Самодельная макровспышка на ATmega8

[vvsector85]

Извините, забыл указать. В качестве шунта используется балансировочный резистор ламп, с него и снимаю показания. Диод, шунтирующий индуктивность я поставил (с ним на осциллограмме ток падает до нуля в перерывах между импульсами HSS), подключение резистора в цепи поджига пока не менял.

[vvsector85]

И снова чудеса - по неосторожности сжег IRG4BC50FD (перепутал коллектор с затвором при подключении платы), поставил вместо него HGTG20N60A4, - и снова пики в 60В на шунте 0,05 Ом. При чем, в HSS такой высокий пик не только первый, а все. У HGTG20N60A4 нет диода между коллектором-эмиттером, подумал, что дело в этом, припаял HER508 - ничего не изменилось.

[Impulsite]

Длинные провода могут как антенны собирать помехи от окружающих источников. И их наличие или отсутствие будет зависеть от компоновки узлов на рабочем столе.

[vvsector85]

Думаю, если бы влияние помех на измерения были столь существенны, я бы получал каждый раз разные результаты, а у меня все же результаты довольно стабильны, при использовании одинаковых компонентов.
Подключил резистор цепи поджига до индуктивности, как Вы указали на схеме, никаких изменений не обнаружил. Пробовал менять его номинал от 640К до 5,6М. Поджиг работает, результаты измерений те же - в HSS куча пиков с амплитудой в 60В.

[Impulsite]

у меня все же результаты довольно стабильны, при использовании одинаковых компонентов.

В таком случае симулятор должен выявить источник проблемы.

[vvsector85]

Симуляция тут не спасает: нет моделей импульсных ламп, поэтому в Протеусе стоит просто лампа накаливания с сопротивлением 1Ом, так что эмулировать схему поджига не получается, к тому же, Протеус плохо справляется с трансформаторами, нет модели HGTG20N60A4 (IRG4PC50FD и IRG4BC40W есть), "щупы" осциллографа в Протеусе нельзя подключить (или я не знаю как) в произвольные точки схемы - один из них всегда будет на земле.

Сейчас попробовал одиночные импульсы - амплитуда 6В, все нормально, а в HSS нереально высокие пики.
Странно, что с IRG4PC50FD результат был более "правильным", ведь, если я верно истолковал эти диаграммы из ДШ, то HGTG20N60A4 гораздо быстрее.
HGTG20N60A4

IRG4PC50FD

Вот и думаю, стоит ли купить еще один IRG4PC50FD? На практике, с ним получились наиболее приемлемые результаты, а по ДШ он меньше всего подходит по частоте, а стоит дороже остальных.

Попробовал одиночный импульс с ёмкостью 100мкФ - такого вообще раньше не было: высокий пик (здесь только его часть, он идет вверх до 60В) при закрытии транзистора. Откуда он мог взяться? Думаю, только от индуктивности. Наверняка, в HSS, эти пики - тоже в конце импульсов, а "настоящие" пики просто не видны на фоне этих выбросов.


Очень странно: убрал индуктивность - ничего не изменилось. С ёмкость 39мкФ при одиночном импульсе все нормально, в HSS - высокие пики. С ёмкостью 100мкФ - при одиночном импульсе высокий пик при закрытии транзистора, в HSS - высокие пики после каждого импульса.

[vvsector85]

Провел испытания с ёмкостью 200мкФ. С одной лампой все было хорошо (не считая непонятных пиков на осциллограмме). С индуктивностью лампа вспыхивала с заметным щелчком, без индуктивности - почти беззвучно. Попробовал 2 лампы параллельно без индуктивности - умер HGHTG20N60A4. При чем, вспышка была нормальная, без хлопков и щелчков (совсем не как с парой IRG4BC40W)

Ладно, пойду куплю IRG4PC50FD. Дорогой же он, зараза...

То, что транзистор пробился, наводит на мысль, что загадочные пики на осциллограмме - не просто артефакты, возникшие при измерении, а действительно большие скачки тока. С IRG4PC50FD их не было, так что буду делать ставку на него.

