход, соответственно - высокий. Конденсатор, присоединенный плюсом к инверсному выходу, зарядится через резистор.
Высокоуровневый импульс запускает одновибратор, что переключает триггер и служит для заряда конденсатора через резистор. Через 15 мс конденсатор полностью зарядится, а триггер переключится в обычный режим.
В итоге одновибратор отреагирует на это синхронной последовательностью прямоугольных импульсов длительностью примерно 15 мс. Длительность можно регулировать при помощи замены резистора и конденсатора.
Импульсы второй микросхемы составляют до 1,5 мс. На этот период открываются транзисторы, которые представляют собой электронный коммутатор. Затем через светодиоды протекает ток. По этому принципу работает стробоскоп для авто (своими руками изготовленный он был или нет, не имеет значения - оба устройства светят одинаково).
Ток, проходящий через светодиоды, гораздо больший, чем паспортный. Но, так как вспышки недолгие, то светодиоды не выйдут из строя. Яркости будет достаточно, чтобы использовать этот полезный прибор даже в дневное время.
Этот стробоскоп своими руками можно собрать в корпусе от все того же многострадального карманного фонарика.
Как работать с прибором?
Собрав по одной из приведенных схем устройство, можно просто и легко, а главное, точно настраивать зажигание на карбюраторных двигателях, проверять правильность работы свечей и катушек, контролировать работу регуляторов угла опережения.
Чтобы максимально правильно выставить зажигание, обычно исходят из того, что смесь зажигается за пару градусов до того, когда поршень придет в самую верхнюю точку. Этот угол называется "угол опережения". Когда обороты коленчатого вала растут, угол тоже должен увеличиваться. Так, этот угол выставляют на холостых оборотах, а затем необходимо проконтролировать правильность настройки на всех режимах работы агрегата.
Выставляем зажигание
Запускаем и прогреваем двигатель. Теперь запитываем наш стробоскоп на светодиодах и подключаем датчик. Сейчас нужно направить прибор на метку на корпусе ГРМ и отыскать метку на маховике. Если момент нарушен, то метки будут достаточно далеко друг от друга. Методом вращения корпуса ГРМ добейтесь совпадения меток. Когда вы нашли это положение, зафиксируйте трамблер.
Затем пора поднять обороты. Метки разойдутся, однако это вполне нормальная ситуация. Вот так проводится настройка зажигания с использованием стробоскопа.
Итак, мы выяснили, как изготавливается стробоскоп на светодиодах своими руками.
Наверняка многие хотели бы собрать стробоскоп, для небольшой домашней вечеринки и придать ей оригинального драйва.Обычно эти устройства изготавливают на импульсных лампах, но их теперь довольно трудно достать. Поэтому рассмотрим различные варианты конструкция, в том числе и на более доступных и современных светодиодах.
Удвоенное напряжение необходимое для поджига лампы 600 В подается между катодом и анодом. Удвоитель напряжения выполнен на диодах D2 и D1. Емкость С1 заряжается от сетевого напряжения, во время положительного полу-периода. Диод D2 находится в закрытом состоянии и не дает заряжаться емкости С2. В отрицательную полуволну Д1 заперт, а C2 накапливает заряд
Яркость вспышки лампы, зависит от количества энергии, накопленной в конденсаторах С2 и С1.
Когда мы наблюдаем вспышку, сопротивление между катодом и анодом низкое. Потому R1 и R2 ограничивают мощность передоваемую лампе, на случай запуска лампы в момент амплитудного значения сетевого напряжения.
Частота вспышек задается релаксационным генератором на динисторе D3. Он будет закрыт, пока напряжение на выходе не достигнет своего максимального значение, около 32 В. Емкость С4 начинает заряжаться через Р1 и сопротивление R7, пока закрыт симметрический динистор. Частоту колебаний генератора можно настраивать потенциометром Р1.
Симметричный динистор переключается, когда напряжение на обкладках конденсатора С4 начинает достигать необходимой величины, при этом динистор переключается в открытое состояние. Когда начнется новый заряд С4, стартует новый цикл.
После этого емкость С4 начинает периодически разряжаться через открытый симист. После замыкания симистора, разряд С3 начинает идти через первичную обмотку. Если симистор Q1 заперт, емкость С3 будет заряжаться до 310 В через первичную обмотку TR1 и сопротивление R5. Появление импульса в обмотке трансформатора вызвано мгновенным разрядом емкости С3. Поэтому на третий вывод импульсной лампы со вторичной обмотки следует напряжение около 6 кВ.
