Блоги на Overclockers.ua

В прошлом году я уже рассказывал про синхронизаторы, позволяющие управлять вспышками на расстоянии, и даже предпринял попытку сделать самостоятельно подобные устройства. Для дальнейших материалов фото-тематики не мешало бы закончить начатое, поэтому предлагаю вашему вниманию вторую часть обзора моего ИК-трансмиттера.

Напомню, что мне пришлось для этого проекта использовать встроенную вспышку от пленочной мыльницы с некоторыми доработками. Необходимо было заставить работать генератор, ввести схему экономии энергии и индикацию заряда транссмитера. Кроме того, высоковольтную часть вспышки надо было как-то синхронизировать с фотоаппаратом и собрать устройство в подходящем корпусе. Обо всем этом как раз и будет рассказано в этой заключительной части прошлогодней заметки.

Итак, не без добрых людей я запустил генератор и принялся к доработке схемы вспышки.

Эту часть можно пропустить, так как может содержать некоторые неточности в объяснении принципов работы электрической схемы

Для переделки вспышки в ИК-трансмиттер я заменил накопительный конденсатор C4 с оригинального (180 мкФ х 330 В) на 22 мкФ с рабочим напряжением 350 В, благодаря чему уменьшилась мощность импульса. Последний рассчитывается по формуле P=(C*U²)/2, где Р значение в джоулях, С емкость конденсатора, а U — рабочее напряжение схемы (не накопительного конденсатора) в киловольтах. По моим прикидкам (22*0,26²)/2) у меня в итоге вышла вспышка на 0,75 Дж, чего вполне достаточно для поджигания «студийного» света. Далее по схеме резистор R2 от повышающего трансформатора T1 замкнул на массу, что и запустило генератор на VT1 в преобразователе питания.

Схема снижения напряжения с убийственных для цифровой техники 250 В (хотя производитель камер Nikon, да и многие другие, и заявляет о возможности работать с таким значением, использовать его не очень хочется) до безопасных 5–8 вольт на синхроконтактах CK оказалась проще простого. Достаточно было сделать развязку возле тиристора VS1 на базе микротокового стабилитрона из транзистора BC546 (можно использовать и обычный стабилитрон на 5–8 В или же подобрать вместо него резистор, который в совокупности с R11 станет делителем напряжения; у меня получилось на выходе около восьми вольт). При замыкании контактов СК (либо кнопкой «Тест», либо самим фотоаппаратом) ток разряда конденсатора С6 подается на управляющий электрод тиристора и он открывается, замыкая конденсатор C5 на массу. Тот в свою очередь разряжается через первичную обмотку трансформатора T2, на вторичной обмотке которого (количество витков в 100–200 раз больше) наводится высокое напряжение, способное ионизировать газ в лампе HL1 и уменьшить его сопротивление. В этот момент конденсатор C4 разряжается на лампу, преобразуя накопленную энергию электричества в световую — вспышка срабатывает. И хотя сопротивление R11 в 22 МОм спасает схему синхронизации с электроникой фотоаппарата от высоковольтного импульса, подобные развязки лучше собирать на оптроне — так надежнее, плюс питание осуществляется напрямую от источника питания, а не от поджигающего конденсатора С5. В современных вспышках как раз так и сделано, и синхронизация с фотокамерой минует высоковольтную часть. Я же использовал, как мне показалась, более простую схему и в будущем переделывать не планировал.

