|
Synchronisator voor tweede flitser |
|
klik hier voor compleet overzicht |
- Ontsteekt automatisch tweede invul flitser
- Werkt op de flits van de hoofdflitser
- Slechts dertien onderdelen
- Voeding uit 9 V batterij
INLEIDING
Door de uitstekende eigenschappen van de moderne camera's stellen de meeste fotografen steeds hogere eisen aan de kwaliteit van hun foto's. Het
werken met de ingebouwde elektronische flitser is zo goed als standaard geworden. Het gebruik van flitslicht heeft echter ook nadelen. Vaak stelt
men vast dat erg scherpe en lelijke schaduwen op het beeld ontstaan en dat hele partijen overbelicht zijn.
Door het inschakelen van een tweede flitser kan men deze schaduwen elimineren en een egaal belichte opname realiseren. De tweede flitser kan het
best onder een hoek van 45 graden ten opzichte van de camera worden opgesteld. Deze opstelling is getekend in figuur 1.
Figuur 1: Het werken met een tweede
zogenoemde invul flitser.
Het is de bedoeling dat de slaaf-flitser wordt ontstoken door de lichtpuls van de hoofd-flitser. De in de camera en/of in de hoofd-flitser ingebouwde belichtingsautomaat vangt ook het licht van de tweede flitser op en zal de lichthoeveelheid en de sluitertijd aanpassen.
ELEKTRONISCHE BESTURING
Het is uiteraard zeer onhandig om de slaafflitser door middel van een kabel met de camera te verbinden. Op deze pagina wordt een zeer eenvoudige
elektronische schakeling beschreven, waarmee de besturing van de slaafflitser draadloos kan gebeuren. Het principe is zeer eenvoudig.
In de schakeling is een foto-gevoelige transistor aanwezig, die de lichtflits van de hoofdflitser detecteert. De halfgeleider gaat geleiden
en stuurt via een eenvoudige schakeling een thyristor in geleiding. Deze ontsteekt de slaafflitser.
|
Interessante elektronica links Klik hier ... Kattenschrikdraad installatie houdt katten in of uit uw tuin Klik hier ... Boeken voor de elektronicus Klik hier ... Software voor schema tekenen, print ontwerpen en simulatie Klik hier ... Goedkope digitale oscilloscopen, via USB aan te sluiten op uw PC Klik hier ... Goedkope meetapparatuur voor het testen van uw onderdelen Klik hier ... Draadloze elektronica in uw huis Klik hier ... Inbraakalarm van Marmitek en KlikAanKlikUit Klik hier ... Bespaar energie met PowerSafer |
HET PRINCIPE VAN ELEKTRONISCHE FLITSERS
Voor het ontwerpen, nabouwen en gebruiken van een flitssynchronisator is het uiteraard noodzakelijk te weten hoe elektronische flitsers in
principe werken. Het basis-principe van zo'n apparaat is getekend in figuur 2.
Figuur 2: Het blokschema van een elektronische flitser.
Uit de batterijspanning van de camera wordt door middel van een DC/DC-omzetter een gelijkspanning van ongeveer 400 V afgeleid. In de meeste
gevallen werkt zo'n omzetter volgens het hacker-principe. De lage batterijspanning wordt omgezet in een blokspanning met een frequentie van
rond de 15 kHz. Deze spanning wordt aan de primaire wikkeling van een trafo aangeboden. De secundaire wikkeling bevat veel meer windingen,
secundair ontstaat dus een zeer grote wisselspanning. Deze wordt gelijkgericht en afgevlakt door middel van een zeer grote elektrolytische
condensator C2. Een elektronisch regelsysteem zorgt ervoor dat de spanning over de elco niet boven een bepaalde waarde kan stijgen.
Vandaar dat de meeste flitsers een duidelijk waarneembaar pieptoontje produceren na een flits. De DC/DC-omzetter wordt dan maximaal belast,
want door de flits is de elco C2 volledig ontladen. De DC/DC-omzetter trekt nu een flinke stroom uit de batterij want de schakeling
moet een maximale stroom leveren om de elco C2 zo snel mogelijk weer te laden. Het is de vrij hoge trafo-stroom die het duidelijk hoorbare
pieptoontje veroorzaakt.