Инертный газ, находящийся в лампе, в тот момент становится проводящим, а емкости С2 и С1 разряжаются, а лампа дает вспышку. Поток света зависит от номинала конденсаторов С2 и С1 и мощности лампы.
Разводка печатной платы и размещение радиокомпонентов показаны на рисунке ниже.
Схема стробоскопа на светодиодах |
Устройство выполнено на двух печатных платах, на одной из них расположены светодиоды, а на второй - блок управления. Основа конструкции микросхема-таймер LM555 генерирующая импульсную последовательность, от частоты которой зависят вспышки стробоскопа настраиваемые переменным сопротивлением. В роли блока питания подойдет любой самодельный или готовый источник от 6 до 12-ти вольт. Или одна батарейка типа «Крона».
Демонстрация работы готового устройства в видео ролике чуть-ниже:
Наряду с привычным световым оформлением дискотеки может быть использован так называемый стробоскоп - световое устройство для получения стробоскопического эффекта. Суть его в том, что при освещении, скажем, танцующих в затемненном помещении периодическими яркими вспышками движения наблюдаются не непрерывными, а как бы состоящими из отдельных, следующих один за другими, "застывших" положений.
Яркие вспышки проще всего получить, от специальной импульсной лампы ИФК-120, используемой в промышленных фотовспышках. Ее включают в цепь генератора (рис.1), выполненного на динисторе VS1. Непременное дополнение импульсной лампы - импульсный высоковольтный трансформатор, питающий поджигающий электрод.
Когда на устройство подают сетевое напряжение, начинает заряжаться конденсатор С1. При достижении на конденсаторе напряжения, равного напряжению включения динистора, через обмотку I трансформатора Т1 проходит импульс тока. Трансформатор повышающий, с большим коэффициентом трансформации (т.е. с большим соотношением витков вторичной и первичной обмоток), поэтому на обмотке II, а значит, и на поджигающем электроде лампы появляется импульс высокого напряжения. Лампа вспыхивает, и конденсатор С1 разряжается через нее. Затем процесс повторяется.
Частота вспышек зависит от номиналов деталей R1, R2, С1. Ее можно плавно регулировать переменным резистором R2. Энергию вспышки определяет емкость конденсатора C1, а также напряжение, до которого он успевает зарядиться. Оно, в свою очередь, ограничивается напряжением включения динистора. Если нужно увеличит энергию вспышки, достаточно поставить конденсатор С2 большей емкости и включить последовательно с динисгором стабилитрон на соответствующее напряжение стабилизации. Но сумма напряжений включения динистора и стабилизации стабилитрона не должна превышать номинального напряжения конденсатора С1, иначе конденсатор выйдет из строя.
Переменный резистор R2 может быть СПО-0,5 или СП-1, постоянные резисторы R1 и R3 - МЛТ-0,5. Конденсатор С1 - типа КЭ или другой оксидный, с номинальным напряжением не ниже 200 В, С2 - бумажный, например МБМ. Трансформатор может быть готовый от промышленной фотовспышки, но его можно изготовить самим на кольцевом сердечнике типоразмера К10х6х3 из феррита М2000НМ. Обмотка I должна содержать 4 витка провода ПЭЛШО 0,31, охватывающих возможно большую поверхность кольца, обмотка II - 60 витков ПЭЛШО 0,1.
Если вспышки неустойчивы или отсутствуют вовсе, попробуйте поменять полярность включения выводов любой из обмоток трансформатора. Убедившись в устойчивой работе стробоскопа, детали его монтируют в корпусе из изоляционного материала, а импульсную лампу устанавливают сверху корпуса. Чтобы вспышки были более яркими, а свет исходил в виде луча, за лампой нужно установить рефлектор, как это сделано в промышленной фотовспышке.
| Добавь статью в закладки | Похожие материалы |
Процесс регулировки начального момента зажигания в значительной мере упрощается при использовании специальных устройств. В основе их работы лежит стробоскопический эффект. Смысл этого физического явления заключается в следующем: если осветить движущийся объект короткой световой вспышкой, то возникнет визуальная иллюзия, что он остался в том же положении, в котором его застала эта вспышка.
Сделать своими руками стробоскоп на светодиодах очень просто. Есть схемы простых устройств, повторить которые сможет даже малоопытный радиолюбитель.
