Мощный стробоскоп своими руками

Автомобильный стробоскоп на сверхмощном светодиоде

Мощный стробоскоп своими руками

Описание опубликовано в журнале «Радио» № 12 за 2008 г., стр. 47, 48 Автомобильный стробоскоп.

Зачем делать самодельный стробоскоп, если его можно купить. Так, наверное, Вы подумали прочитав заголовок. Полностью согласен, не имеет смысла тратить время и деньги на изобретение "велосипеда". Поэтому, когда появилась необходимость проверить работу системы зажигания в автомобиле, я приобрел стробоскоп производства одной известной фирмы.

Тем более, как обычно — три в одном: стробоскоп, тахометр и вольтметр.

И все это в габаритах карманного фонарика! Тахометр и вольтметр работали замечательно, а вот стробоскоп, ради которого я собственно и приобрел это чудо техники, на поверку оказался не более, чем игрушкой.

Но ведь никакой технической информации производители не сообщают. И это логично, т.к. если бы к стробоскопу прилагалась схема (как это было принято в добрые старые времена), я бы при одном взгляде на схему сразу понял, что это дешевая халтура.

Но делать нечего, регулировать зажигание надо… Пришлось использовать красивый корпус и собрать стробоскоп своими руками. Благодаря использованию микроконтроллера и сверхмощного светодиода схема и конструкция получились очень простые, а применение индуктивного датчика искры обеспечило устойчивую работу и удобство в эксплуатации.

Известно множество схем стробоскопов с использованием различных светоизлучателей – импульсных газоразрядных ламп, светодиодов, лазерной указки. Каждый из них имеет как достоинства, так и недостатки.

Импульсные лампы обеспечивают высокую яркость вспышек, но имеют ограниченный срок службы и требуют источника повышенного напряжения. Да и приобрести лампу нужного типа сейчас не просто.

Светодиоды способны служить очень долго, но яркость их свечения намного меньше, что вынуждает использовать в излучателе группу из нескольких штук, а это усложняет конструкцию, увеличивает габариты и затрудняет получение узконаправленного луча высокой интенсивности.

Лазерная указка излучает уж слишком узконаправленный луч, работать с которым неудобно. При искусственной расфокусировке снижается яркость, что сводит к нулю преимущества данного типа излучателя.

Появление на рынке мощных светодиодов, светоотдача у которых достигает 25 Лм/Вт, а это больше, чем у ламп накаливания, позволило создать простой, компактный и экономичный стробоскоп.

Он обеспечивает узконаправленный луч высокой интенсивности, что позволяет контролировать работу системы зажигания во всем диапазоне частот вращения коленчатого вала двигателя.

Строго говоря, мощные или сверхмощные светодиоды нельзя назвать новыми, но снижение цены на них сделало применение этих приборов экономически оправданным там, где раньше не позволяла их стоимость.

Для синхронизации вспышек с моментом искрообразования использован индуктивный датчик, который представляет из себя трансформатор тока.

Такой датчик работает намного стабильнее и более помехоустойчив, чем емкостный, используемый в большинстве дешевых промышленных и любительских стробоскопов. Принципиальная схема автомобильного стробоскопа на мощном светодиоде показана на рисунке. Его основа – микроконтроллер ATTINY15L.

Применение микроконтроллера позволило простыми средствами сформировать вспышки, длительность которых обратно пропорциональна частоте вращения коленчатого вала.

Это обеспечивает высокую яркость на малых оборотах двигателя и не приводит к "размыванию" метки на шкиве на больших оборотах. Кроме того, контроллер обеспечивает надежную защиту сверхяркого светодиода от повреждения в случае аварийного превышения напряжения питания.

Использованный светодиод LXHL-LW3C серии "STAR" фирмы LUMILEDS обеспечивает световой поток 65 Лм. При токе 700 мА прямое падение напряжения на нем около 3,7 В, максимально допустимый ток – 1 А.

Светодиод LXHL-LW3C имеет угол излучения 140 град, но для серии "STAR" фирма LUMILEDS выпускает линзу-коллиматор LXHL-NX05, применение которой позволяет получить световой пучок с углом 10 град.

Управляющая программа микроконтроллера формирует импульсы, длительность которых равна приблизительно 1/340 периода частоты вращения коленчатого вала.