Еще, попробую соединить лампы последовательно. Не уверен, что это эффективное решение, но ради эксперимента, попробую.

[vvsector85]

Последовательно лампы не зажигаются - не хватает напряжения. С ёмкостью 200мкФ амплитуда на шунте 0,05 Ом - 12В, т.е. 240А (подключена одна лампа и индуктивность), HSS пока не рискую испытывать, транзистор 6$ все же стоит.
Есть еще какие-то способы уменьшить ток? Конечно, можно использовать лампы с большим сопротивлением, но где их взять? Увеличить индуктивность, но без сердечника ее габариты будут неприемлемы.
Испытал ИФК-120 с 200мкФ, амплитуда 11В, по ДШ сопротивление ИФК-120 - 0,8 Ом, значит, у ламп от мыльниц тоже около того.
Попробовал лампу от какого-то уномата - амплитуда вдвое меньше - 6В
С маленькой лампой от Nikon coolpix885 - тоже 6В
Sony CyberShot DSC-W35 6,5В
Лампы от пленочных мыльниц тоже не все одинаковые, вот, попалась, с амплитудой 10В. Буду испытывать все имеющиеся в поисках образцов с наибольшим сопротивлением.

Только что наблюдал очень интересный эффект: во время вспышки вставил в катушку индуктивности ключ от дрели, мой верстак обшит нержавейкой, в момент вспышки, ключ примагничивался к поверхности стола, но необычным мне показалось то, что даже после вспышки, ключ продолжал некоторое время магнититься к столу (секунд 10).
И да, с ростом индуктивности (с ключом в качестве сердечника), ток снизился, но не на много. У данного экземпляра лампы амплитуда 12В, а с сердечником около 10,5-11В.

[vvsector85]

ма-а-аленькая лампочка от SonyEricsson K750 выдержала 200мкФ, амплитуда 7В

В любом случае, даже если я найду 6 ламп от цифромыльниц, таких, что дают 120А (по моим подсчетам, их сопротивление около 2 Ом), если соединить их последовательно, ток будет порядка 260А... В принципе, это укладывается в 280А для IRG4PC50FD, но очень близко к верхнему пределу.
Нужно каким-то образом уменьшить ток. Есть соблазн воткнуть дроссель на 270мкГн, но, боюсь, что обратный ток пробьет защитный диод и погубит транзистор, или ферритовый сердечник будет входить в насыщение и от индуктивности не будет толку. Хотя, от моей воздушной катушки толку тоже не много. Проверил на лампе от уномата - 120А с катушкой и 140А без катушки. Может, есть конденсаторы с бОльшим ESR?

Кстати, как ни странно, похоже, мои расчеты были верны:

По этим осциллограммам можно очень грубо посчитать. t_{3 лампы} = 65мкс, t_{1 лампа}=100 мкс. Ёмкость 100 мкФ у нас тоже "микро", т. е. 10^-6, значит с одной лампой R=1 Ом, с тремя R=0,65 Ом.
R_цепи + R_лампы = 1
R_цепи + 1/3(R_лампы) = 0,65
Если я хоть что-то еще помню из школьной математики, то сопротивление одной лампы получается 0,52 Ом, а остальной цепи, соответственно, 0,48 Ом.

Если сопротивление ИФК-120 0,8Ом, а при этом U=300В, I=240A, то общее сопротивление цепи - 1,25 Ом. 1,25-0,8=0,45 Ом

Все-таки рискнул с индуктивностью 270мкГн на ферритовом сердечнике. Результат - амплитуда 2,8-3В с лампой от Уномата и ёмкостью 200мкФ, т.е. практически то же самое, что и с воздушной на 28мкГн. В HSS дроссель 270мкГн дал даже лучший результат, чем воздушная катушка - все импульсы ровные, по 2,8В, без иголок (с воздушной катушкой были какие-то всплески).

Теперь испытал ту же лампу с ёмкостью 480мкФ - амплитуда 8В (160А) - никаких проблем. Выходит, вся загвоздка в лампах и их параллельном соединении... у меня идеи закончились, подскажите что-нибудь.

