Андрей Смирнов
Время чтения: ~10 мин.
Просмотров: 1

2 простые схемы для изготовления автомобильного стробоскопа

stroboskop-s.jpg 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.Svetodiodnaya-matritsa-100Vt-dlya-stroboskopa.jpg 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.Povyshayushhij-preobrazovatel-dlya-matritsy-stroboskopa.jpg

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.

Собрать стробоскоп своими руками не составляет труда, схема достаточно простая. Все стробоскопические эффекты, которые я повторил, можно посмотреть в видеоролике ниже:

Комплектующие для сборки стробоскопа:Повышающий модуль 150 ВтСветодиодная матрица 100 ВтЭлектромагнитный насос 56 ВтЭлектромагнитный насос 16 ВтМодуль генератора ШИМ

Печатная плата в формате Sprint Layout 6Прошивка и исходник

Левитация капель воды

Для более качественного наблюдения левитации капель воды, я собрал установку на основе аквариумного мембранного насоса, так как электромагнитный насос от кофемашины не предназначен для длительной работы, и сильно нагревается. В отличие от обычного насоса с крыльчаткой, мембранный насос перекачивает воду отдельными порциями, что как раз и нужно для реализации эффекта левитации капель воды. Ниже в видеоролике я подробно рассказал о том, как собрать подобную установку:

Ниже представлена обновленная схема стробоскопа для наблюдения эффекта левитации капель воды, с возможностью регулировки оборотов насоса:

ПрошивкаМембранный насосОбновленная печатная плата в формате Sprint Layout 6

Последние записи:

ILYAЭлектроника / Kit-наборыПривет всем любителям самоделок. В данной статье я расскажу, как сделать светодиодный стробоскоп своими руками, он будет основан на кит-наборе, заказать который можно по ссылке в конце статьи. Данный кит-набор будет полезен для сборки начинающим, а также тем, кто хочет сделать мигалку на его основе.Перед тем, как начать читать статью, предлагаю посмотреть видео с подробным процессом сборки кит-набора и его тестирования в работе.Для того, чтобы сделать светодиодный стробоскоп своими руками, понадобится:* Кит-набор* Паяльник, припой, флюс* Бокорезы * Мультиметр* Блок питания 12 вольт или аккумулятор* Приспособление для пайки «третья рука»Шаг первый.В комплекте радиоконструктора идет два гнезда под установку микросхем, четыре печатные платы со всеми необходимыми обозначениями, а также остальные радиодетали, такие как резисторы,диоды, светодиоды и конденсаторы. Первым делом устанавливаем резисторы на свои места, их номиналы указаны на плате. Определить сопротивление резисторов можно при помощи мультиметра, а также цветовой маркировки с таблицей или онлайн-калькулятора. Первый способ самый удобный и быстрый, но если у вас нет мультиметра, то узнать номиналы двумя следующими способами также возможно, затратив немного больше времени. С обратной стороны подгибаем выводы радиодеталей, чтобы при пайке они не выпали. Далее на плату устанавливаем диоды, на их корпусе есть полоска, как и на плате, ориентируемся по ней.Шаг второй.Затем вставляем транзисторы, ориентируемся по обозначению на плате, которая повторяет форму корпуса. Далее устанавливаем конденсаторы, на плате электролитический конденсаторы обозначен кругом, плюс на ней промаркирован, минус конденсатора указан на его корпусе белой полоской, также длиная ножка это плюс. Затем вставляем неполярный керамический конденсатор с маркировкой 104 и после него подстроечный резистор, который позволит изменять частоту стробоскопа. Шаг третий.Для подключения микросхем устанавливаем гнезда. Вставляем гнезда в отверстия на плате, ориентируясь по ключу в виде выемки на корпусе и на обозначении платы. Контакты для подключения питания и светодиодов установим позже. Из запасных деталей остался один диод, видимо для перестраховки.Шаг четвертый.Теперь соберем плату со светодиодами, в комплекте их три, на каждую плату свой цвет светодиодов. Устанавливаем сначала резистор, а затем светодиоды, при это соблюдаем полярность, длиная ножка это плюс, короткая-минус, на плате минус обозначен черточкой, плюс-треугольником. С остальными платами поступаем аналогично. С обратной стороны платы загинаем выводы радиодеталей, после чего закрепляем плату в приспособлении для пайки «третья рука» и наносим флюс на контакты. Далее при помощи паяльника припаиваем контакты, слегка добавляя припой. Затем берем основную плату с микросхемами и проделываем то же самое, также к платам припаиваем выводы для подключения.Шаг пятый.После пайки удаляем остатки выводов при помощи бокорезов. При откусывании лишних частей ножек будьте аккуратны, можно нечаянно оторвать дорожку с платы. Далее очищаем плату от оставшегося флюса, для этого хорошо подойдет щетка и бензин «калоша» или другой растворитель, например, ацетон.Затем устанавливаем в гнезда микросхемы согласно ключу на их корпусе и плате. После этого подсоединяем платы между собой при помощи проводов, которые шли в комплекте. Стробоскоп готов, можно проверять в работе. Подключаем блок питания к контактам основной платы, соблюдая полярность. Светодиоды попеременно начинают загораться, частоту стробоскопа можно изменить простым вращением переменного резистора при помощи отвертки с плоским шлицем.На этом у меня все, данный светодиодный стробоскоп можно использовать в любых целях, возможно и светомузыке при некоторых доработках, а также для того, чтобы набраться опыта в работе с радиоэлектроникой.Всем спасибо за внимание и творческих успехов. Доставка новых самоделок на почту

Получайте на почту подборку новых самоделок. Никакого спама, только полезные идеи!