Например, 750 об/мин соответствует частоте искрообразования 25 Гц, период импульсов в этом случае равен 40 мсек, а длительность вспышки приблизительно 0,12 мсек.

Таким образом, "размытость" метки, наблюдаемой на шкиве коленчатого вала, не превышает 1 град.

Для этого самодельного стробоскопа использован корпус от серийно выпускаемого стробоскопа, но подойдет и подходящий по размерам фонарь. Конструкция индуктивного датчика искры описана в подробном описании.

Габариты платы могут быть еще меньше, если использовать все детали в корпусах для поверхностного монтажа.

Если на работающем двигателе автомобильный стробоскоп работает неустойчиво, нужно снять зажим с датчиком с высоковольтного провода, повернуть его (зажим) на 180 градусов и снова надеть на провод.

В настоящее время контроллер ATtiny15L снят с производства. Ближайшие аналоги — ATtiny25, ATtiny45, ATtiny85. К сожалению, аналоги не полные, даже в режиме совместимости с ATtiny15L. Поэтому я доработал программу, новый вариант прошивки подходит для любого из трех перечисленных контроллеров. Схема и печатная плата прежние, методика наладки и алгоритм работы также не изменились.

Единственное отличие — опорное напряжение для компаратора в новых контроллерах 1,1 В, а в старом было 1,22 В. Поэтому для сохранения порога защитного отключения на уровне 18 В, номинал резистора R3 следует увеличить до 27 К. И калибровочный байт никуда записывать не нужно. В новых контроллерах это делается автоматически при старте.

С новым контроллером стробоскоп работает более стабильно, чем со старым.

Как оказалось, этот стробоскоп не потерял своей актуальности и в 2017 г.

Привожу дословно сообщение, полученное от Сергея UA1032SWL

В третий раз собираю Вашу конструкцию стробоскопа. Предыдущий вариант "взяли попользоваться, но забыли уведомить" ;) Хочу поблагодарить за удачную схему. Хорошие параметры, прекрасная повторяемость, некритичность к элементной базе.

Решил поделиться своим вариантом конструкции. Возможно, кому-то пригодится. В этом варианте конструкции корпус самого устройства и "прищепка" для датчика выполнены на 3D-принтере. Модели для печати и чертеж печатной платы в Sprint Layout находятся в архиве (ссылка в конце странички). Корпус выполнен для установки платы размером 24х52 мм.

Весь стробоскоп за исключением нескольких деталей собран из SMD элементов. Резисторы типоразмера 0805, контроллер ATtiny85 в корпусе SO-8W, полевой транзистор в корпусе TO-252 (я использовал IRLR024), стабилизатор напряжения — SOT-89. Квадратные площадки на плате предусмотрены для подпайки к ним проводов программатора.

После программирования контроллера необходимые соединения восстанавливаются перемычками.

В корпус устанавливается линза 10DH1B, за ней — соответствующий светодиод на алюминиевой плате. После монтажа платы и светодиода, корпус закрывается крышкой, провода выводятся в специально предусмотренное отверстие. При необходимости все фиксируется клеем или герметиком.

Корпус датчика "прищепка" рассчитана под установку ферритового кольца К20х12х6. Две половинки "прищепки" собираются на ось, которой служит винт М4. На ось надевается подходящая спиральная пружина кручения "из закромов". Я не стал делать фиксаторы для усов пружины, а просто закрепил их каплями термоклея.

Конструкция в сборе представлена на фотографии. Дефекты печати "прищепки" вызваны тем, что свободный полукруглый край детали деформировался при печати "в воздухе". Для устранения этого дефекта детали корпуса датчика нужно печатать "на боку" либо повозиться с настройками печати поддержки.

Для печати использовался пластик PLA, принтер Anet-A8, плата изготавливалась способом фотолитографии (фоторезист, шаблон, УФ и т.д.) Режим печати: экструдер 215 градусов, стол 70, скорость 60 мм/с, заполнение 50%, толщина слоя 0,2 мм, толщина стенки 0,8 мм, толщина верх/низ 0,6 мм, обдув включен.

© 2007-2017г.