De flitsbuis staat over de elco geschakeld. De buis is gevuld met een edelgas. In feite vormt de flitsbuis dus een eenvoudige uitvoering van
een gasgevulde ontladingsbuis. De spanning over de elco is echter zo klein dat de buis niet spontaan in geleiding kan komen. Vandaar dat in de
buurt van een van de hoofd-elektroden een hulp-elektrode is aangebracht, de zogenaamde ontsteek-elektrode. Deze is aangesloten op de secundaire
van een speciale trafo Tr1. Dit onderdeel heeft primair slechts een of twee windingen, maar secundair wel duizenden. De primaire wikkeling van
de trafo staat, in serie met een condensator C1, over de schakelaar S1. De serieschakeling van C1 en Tr1 wordt bovendien via een hoge
weerstand R1 met de spanning van ongeveer 400 V over de elco C2 verbonden.
In rust staat dezelfde spanning ook over de schakelaar. De condensator C1 is dus tot deze spanning opgeladen. Sluit men de schakelaar, dan zal
de condensator C1 zich zeer snel via de zeer lage weerstand van de windingen van de primaire wikkeling van Tr1 ontladen. Door deze
wikkeling vloeit dus de korte, maar zeer intensieve ontlaadstroom van C1. Het gevolg is dat er in de kern van de trafo een groot magnetisch
veld wordt opgebouwd. Dit veld induceert in de vele windingen van de secundaire van de trafo een pulsvormige spanning die wel enige
tientallen kV groot kan zijn.
Deze spanning staat tussen de ontsteek-elektrode en een van de hoofd-elektroden van de flitsbuis. Het gevolg is dat het edelgas tussen beide
elektroden onmiddellijk geļoniseerd wordt. Het gas gaat geleiden, er vloeit stroom door het edelgas. Dit ontsteek-proces zet een lawine-effect
in gang, waardoor de volledige buis geļoniseerd gaat worden.
De inwendige weerstand van de buis wordt zeer laag, de hoge spanning die in C2 was opgeslagen veroorzaakt een korte maar zeer intensieve stroom
tussen beide hoofd-elektroden. Het gevolg is dat alle atomen in de buis opeens geļoniseerd worden, een verschijnsel dat
gepaard gaat met een zeer intensieve lichtstraling. Het doorslaan van het edelgas in de buis is dus verantwoordelijk voor de intensieve lichtflits
die een flitsbuis kan opwekken.
Door de grote ontlaadstroom van elco C2 zal de spanning over dit onderdeel echter onmiddellijk tot onder de houd-spanning van de buis dalen.
Het edelgas gaat weer terug naar niet geļoniseerde toestand, de buis wordt weer een ideale isolator. De DC/DC-omzetter kan nu de lading in de
flits-condensator C2 weer op peil brengen.
HET PRINCIPE VAN DE ELEKTRONISCHE BESTURING
De schakelaar S1 is dubbel uitgevoerd. Op de achterzijde van een losse flitser zit meestal een klein drukknopje waarmee men het apparaat kan
testen. Daarnaast zit er in de camera een tweede schakelaar die gekoppeld is aan het sluitermechanisme en even gesloten wordt als men een foto
maakt. Deze schakelaar staat via het flitsschoentje of via de aansluiting voor de flitskabel parallel aan S1 in de flitser.
Het feit dat er over de schakelaar een spanning van ongeveer 400 V staat is geen probleem voor deze twee mechanische schakelaars.
Anders wordt het natuurlijk als men deze schakelaar wil vervangen door een elektronisch onderdeel. Dit onderdeel moet in staat zijn deze naar
elektronische normen zeer hoge spanning te weerstaan. Er is maar één elektronisch onderdeel dat daartoe in staat is en dat is de thyristor!
Het basisschema van de elektronische flits-synchronisator is getekend in figuur 3.