[sa137]

Выходит, вся загвоздка в лампах и их параллельном соединении... у меня идеи закончились, подскажите что-нибудь.

Судя по всему у вас прорва свободного времени... Не совсем понятно, для чего вам HSS в макровспышке..
Как вариант регулировки мощности, попробуйте регулировать напряжение на лампах. В таком варианте, возможно использовать развязанные диодом ёмкости на каждую лампу.

Сколько ламп вы ходите использовать ? Обратите внимание на тему : http://osipoff.ru/modules.php?op=modloa ... =0&thold=0

[Impulsite]

Я немного продвинулся, а вот, что делать с параллельным подключением ламп - не знаю. Слишком маленькое сопротивление у ламп от пленочных мыльниц.

viewtopic.php?p=19802#p19802 - 6 ламп, 6 конденсаторов, 6 IGBT и 3 двухканальных IGBT-драйвера. А с IGBT, управляемыми напряжением 4-6 В, и драйверов не потребуется, если МК обеспечит достаточный ток заряда и разряда затворов.

[vvsector85]

Это очевидное решение, но оно громоздкое и дорогое. Logic-level транзисторами для ламп от пленочных мыльниц не обойтись, т.к. при их сопротивлении ток даже с одной лампой получается 240А. Лампы от цифромыльниц гораздо интереснее (120А), но более труднодоступны. Совсем нет идей, как уменьшить ток? Может, есть способы добавить в цепь еще какое-то реактивное сопротивление? Индуктивности, конденсаторы?

[vvsector85]

Не совсем понятно, для чего вам HSS в макровспышке..
Как вариант регулировки мощности, попробуйте регулировать напряжение на лампах. В таком варианте, возможно использовать развязанные диодом ёмкости на каждую лампу.
Сколько ламп вы ходите использовать ? Обратите внимание на тему : http://osipoff.ru/modules.php?op=modloa ... =0&thold=0

Тему на Осипове изучил уже давно. Изначально, так и собирался сделать (коммутировать ёмкости и регулировать напряжение), но, этот метод имеет ряд недостатков, как нестабильная цветовая температура, необходимость размещения в корпусе большого количество ёмкостей определенных номиналов, куча диодов, механических переключателей, невозможность перекинуть больше половины мощности на одну сторону вспышки. Хотелось воспользоваться более прогрессивными технологиями.
Ламп хочу использовать 6 (по 3 на канал).
На счет HSS, согласен, этот режим не особо нужен, но отказ от него не решит проблемы. К тому же, он может пригодится для устранения теней при дневном освещении.

[vvsector85]

Думаю, а что если параллельно лампе поставить конденсатор небольшой ёмкости? По идее, он должен поглотить верхушку пика при вспышке.

Попробовал 22нФ параллельно лампе - вспышки нет.
2,2 нФ - вспыхивает стабильно, но разницы в амплитуде не заметил

[sa137]

> этот метод имеет ряд недостатков, как нестабильная цветовая температура
A мы точно говорим, о вспышке в 2016 году ? у вас нет рау формата ?
A есть ли у вас 100% уверенность, что цветовая температура не меняется при обрыве импульса ?

> необходимость размещения в корпусе большого количество ёмкостей определенных номиналов, куча диодов, механических переключателей,
A куча транзисторов, катушек, микроконтроллеров будет занимать меньше места ? Странные утверждения.

> невозможность перекинуть больше половины мощности на одну сторону вспышки
Вообще вы даже примерно не озвучили конструктив, как вы хотите сделать вспышку. Две головы, мелкие лампочки в круге... Вариантов масса.

> Хотелось воспользоваться более прогрессивными технологиями.
Ну это если вы можете воспользоваться благами цивилизациями.

> но отказ от него не решит проблемы.
Решит. Можно сделать вещь, значительно быстрее и дешевле.

> К тому же, он может пригодится для устранения теней при дневном освещении.
У вас есть опыт съемки несколькими источниками света ? Специфика такой съемки очень своеобразна. Мне кажется, я выкладывал фотки кольцевого осветителя для сверлильного станка.