Оригинал: http://ra4nal.qrz.ru/strob.shtml

Как Сделать Мигалку-Стробоскоп Своими Руками

Мощный стробоскоп своими руками

Все мы слышали о длительном карантине во всех странах мира. Чем же занять детей на это время. Ответ лежит на поверхности: их стоит заинтересовывать поделками.

Когда оригами уже не интересно для ребенка, на помощь придет элементарная электроника. На глазах у детей вы можете создать двухцветную полицейскую мигалку из простых кварцевых часов, которые вам уже не нужны.

Таким образом, ребенок занят на карантине, более того, он развивается.

Оригинал: https://krrot.net/stroboskop-svoimi-rukami/

Делаем простой стробоскоп для установки зажигания своими руками

Мощный стробоскоп своими руками

Светодиодный стробоскоп для установки зажигания позволяет быстро и с высокой точностью выставлять оптимальный угол опережения зажигания (УОЗ) в автомобиле. Данный параметр играет важную роль в корректной работе двигателя. Небольшое смещение в момент зажигания приводит к потере мощности, вследствие возросшего расхода топлива и перегрева двигателя.

Несмотря на большой ассортимент промышленно выпускаемых приборов для проверки и установки УОЗ, актуальность создания стробоскопа своими руками не потеряла смысл и в наши дни. Представленная схема самодельного стробоскопа для автомобиля не требует наладки после сборки и изготавливается из доступных деталей.

Принципиальная схема стробоскопа

Схема разработана и представлена в девятом издании журнала «Радио» в далеком 2000 году. Однако, благодаря своей простоте и надежности, остается актуальной и в наши дни.

В принципиальной электрической схеме стробоскопа для авто можно условно выделить 4 части:

  1. Цепь питания, состоящая из выключателя SA1, диода VD1 и конденсатора С2. VD1 защищает элементы схемы от ошибочной смены полярности. С2 блокирует частотные помехи, предотвращая сбои в работе триггера. Для подачи и отключения питания используется выключатель SA1, для этого подойдет любой компактный выключатель или тумблер.
  2. Входная цепь, которая состоит из датчика, конденсатора С1 и резисторов R1, R2. Функцию датчика выполняет зажим «крокодил», который закрепляется на высоковольтном проводе первого цилиндра. Элементы С1, R1, R2 представляют собой простейшую дифференцирующую цепь.
  3. Микросхема триггера, собранная по схеме двух однотипных одновибраторов, которые формируют на выходе импульсы заданной частоты. Частотозадающими элементами являются резисторы R3, R4 и конденсаторы С3, С4.
  4. Выходной каскад, собранный на транзисторах VT1-VT3 и резисторах R5-R9. Транзисторы усиливают выходной ток триггера, что отражается в виде ярких вспышек светодиодов. R5 задаёт ток базы первого транзистора, а R9 – исключает сбои в работе мощного VT3. R6-R8 ограничивают ток нагрузки, протекающий через светодиоды.

Принцип работы

Схема стробоскопа питается от автомобильного аккумулятора. В момент замыкания выключателя SA1, триггер DD1 переходит в исходное состояние. При этом на инверсных выходах (2, 12) появляется высокий потенциал, а на прямых (1, 13) – низкий потенциал. Конденсаторы С3, С4 заряжены через соответствующие резисторы.

Импульс с датчика, пройдя через дифференцирующую цепь, поступает на тактовый вход первого одновибратора DD1.1, что приводит к его переключению.

Начинается перезаряд С3, который через 15 мс заканчивается очередным переключением триггера. Таким образом, одновибратор реагирует на импульсы с датчика, формируя на выходе (1) прямоугольные импульсы.

Длительность выходных импульсов с DD1.1 определяется номиналами R3 и С3.

Второй одновибратор DD1.2 работает аналогично первому, уменьшая длительность импульсов на выходе (13) в 10 раз (примерно до 1,5 мс). Нагрузкой для DD1.2 служит усилительный каскад из транзисторов, которые открываются на время импульса. Импульсный ток через светодиоды ограничен исключительно резисторами R6-R8 и в данном случае достигает величины 0,8 А.

Не стоит пугаться столь большого значения тока. Во-первых, его импульс не превышает 1 мс, со скважностью в рабочем режиме не менее 15.