Figuur 3: Het principe van de
synchronisator.
Een hoogspannings-thyristor D1 is parallel geschakeld aan de mechanische schakelaar S1 in de flitser. De thyristor wordt in de gate gestuurd uit
een emittervolger. Er wordt echter geen gewone transistor gebruikt, maar een fotogevoelige transistor T1. In rust, dus bij normaal
omgevingslicht, zal deze halfgeleider sperren. Over weerstand R1 staat geen spanning, de thyristor wordt niet gestuurd. Als echter de intensieve
flits van de hoofdflitser via de lens op de chip van T1 invalt, zal deze transistor gaan geleiden. Over R1 ontstaat een spanning die
ongeveer gelijk is aan de waarde van de voedingsspanning. Via weerstand R2 wordt er een ontsteekstroom in de gate van de thyristor gestuurd.
Dit onderdeel gaat geleiden, condensator C1 uit het schema van figuur 2 wordt ontladen, de slaafflitser ontsteekt.
Als C1 ontladen is valt de stroom door de thyristor terug onder de houdwaarde. Het onderdeel gaat sperren, de DC/DC-omzetter uit de slaafflitser
kan aan het werk. Het lijkt dus net of er even gedrukt wordt op de mechanische schakelaar S1. Op zich zou deze schakeling dus uitstekend werken,
ware het niet dat een fototransistor niet in staat is de vrij grote stroom te leveren die nodig is voor het in geleiding sturen van de thyristor.
Tussen de fototransistor en de gate van de thyristor moet dus een stroomversterker opgenomen worden. Bovendien moet de thyristor op een
speciale manier verbonden worden met de twee aansluitingen van het flitskabeltje.
HET VOLLEDIG SCHEMA
Het volledige schema van de flits-synchronisator is getekend in figuur 4.
Figuur 4: Het praktisch schema.
Tussen de fototransistor T1 (dat kan gelijk welk type zijn) en de gate van de thyristor is een tweetraps versterker opgenomen. Dit heeft
als voordeel dat de belastingsweerstand R2 van de fototransistor emittervolger nu veel groter kan zijn en T1 dus minder belast wordt.
Bij het registreren van een flits zal de spanning over R1 die daarvan het gevolg is transistor T2 in geleiding sturen. De collectorstroom
van deze halfgeleider is ook de basisstroom van T3. Deze transistor gaat dus naar verzadiging, de volle voedingsspanning
verschijnt over weerstand R4.
De gatestroom voor de thyristor wordt nu geleverd door T3 en door de begrenzingsweerstand R5. Men kan nu zonder bezwaar ook een tamelijk
ongevoelige thyristor gebruiken. Het volstaat immers de waarde van weerstand R5 te verlagen, transistor T3 heeft geen problemen
met het leveren van gate-stroom!
De thyristor is op een wat merkwaardige manier met de aansluitingen van het flitscontact verbonden. Het zal duidelijk zijn dat de anode van
dit onderdeel positief moet zijn ten opzichte van de kathode. Nu hangt de polariteit van de geleverde spanning volledig af van de manier
waarop de fabrikant van de elektronische flitser het kabeltje heeft aangesloten.
Uit experimenten bleek dat er flitsers in de handel zijn, waarbij het centrale pennetje van het flitscontact positief is ten opzichte van
de mantel. Er zijn echter ook modellen waar dat precies andersom is. Om de schakeling zonder problemen met beide soorten flitsers te kunnen
gebruiken is de thyristor opgenomen in een bruggelijkrichter.
De werking van deze schakeling volgt uit de schema's van figuur 5.
Figuur 5: Werking van de diodebrug.
In figuur A is getekend wat er gebeurt als de plus van de flitskabel verbonden is met de mantel van het stekertje. Bij het ontsteken van de
thyristor loopt de stroom van de plus via diode D2 naar de anode van de thyristor. Van de kathode vloeit de stroom terug via diode D5 naar de
negatieve centrale pen van het stekertje.