[vvsector85]

Странно, когда я написал на pro-radio.ru о регулировке мощности вспышки переключением ёмкостей и изменением напряжения, мне хором ответили, что это тупиковый путь и в современных вспышках используются совсем другие методы, а именно, разрыв цепи БТИЗ-транзистором.
В любом случае, я уже сделал макет, написал прошивку, купил транзисторы и т. д. Вот, хочу на IGBT - и все тут))
В принципе, я уже насобирал достаточное количество ламп от цифромыльниц, с сопротивлением 2 Ом, которые при параллельном соединении по три штуки, будут пропускать ток 260А, что укладывается в допустимый импульсный ток транзистора IRG4PC50FD, так что, для себя, вспышку уже могу собирать. Но мне хотелось спроектировать вспышку, доступную для повторения по готовым схемам и печаткам, с доступными деталями, а лампы от цифромыльниц гораздо менее доступны, чем от пленочных мыльниц. Вот я и ищу способы уменьшить ток.

На счет конструктива - планируется расположить лампы по кругу, гексагонально.

[sa137]

> что это тупиковый путь и в современных вспышках используются совсем другие методы, а именно, разрыв цепи БТИЗ-транзистором.
Мечтатели и идеалисты ..
Сделать то можно, только это займет много человеко*часов и денег. Для компаний это выгодно (с учетом того, что схемотехника кочует со старых вспышек в новые) и продают они миллионами.

> Вот, хочу на IGBT - и все тут))
Ваше право, ваше время, ваши деньги

> Вот я и ищу способы уменьшить ток.
Вариантов не много - индуктивность, резисторы... в общем и все, других вариантов нет.

> На счет конструктива - планируется расположить лампы по кругу, гексагонально.
Уже что то. в таком случае, мне кажется, что использовать параллельные мелкие ёмкости по кругу с тыла ламп предпочтительно.

Если вернуться к вашем экспериментам, весьма полезным, то мне кажется проблема у вас с шунтом.

Попробуйте подыскать заводской шунт на 25, а лучше 50 ампер и посмотрите разницу.
На осипове, был один человек он делал эксперименты с быстрыми тиристорам ТЧххх - позже скину ссылку.

И можете немного написать о ваше осциллографе, которым вы пользуетесь.

[vvsector85]

Учитывая, что Canon MT-24EX Macro стоит 800$, то затраты, ориентировочно, в 20-30$ на комплектующие для моей схемы, это совсем не дорого.

Использовать резисторы особого смысла не вижу, т. к. в цепи они будут давать активное сопротивление, а значит, на них будет теряться огромная часть мощности, в виде выделяемого тепла.

Осциллограф использую, собственноручно собранный по этой схеме (v3.1), в качестве шунта - 2 параллельно соединенных резистора 0,1 Ом. Оснований не доверять полученным показаниям не вижу, т. к. если амплитуда не превышает 14В (280А), то все в порядке, если превышает - транзистор выходит из строя. Все похоже на правду.

Ёмкостей у меня собралась куча от мыльниц - 100-250мкФ 330В. Вообще, собирался расположить их в корпусе на башмаке, чтобы не утяжелять объектив. Кстати, можно ли соединять ёмкости разных номиналов? Не будет ли потерь, если ёмкости будут разряжаться неравномерно и подзаряжать друг друга в момент импульса?

[vvsector85]

И еще, включение резистора в цепь ламп - совсем не вариант. Если его номинал будет хоть сколько-то значимый, падение напряжения на нем, при таком токе, будет огромным. Тогда уж лучше снизить напряжение, что не проблема сделать программно. Конечно, учитывая квадратическую зависимость мощности от напряжения, потеря мощности будет существенной, зато ускорится заряд ёмкости.

[sa137]

>Учитывая, что Canon MT-24EX Macro стоит 800$, то затраты, ориентировочно, в 20-30$ на комплектующие для моей схемы, это совсем не дорого.

Затраты ваши будут расти... а воспроизвести полный функционал (или хотя бы половину) вы не сможете.
Попутный вопрос - а вы не думали над вопросом, почему у этого кэнона всего 2 головы... а не 6 и не кольцо ?