Во-вторых, современные светодиоды обладают гораздо лучшими техническими характеристиками в сравнении с их предшественниками из 2000 года, когда эта схема впервые получила практическое применение. Тогда нужно было поискать светодиоды с силой света в 2000 мкд.

Сейчас белый LED (от англ. Light-emitting diode) типа C512A-5 мм от компании Cree с углом рассеивания 25° способен выдать 18000 мкд при постоянном токе в 20 мА.

Поэтому использование сверхъярких светодиодов позволит значительно снизить ток нагрузки путём увеличения сопротивления R6-R8. В-третьих, время пользования стробоскопом обычно не превышает 5-10 минут, что не вызывает перегрев кристаллов излучающих диодов.

Печатная плата и детали сборки

Самодельный стробоскоп для установки зажигания можно собрать как на недорогих отечественных радиоэлементах, так и на более прецизионных импортных элементах. Ниже представлена плата с применением отечественных компонентов для штыревого монтажа.

Плата в файле Sprint Layout 6.0: plata.

lay6

Диод VD1 – КД2999В или любой другой с малым падением прямого напряжения. Конденсатор С1 должен быть высоковольтным с емкостью в 47 пФ и напряжением 400 В. Конденсаторы С2-С4 неполярные серии КМ-5, К73-9 на 0,068 мкФ 16 В. Все резисторы, кроме R4, типа МЛТ или планарные с номиналами, указанными на схеме. Подстроечный резистор R4 типа СП-3 или СП-5 на 33 кОм.

Триггер ТМ2 лучше использовать 561 серии, которая отличается высокой помехоустойчивостью и надёжностью. Но можно заменить его микросхемой 176 и 564 серии, учитывая их распиновку. Транзисторы VT1-VT2 подойдут КТ315 Б, В, Г или КТ3102 с большим коэффициентом усиления.

Выходной транзистор – КТ815, КТ817 с любой буквенной приставкой. Светодиоды HL1-HL9 лучше взять сверхъяркие с малым углом рассеивания. Их располагают на отдельной плате по три в ряд.

При отсутствии каких-либо деталей схемы их можно заменить более современными аналогами, немного усовершенствовав плату.

Готовую плату управления стробоскопа и плату со светодиодами удобно разместить в корпусе переносного фонарика. При этом необходимо предусмотреть отверстие в корпусе под регулятор R4, а в качестве SA1 можно использовать штатный выключатель.

Настройка

В схеме установлен подстроечный резистор R4, регулировкой которого можно добиться нужного визуального эффекта. Вращая ручку регулятора можно наблюдать, что уменьшение импульса тока ведёт к недостатку освещенности меток, а увеличение – к размытости. Поэтому во время первого запуска стробоскопа необходимо подобрать оптимальную длительность вспышек.

Длина экранированного провода от печатной платы к датчику не должна превышать 0,5 м. В качестве датчика подойдет 0,1 м медного проводника, припаянного к центральной жиле экранированного провода.

В момент подключения его наматывают на изоляцию высоковольтного провода первого цилиндра автомобиля, делая 3 витка. Для повышения помехоустойчивости намотку производит максимально близко к свече.

Вместо медного проводника можно взять зажим типа «крокодил», который также следует припаять к центральной жиле, а его зубья слегка загнуть внутрь, чтобы не повредить изоляцию.

Установка УОЗ стробоскопом

Прежде чем рассмотреть работу автомобильного стробоскопа, нужно понять суть стробоскопического эффекта.

Если движущийся в темноте объект на мгновение осветить вспышкой, то он будет казаться застывшим в месте, где произошла вспышка.

Если на вращающееся колесо нанести яркую метку и освещать его яркими вспышками, совпадающими по частоте с частотой вращения колеса, то в момент вспышек можно зрительно фиксировать местоположение метки.

Перед регулировкой момента зажигания автомобиля наносят две метки: подвижную на коленчатом валу (маховике) и стационарную – на корпусе двигателя. Затем присоединяют датчик, подают питание на стробоскоп и включают двигатель в режим холостого хода. Если во время вспышек метки совпадают, то УОЗ выставлен оптимально. В противном случае следует произвести корректировку до полного их совпадения.

Представленный стробоскоп для установки зажигания, собранный своими руками, позволит за несколько минут отладить систему зажигания автомобиля. В результате корректировки вырастет КПД двигателя и увеличится срок его службы.