Светодиодный стробоскоп на таймере NE555
Главным компонентом в данной схеме стробоскопа является интегральный таймер NE 555. Это распространенная микросхема часто используемая в электронных самоделках.
В качестве светового излучателя применена готовая сборка из шести светодиодов от китайского фонарика.
Схема стробоскопа на таймере NE555
Потенциометром Р1 задается время пауз между импульсами, которые подаются на VT1. Открываясь в момент подачи сигнала, полевой транзистор «зажигает» стробоскоп.
Следует учитывать, что в момент вспышки, ток, проходящий через излучатель, превышает два ампера. Это обстоятельство заставляет использовать ограничительный резистор с мощностью рассеивания не менее 2Вт. Поводов для беспокойства относительно выхода из строя светодиодов нет. Сверхкраткое время работы в подобных режимах не причинит урон полупроводникам.
Вместо транзистора, указанного на схеме, можно применять его ближайшие аналоги: IRFZ44, IRF3205, КП812Б1 и другие.
Требования к диоду VD1 – высокое быстродействие. 1N4148 с успехом заменяется отечественным вариантом КД522. Также хорошо подойдут любые диоды Шоттке.
Емкость конденсаторов можно увеличивать на один порядок. Это никак не отразится на работоспособности схемы.
Вот так выглядит собранный прибор, с тремя сверхмощными светодиодами.
Стробоскоп в сборе Небольшое количество деталей позволяет выполнить стробоскоп из светодиодов навесным методом или при помощи специальных монтажных панелек. Если в процессе пайки не будет допущено ошибок, схема заработает сразу, без дополнительной наладки.
Другая вариация сбора своими руками автомобильного стробоскопа на светодиодах построена на базе драйвера ШИМ TL494. Стоимость микросхемы лежит в пределах 10 – 20 рублей за штуку, поэтому дефицитной ее не назовешь. Кроме этого, извлечь требуемый компонент можно из старого блока питания ATX от персонального компьютера.
Схема светодиодного стробоскопа на ШИМ-контроллере TL494 Как и в предыдущем случае, излучателем управляет MOSFET-транзистор. Здесь он может быть любого типа, отвечающего двум требованиям:
- Номинальный ток – от 2А;
- внутренняя структура – N-типа.
Примеры подходящих полевиков: AP15N03GH или IRLZ44NS.
Подстроечным резистором VR1 устанавливается скважность работы (длительность вспышек), а VR2 – их частота. Удобнее применять потенциометры с линейной зависимостью, так процесс настройки выполнять гораздо проще.
Источником света на данной схеме стробоскопа выступает один мощный светодиод. Чтобы подключить 12 вольтную светодиодную ленту, резистор R6 необходимо удалить, установив вместо него перемычку.
Остальные элементы схемы светодиодного стробоскопа могут быть любыми с указанными номиналами.
Печатная плата устройства
Минимизировать размер конструкции можно с помощью SMD-компонентов. Некоторые начинающие радиолюбители стараются избегать их применения, считая, что монтаж мелких деталей слишком трудозатратен. И напрасно! Немного практики поможет без труда справиться с этой задачей. Зато результат станет отличной наградой за проявленное терпение.
Образец реализации печатной платы светодиодного стробоскопа показан на рисунке.
Образец печатной платы для стробоскопа
Здесь применен двухсторонний метод разводки. Сверху устанавливаются крупные радиоэлементы: микросхема, клеммники и электролитические конденсаторы, снизу резисторы и конденсаторы типоразмера 1206, светодиоды типоразмера 0805, MOSFET-транзистор в корпусе DPAK. Регулирующие резисторы заменены на подстроечные. Это было сделано для уменьшения конструкции.
Внешний вид платы готового устройства с обоих ракурсов представлен ниже. Для переноса на фольгированный текстолит рисунка с дорожками, применялся метод ЛУТ. Травление производилось в водном растворе хлорного железа.
При желании своими руками повторить схему стробоскопа на светодиодах, можно воспользоваться проектом для трассировщика Sprint Layot, изменив его при необходимости по собственным потребностям. .
Рассмотрение в статье схемы стробоскопов отличаются простотой и низкой стоимостью электронных компонентов. Общая стоимость материалов обойдется в десятки раз меньше, если приобретать готовый стробоскоп на светодиодах. Кроме того, пользоваться самодельным прибором намного приятнее, а полученный в процессе работы опыт незаменим и бесценен.