In figuur B is de stroomloop getekend als het stekertje is omgepoold. Nu gaan de dioden D3 en D4 geleiden, waardoor de stroom toch in dezelfde
richting door de thyristor wordt geleid.
De schakeling kan gevoed worden uit een batterijtje van 9 V en omdat de schakeling in rust nauwelijks stroom verbruikt is het niet noodzakelijk
een AAN/UITschakelaar op te nemen.
| WEERSTANDEN | |||||
|---|---|---|---|---|---|
| R1 | 10 kOhm | 1/4 W koolweerstand, 5 % | R2 | 10 kOhm | 1/4 W koolweerstand, 5 % |
| R3 | 10 kOhm | 1/4 W koolweerstand, 5 % | R4 | 10 kOhm | 1/4 W koolweerstand, 5 % |
| R5 | 1 kOhm | 1/4 W koolweerstand, 5 % | - | - | - |
| HALFGELEIDERS | |||||
| D1 | 600 V | thyristor | D2 | 1N4007 | universele Si-diode |
| D3 | 1N4007 | universele Si-diode | D4 | 1N4007 | universele Si-diode |
| D5 | 1N4007 | universele Si-diode | T1 | - | Si fototransistor met lens |
| T2 | BC107 | universele NPN-transistor | T3 | BC177 | universele PNP-transistor |
| DIVERSEN | |||||
| 1 | 9 V | batterij | 1 | - | batterijclip |
| 1 | - | flitsscheontje | 4 | - | printsoldeerlipje |
DE BOUW VAN DE SCHAKELING
De elektronica van de flits-synchronisator kan worden gemonteerd op een kleine printje aan de hand van de bestukkingstekening van
figuur 6.
Figuur 5: De componentenopstelling.
De bouw is niet kritisch. Het prototype werd getest met drie verschillende fototransistoren, namelijk BPX 11, BPY 62 en TIL 78 en bleek het steeds
zonder problemen te doen. Soms zal men echter de waarde van de weerstand R1 moeten verlagen omdat de schakeling anders te gevoelig wordt en gaat
reageren op de veranderingen in het omgevingslicht. Zo bleek dat deze weerstand bij gebruik van de TIL78 verlaagd moest worden tot 1 kOhm.
Ook het type thyristor is niet problematisch, zolang men er maar rekening mee houdt dat over dit onderdeel een spanning van 400 V komt te staan.
Men moet dus zonder meer een type toepassen dat een doorslagspanning van minstens 600 V heeft!
DE EINDMONTAGE
Het printje kan samen met de 9 V batterij in een TEKO model B-2 kastje worden gemonteerd. In de bodem van dit kastje kan men een statief aansluiting
monteren. In de voorzijde komt een 8 mm gaatje, dat men voorziet van een rubber tule. Door dit gaatje kan men het lensje van de fototransistor
naar buiten laten gluren.
Op de bovenzijde wordt een flitschoentje gemonteerd. Deze onderdelen zijn voorzien van een draadje en dit draadje kan men via een klein gaatje naar
binnen voeren. De twee aders van dit kabeltje worden gesoldeerd op de soldeerlipjes op de print.
Nadat het kastje in elkaar is geschroefd kan men de slaafflitser in de flitsschoen schuiven en het geheel op een statief bevestigen.
EXTRA SERVICE: DOWN-LOADEN VAN HET PRINTONTWERP
U kunt het ontwerpje van de print van deze nabouwschakeling uit onze Internet-site down-loaden. Het ontwerp werd gescand met een resolutie van 300 dpi en staat ter
beschikking als TIF-file, LZW-compressie.
Deze file kan in ieder grafisch programma geopend worden en geprint op transparante folie. Gebruik hiervoor bij voorkeur een inkjet-printer!
Druk het ontwerpje af met de afmetingen die hieronder staan vermeld!
Nadien kunt U met dit transparant een stukje foto-gevoelige printplaat belichten.
Klik hier ... en ga terug naar het begin van deze pagina
Klik hier ... en ga terug naar de bouwbeschrijvingen van Vego
Klik hier ... en ga terug naar het hoofd-menu van de Vego-site