Оригинал: https://ledjournal.info/shemy/stroboskop-dlya-ustanovki-zazhiganiya.html

Как сделать стробоскоп своими руками: схема самодельного домашнего светового устройства на светодиодах

Мощный стробоскоп своими руками

Летом мы с друзьями любим повеселиться. Нам нравится ходить в походы и дурачиться под музыку. Чтобы сделать наши вечеринки более крутыми, я сделал своими руками портативную 9-вольтовую светодиодную строб-лампу. К моему удивлению, стробоскоп действительно хорошо работает. Я надеюсь, что вам понравится моя идея.

Вот список инструментов, которые вам понадобятся:

  • маркер;
  • линейка;
  • плоскогубцы;
  • отвертка;
  • нож (подойдет для резьбы по дереву);
  • сверла: 1-мм, 3-мм, 6-мм и 7-мм;
  • сверлильный станок, дрель или дремель;
  • наждачная бумага;
  • паяльник или паяльная станция;
  • припой;
  • флюс.

Шаг 2: Схема и печатная плата

Этот проект очень прост, но в интернете очень мало подобных схем. Я счастлив, что нашел именно эту. Получилось просто и недорого. Все детали (включая корпус) могут быть найдены в местном магазине радиотоваров за копейки.

А самое крутое, что этот проект можно выполнить за 1 день!

Основа этой схемы — таймер LM555. Он генерирует импульсы, ширина которых регулируется переменным резистором или потенциометром (на самом деле нет разницы, что именно вы выберете). Плата может быть сделана из любого количества светодиодов.

Начните с 3 светодиодов и добавляйте по 3 (например, это может быть 3, 6, 9, 12. 15 и и т. д.). Я выбрал 60 светодиодов для более яркого света.

Я загрузил свою схему и печатную плату в форматах PDF и Eagle. Моя плата действительно маленькая. Вы можете сделать её еще меньше, если будете использовать технологию SMD, но в этом нет никакой необходимости. Плата получилась размером 87×57 мм и отлично входит в корпус.

Файлы

Шаг 3: Необходимые компоненты

Цены на все детали из проекта находятся в текстовом файле, который я приложил. Итоговая сумма получилась небольшой. Возможно, в вашем магазине светодиоды будут стоить немного дороже.

Также вам понадобятся некоторые детали для сборки конструкции:

  • 8xM3 винты;
  • два маленьких винта для установки переключателя;
  • 4×10мм металлический держатель;
  • 4×22мм металлический держатель;
  • корпус (я использовал пластиковый 90x60x25 мм).

Также понадобится холдер для батареи на 9В, небольшой провод, разъем для питания постоянного тока, переключатель и регулятор переменного резистора (я немного укоротил его, потому что он был слишком длинным).

Файлы

Шаг 4: Сборка электроники

Я забыл заснять процесс пайки, но, я думаю, что по схеме и дорожкам платы все и так понятно, ведь там всего-то несколько элементов.

Как Вы видите, я соединил выключатель только с холдером батареи. В этом случае световой стробоскоп будет работать даже в выключенном состоянии, если в разъем подключен DC адаптер.

Теперь, когда с электроникой всё готово, время подготовить корпус.

Шаг 5: Подготовка корпуса

Как Вы видите, изначально в нем не было отверстий и разъемов, поэтому их нужно было сделать самому.

Чтобы зафиксировать корпус, плату светодиодов и оргстекло друг с другом, я сделал 3-миллиметровые отверстия для винтов и металлических держателей.

10-миллиметровые держатели использовались между оргстеклом и светодиодной платой, а те, что длиной в 22мм использовались для скрепления всех частей между собой.

Шаг 6: Завершение работ

В процессе завершения работ над домашним стробоскопом я задумался о светодиодной плате. Нужно было окрасить её в черный цвет или в хром. Не повторяйте моих ошибок. Несмотря на это, лампа все еще красивая и блестящая.

Оргстекло защищает светодиоды от царапин и повреждений. Кстати, источник питания может быть от 6 до 12 В. Я использую 12 В в закрытом помещении для более яркого света.

Для улицы я использую 9-вольтовую батарею, которая идеально помещается в этот корпус.