Сложнее всего в моей доработке оказались схемы энергосбережения и индикации заряда трансмиттера. Но и эта проблема была решена. Для экономии энергии, когда накопительный конденсатор C4 зарядится, необходимо срывать генерацию импульсов от транзистора VT1, а после срабатывания вспышки опять возобновлять работу преобразователя. Именно по этому принципу функционировала вспышка в камере, для чего производитель предусмотрел участок схемы с транзистором VT2. Остальные элементы, судя по всему, были распаяны на основной плате фотоаппарата. Их и надо было восстановить, а чтобы это сделать, пришлось разобраться в функционировании генератора. Итак, перед нами колебательный контур, состоящий из транзистора VT1 и двух обмоток трансформатора Т1 (контакты 2 и 5, а также 1 и 3). Обмотка, соединенная с базой транзистора является управляющей, т.е. открывает и закрывает VT1 в нужный момент. Сопротивление R1 обеспечивает быстрое и надежное закрывание транзистора при переходе из открытого состояния в закрытое. Чтобы отключить генератор, шунтируем VT1 транзистором VT3, который активируется при условии подачи управляющего тока на его базу. Последнее осуществляется за счет цифрового транзистора VT2. После преобразования постоянного напряжения 3 вольта в переменное, на выходе трансформатора T1 будет около 250–260 В и частотой несколько килогерц. Это напряжение выпрямляется диодом VD1 и накапливается в конденсаторе C4. По достижению примерно 260 вольт в этой цепи пробивается диод VD2, открывается транзистор VT2 и ток через резистор R5 поступает на базу VT3, который глушит генератор. Аналогичным образом работает индикация заряда вспышки на базе VT4, только вместо генератора управляем светодиодом VD3. Но при настройке схемы после цифрового транзистора была маленькая проблема — сопротивление R5 я изначально установил на 1 кОм и при заряде вспышки индикатор постоянно изменял интенсивность свечения, т.е. попросту «блымал». Подобрав резистор на 10 кОм проблема решилась.

А вот дальше уже будет самое интересное.

Потом нарисовал схему и приступил к проектировке платы. Перебрав кучу ПО, я остановился на KiCad, так как это приложение отличалось своей бесплатностью и не требовало никаких махинаций с активацией. Познакомившись с этой программой, оказалось, что подходящие посадочные места для некоторых элементов отсутствуют и без них плату спроектировать не получится. Пришлось половину всего перерисовывать.


Но результат оправдал все надежды — собрав схему частично на макете, она запустилась сразу без допилки и обработки напильником, а ведь я ни разу не работал с такими программами!


Вся конструкция будущего ИК-трансмиттера выглядела следующим образом (в спичечную коробку вмонтирована кнопка СК для удобства проверки поджига вспышки):


Увы, но мои эксперименты не прошли без потерь — во время проверки работы энергосбережения я забыл переключить в мультиметре измерение тока на напряжение и произошло короткое замыкание. Как итог — перегоревший предохранитель в приборе Так что, будьте внимательны, настраивая схему, чтобы не повторить мою ошибку.

Но доработать схему и нарисовать макет платы это одно, а вот сделать саму плату — это уже совершенно другое. Ясное дело, нужен тонкий фольгированный стеклотекстолит и хлорное железо для травления. Учитывая, что платы я никогда не делал, ждало меня еще то занятие. Выпилить и потравить сложности никакой не представляет, а вот как перенести рисунок, причем точно и ровно, — вот это было настоящей проблемой. Великий и могучий Гугл нашел все (а не Яндекс, как некоторые утверждают) ответы на поставленные вопросы и я принялся развивать свой художественный таллант. Все что надо было, так это тонкий и глянцевый листик бумаги, который хорошо и быстро впитывал бы воду, а также лазерный принтер (тонер не растекается, не проникает глубоко в слой бумаги и создает хороший трафарет, который легко потом перенести на медь). Я взял страницу от журнала-каталога (таких полно у косметических компаний, в магазинах и тд) и напечатал рисунок лицевой и обратной стороны платы в зеркальном отображении. Далее приложил один из них (где больше всего дорожек) к куску подходящего по размерам стеклотекстолита, накрыл обычной офисной бумагой и прогладил хорошо прогретым утюгом. Рисунок благополучно перенесся на медный слой и осталось лишь убрать подложку трафарета, для чего ее надо было отмочить в воде и аккуратно удалить (пришлось около получасу скатывать понемногу бумагу, чтобы ее полностью убрать и не повредить «дорожки»). Естественно, с первого раза такой фокус не вышел и мне пришлось повторять попытки, пока не получился самый подходящий вариант. Вторую сторону платы сделал таким же образом, предварительно просверлив дырочки в текстолите для совмещения рисунков. В итоге вышел такой вот ужас:


Следующим этапом стало травление. Тут все очень просто: растворяем немного хлорного железа в какой-то емкости с теплой водой, кидаем туда заготовку, переворачиваем ее время от времени и следим, чтобы полностью вытравило лишнюю медь. После чего моем готовую плату и удаляем тонер каким-нибудь растворителем или счищаем его металлической кухонной мачалкой. Я использовал средство для снятия лака и тонер немного выпачкал текстолит



Плата вытравлена — теперь можно ее подогнать под нужные размеры и залудить дорожки. Последнее я тоже никогда не делал, поэтому что-то сверхъестественное после этой процедуры на выходе ожидать не приходилось. Но получилось очень даже миленько, особенно, с просверленными дырочками. Правда, первую букву названия проекта ИКТ-РСС-1 я немного перегрел (от перегрева могут и дорожки отстать) и она в итоге отвалилась



Перед пайкой элементов проверил, подходит ли плата для корпуса будущего ИК-трансмиттера и подпилил проблемные места.


Ну и самое ответственное — выпайка деталей (самое главное — это трансформаторы, ибо их добыть сложнее остальных деталей) из старой вспышки и впайка в новую плату с остальными элементами.



Все прошло гладко и без проблем, аж самому понравилось.



Дальнейшими действиями были установка лампы, накопительного конденсатора, выключателя, кнопки «Тест» и блока для батарей формата ААА. При включении все заработало, даже удивился.



Корпус я использовал обычный, для каких-то поделок, купленный на радиорынке. Он не предусматривал отсек для быстрой замены батарей и их пришлось тулить внутри корпуса. Места там было не очень, но кое-как впихнул, перепаяв один резистор в «положение лежа».


Ножку для трансмиттера я взял от старой советской вспышки типа Электроники. Немного повозился с припайкой проводов, так как ножка была транзитной, т.е. кабель от вспышки в нее подключался через разъем.


Ставил ее наспех и она немного оказалась кривоватой на вид


Заднюю панель для органов управления сделал из куска черного пластика, переднюю стенку — из черного компакт-диска. Он плохо пропускает обычный свет и хорошо инфракрасные волны. Получается своеобразный фильтр, снижающий интенсивность видимого спектра, что для излучения лампы-вспышки в самый раз, так как светосинхронизаторы работают в ИК-диапазоне. Чтобы импульс еще меньше отсвечивался на предметах и не портил снимки, экран сделал в два слоя.


Все подогнано, работает, счастью нету предела. Последние кадры трасмиттера «голышом»:


Собираю, ставлю на камеру, наслаждаюсь работой собственноручно сделанного агрегата.




Уровень потребления трансмиттера в режиме простоя составляет около 24 мА, тогда как без схемы энергосбережения — все 84. С очень старенькими аккумуляторами GP на 750 мАч мне хватило сделать примерно 1000 снимков (но честно говоря, я даже сбился со счета), притом что я на долгое время любил оставлять трансмиттер включенным. В общем, штука получилась классная.

Теперь сухие цифры. Я потратил на этот проект около месяца времени для изучения программ, рисования схем и макета, экспериментов по травлению и тд. Около 100 грн на кучу радиодеталей, стеклотекстолит и хлорное железо, притом что кавайный трансмиттер от того же FalconEyes стоит до трех сотен. Большая часть всего этого у меня осталась. Из-за спешки с установкой ножки через время ИК-трансмиттер стал давать осечку — что-то случилось с центральным контактом (подозреваю, что его перекосило) и его надо все время чистить канцелярской резинкой. Главной ошибкой в этом проекте была внутренняя вспышка от мыльницы (20 грн) — надо было сразу брать внешнюю маленькую, цена которой всего ничего гривень 50. Зато не пришлось бы городить весь этот огород с платой и корпусом, а просто снизил бы напряжение на синхроконтактах (если вспышка высоковольтная), уменьшил емкость накопительного конденсатора и поставил ИК-фильтр. Или же проще купить за пару сотен нормальный радиосинхронизатор. Но я получил неоценимый опыт и теперь могу делать всякие простые штучки, типа светосинхронизаторов (один даже сделал), ИК-трансмиттеров, схему снижения напряжения (тоже сделал для Vivitar 283) на синхроконтактах высоковольтных вспышек, рисовать и травить платы

P.S. Через время я все же перешел на радиосинхронизаторы и частично отказался от ИК-устройств. Вот так вот.