>а значит, на них будет теряться огромная часть мощности
Ну это несколько преувеличенно, речь идет о сопротивлениях в единицы Ома.

>Осциллограф использую, собственноручно собранный по этой схеме (v3.1)
Цифровой... в этом может быть проблема из-за дискретизации значений, если будет не понятно, то позже могу расписать по подробней.
Кстати, возьмите сделайте несколько фоток синусоиды (например после трансформатора маломощного) с различным временем развертки - будет проще иллюстрировать эту самую дискретность.

>в качестве шунта - 2 параллельно соединенных резистора 0,1 Ом.
Найдите толстый, заводской.

> чтобы не утяжелять объектив.
Зря. Мне кажется, более удобное крепление на штативное гнездо с "рогами вокруг объектива".

>Кстати, можно ли соединять ёмкости разных номиналов? Не будет ли потерь, если ёмкости будут разряжаться неравномерно и подзаряжать друг друга в момент импульса?
Можно. Будут перезаряжать. Мне кажется, лучше каждую лампу с ёмкостью "отвязывать диодом".

Вы так и не написали, а что вы собрались фотографировать этой вспышкой ? (Ответ все подряд не принимается)

[vvsector85]

Затраты ваши будут расти... а воспроизвести полный функционал (или хотя бы половину) вы не сможете.

Мои затраты могут быть больше, я согласен, зато, если получится надежная рабочая схема, для желающих повторить устройство, стоимость комплектующих не должна превысить 20-30$.

Почему у кэнона 2 головы...

Возможно, по той же причине - чтобы не соединять параллельно лампы. Возможно, я ошибаюсь, с макровспышками дела не имел. Но, думаю, чем больше источников освещения, и чем равномернее они распределены - тем лучше.

Ну это несколько преувеличенно, речь идет о сопротивлениях в единицы Ома.

Ну, так на резисторе в 1 Ом упадет 26 В (если три параллельно соединенные лампы по 2 Ом). С таким же успехом, я могу просто ограничить заряд конденсатора до меньшего напряжения.

Цифровой... в этом может быть проблема из-за дискретизации значений

Ну, вот, например, синусоида (тестовый сигнал RLC-2)
На сколько я понимаю, из-за дискретизации форма сигнала может искажаться, но меня ведь, главным образом, интересует амплитуда.

Зря. Мне кажется, более удобное крепление на штативное гнездо с "рогами вокруг объектива".

С двумя головами, действительно было бы удобнее, а с кольцом - спорно.

Можно. Будут перезаряжать. Мне кажется, лучше каждую лампу с ёмкостью "отвязывать диодом".

В чем смысл привязывать каждую лампу к ёмкости? Я планировал все лампы питать от одной ёмкости (или батареи ёмкостей), чтобы можно было произвольно распределять мощность между правой и левой стороной.

Вы так и не написали, а что вы собрались фотографировать этой вспышкой ? (Ответ все подряд не принимается)

В самом начале темы, я писал, что мне вспышка нужна для дентальной фотографии (фотографировать зубы, я стоматолог), но, само устройство хотелось бы сделать более универсальным.

Вариантов не много - индуктивность, резисторы... в общем и все, других вариантов нет.

А нельзя ли придумать какую-то буферную ёмкость, которая, заряжаясь, в начале импульса, будет поглощать пиковую часть импульса?

[A-Gugu]

гуглите Тригатрон.

[vvsector85]

Импульсная лампа - это и есть тригатрон, и что толку? Его можно только включить, а выключить нельзя.

[sa137]

>что мне вспышка нужна для дентальной фотографии (фотографировать зубы, я стоматолог)

как я это вижу:
вам нужно 2 источника в которых будет по лампе от мыльницы (полароида) с двумя переключающемся ёмкостями. скажем 30+100мкф.
необходимость рассеивателя нужно определять практически.

а что будет за камера, объектив ?

уже есть некоторое к-в фотографий для иллюстрации, выложу на выходных.

[vvsector85]

а что будет за камера, объектив ?

Камера у меня Canon 450D, у напарника - 650D. Макрообъектив у нас один на двоих - Sigma AF 105mm f/2.8 EX DG macro.