P.S. Если Вы решите использовать корпус побольше, Вы можете использовать преобразователь «Joulie thief», чтобы светодиоды горели от батареи более ярко.
P.S.S. Если Вы хотите сделать самодельный стробоскоп разноцветным, Вы можете использовать цветные RGB-светодиоды или вырезать кусочки из цветной плёнки и наклеить на оргстекло.

Оригинал: https://masterclub.online/topic/15498-stroboskop

Светодиодные стробоскопы своими руками: схема и детали

Мощный стробоскоп своими руками

В этой статье мы узнаем, как создавать стробоскопические источники света.

Что такое стробоскопическое освещение

Во многих голливудских боевиках мы видим использование погони за полицейскими машинами с красно-синими верхними лампами, мигающими самым необычным и интересным образом.

 Эти эффектные световые эффекты производятся стробоскопическим устройством или стробоскопами, которые также называют короткими вспышками. Устройство генерирует короткие импульсы высокой интенсивности ослепительного света. Частота этих импульсов может быть регулируемой.

 Фактически, именно стробоскопы, используемые в полицейских машинах, делают полицейские машины и фургоны настолько привлекательными и интригующими для общего взгляда.

Вы также найдете использование этих огней на дискотеках, рейв-вечеринках и т.д., чтобы сделать атмосферу вечеринки более сенсационной. Другие серьезные применения стробоскопов включают изучение движения быстро движущихся объектов.

Как правило, эти огни производятся путем быстрых циклов зарядки / разрядки внутри ксеноновой газовой трубки.

Замена ксеноновой трубки на светодиоды

Современные светодиоды высокой яркости могут излучать такой же яркий и интенсивный свет, как и обычные ксеноновые трубки. Кроме того, стробоскопы, состоящие из ксеноновых трубок или ламп накаливания, требуют очень высокого напряжения и высокого тока соответственно для работы.

 Светодиодные стробоскопы, напротив, требуют сравнительно незначительной мощности и отличаются высокой надежностью. Они бывают разных цветов и поэтому стали более предпочтительными.

 Давайте продолжим и посмотрим, как мы можем построить стробоскопы, используемые в полицейских машинах, с помощью простого строительного проекта.

Список деталей

  • IC 4017 = 1 шт.
  • IC 4093 = 1 шт.

  • R3 = 150 Ом, Вт, CFR
  • R1 и R2 = 100 К, Вт, CFR
  • VR1 и VR2 = 1 M
  • С1 и С2 = 470 нФ

Описание схемы

Описание схемы можно понять с помощью следующих пунктов:

  • Ворота N1 и N2 настроены как простые генераторы. Они создают альтернативную логику hi и логику lo на своих выходах. Они также известны как тактовые импульсы.
  • Синхросигнал от генератора N1 подается на тактовый вход IC 4017.
  • Эти тактовые сигналы преобразуются в последовательные высокие логические импульсы с помощью IC 4017 через свои выходные контакты в порядке 3, 2, 4 и 7. Вы можете обратиться к одной из моих предыдущих статей, касающихся выводов IC 4017 для простоты строительства.
  • Посмотрев на принципиальную схему, вы обнаружите, что общая катодная точка всех светодиодов подключена к выходу другого генератора (N2).
  • Это делает схему очень интересной. Светодиоды вынуждены мигать с высокой частотой (регулируемой) одновременно, поскольку они последовательно смещаются на выходах IC 4017. Проще говоря, группа светодиодов предназначена для одновременного мигания и «запуска». Этот эффект на самом деле ответственен за то, чтобы создать реальное полицейское подобие стробоскопического света.
  • Эффекты «Мигание» настраиваются с помощью дискретных потенциометров. Они могут быть оптимизированы различными способами, чтобы получить визуально богатые образцы строба.

Эта схема может использоваться в качестве светодиодного стробоскопа во время веселых встреч в залах или домах для улучшения настроения на вечеринке. Он также может быть использован в транспортных средствах для привлечения внимания, но учтите, что в некоторых странах действие может быть незаконным, и от властей может потребоваться предварительное разрешение.

Оригинал: https://meanderss.ru/kak-postroit-svetodiodnye-stroboskopy.shtml

Понравилась статья? Поделиться с друзьями:
Тратосфера