*Заполняя форму вы соглашаетесь на обработку персональных данных

Становитесь автором сайта, публикуйте собственные статьи, описания самоделок с оплатой за текст. Подробнее здесь.

15 декабря, 2013

Наверняка многие из нас хотели бы иметь дома стробоскоп, чтобы украсить небольшую вечеринку и придать ей немного драйва. Как правило их делают на импульсных лампах, но к сожалению они довольно дорогие и имеют маленький ресурс.

Я решил заменить лампы на светодиоды, и с уверенностью скажу, что такой стробоскоп своими руками для дискотеки сможет изготовить даже начинающий радиолюбитель.

Сам стробоскоп собирается на 2-х печатных платах, на одной из них расположены светодиоды, а на второй — блок управления. Главной деталью в блоке управления является микросхема-таймер LM555.

Именно она генерирует импульсы, частота которых определяет то, как быстро будет мерцать стробоскоп, и регулируется переменным резистором. Я использовал 60 светодиодов, но можно использовать любое количество кратное трем (3, 6, 9 …).

В качестве блока питания подойдет любой источник от 6-ти до 12-ти вольт. У меня он работает от одной батарейки «Крона», но при желании можно подключить его к блоку питания 12 Вольт (для этого предусмотрен дополнительный разъем). В этом случае стробоскоп светит намного ярче.

Вот список радиодеталей, которые понадобятся при изготовлении стробоскопа:

  • Сверхъяркие светодиоды (белые, 5 мм) — 60 шт;
  • Микросхема-таймер 555;
  • Полевик IRFZ44N;
  • Переменный резистор 1 мОм;
  • Резистор 5,6 Ом (2 Вт);
  • Резистор 56 Ом;
  • Резистор 10 кОм;
  • Резистор 100 кОм;
  • Конденсатор 1 мкФ x 50 В;
  • Конденсатор 1000 мкФ x 16 В;
  • Диод 1N4148;

Корпусные детали и прочая мелочевка:

  • Пластиковый корпус 90×60×25 мм;
  • Оргстекло 90×60 мм;
  • Текстолит;
  • Стойки М4×22 мм (мама-мама) — 4 шт;
  • Стойки М4×10 мм (мама-папа) — 4 шт;
  • Винты для стоек М3×8 мм;
  • Батарейка «Крона» + ответный разъем для нее;
  • Разъем питания (штыревой);
  • Переключатель движковый (2 положения);

Схема и печатная плата были нарисованы в программе Eagle. Управляющая плата получилась небольшой, при желании её можно сделать еще меньше, используя SMD компоненты. Размеры платы со светодиодами — 87 на 57 мм.

Принципиальная схема светодиодной платы (PDF, 62 Кб);Печатная плата для светодиодов (PDF, 13 Кб);Принципиальная схема управляющей платы (PDF, 48 Кб);Печатная плата управляющая (PDF, 10 Кб);Расположение элементов (PDF, 47 Кб).

К сожалению я не делал фотографии в процессе пайки, но надеюсь что это не будет вам помехой. Вот несколько фотографий, на которых видно уже запаянные платы для стробоскопа.

После изготовления печатных плат и напайки на них радиоэлементов можно приступать к корпусированию.

Внутри корпуса пришлось срезать несколько пластиковых стоек, которые мешали.

Чтобы защитить светодиоды я использовал оргстекло, установив его на стойки (между оргстеклом и корпусом стробоскопа — 10 мм).

Теперь остается только вставить все разъемы, закрутить болты и стробоскоп своими руками для дискотеки готов!

Вот видео работы стробоскопа:

Примечание: Если вы захотите сделать цветной стробоскоп, можете использовать RGB светодиоды (что довольно дорого), либо вырезать различные светофильтры из цветного оргстекла.

Используемые источники:

  • https://radiolaba.ru/polezno-znat/stroboskop-svoimi-rukami.html
  • https://usamodelkina.ru/11292-svetodiodnyy-stroboskop-svoimi-rukami.html
  • https://top-samodelki.ru/article/stroboskop-svoimi-rukami-dlya-diskoteki-20131215/

Рейтинг автора
5
Подборку подготовил
Максим Уваров
Наш эксперт
Написано статей
171
Ссылка на основную публикацию
Похожие публикации