Самодельная макровспышка на ATmega8

[Impulsite]

Если вы прочитали здесь: Принцип регулирования энергии импульса в схеме Unomat B24 TAC, то могли бы увидеть, что время открывания тиристора VS2, т.е. длительность импульса в красной и зеленой программе определяются постоянной времени, задаваемой ёмкостями C9, C10 и величиной сопротивления фотодиода VD3. Т.е. сигналом на прекращение импульса является открытие транзистора VT2. И дальше уже от вашей фантазии зависит, как передать это на IGBT-драйвер.
На транзисторе VT3 в схеме собран источник тока.

[vvsector85]

Если вы прочитали здесь: Принцип регулирования энергии импульса в схеме Unomat B24 TAC, то могли бы увидеть...

Я честно прочитал, но еще не успел разобраться в схеме Уномата. Теперь понял.

[Impulsite]

Но тут тоже вопросы возникают, например, какую часть спектра поглощает фотодиод, и будет ли она репрезентативна для оценки энергии вспышки?

Поэтому я вам сразу и предложил сначала построить график. Т.е.через МК или через таймер задаете произвольные длительности от 0,02 мс до 2..4 мс и измеряете флашметром силу вспышки на каждой длительности. Или вместо флашметра делаете снимки цифровой камерой, получая комбинацию ISO и числа диафрагмы, обеспечивающие нормальную экспозицию с установленной длительностью импульса. Дальше строите график зависимости ВЧ или диафрагмы (т.е. силы вспышки) от длительности импульса и уточняете требуемые длительности импульсов.

[vvsector85]

Кстати, на счет флашметра, у меня его нет, не подскажете, может, есть проверенная схема? По идее, это тот же фотодиод+ёмкость+вольтметр?
Еще где-то валялась солнечная батарея от садового светильника, может, она даже лучше подойдет?

[Impulsite]

При наличии цифровой камеры, проще использовать её как флашметр. Надо только понять логику измерения. Поскольку визуальная оценка экспозиции (нормальная - ненормальная) очень субъективна, то точнее можно оценивать экспозицию по положению гистограммы в окне дисплея. Разумеется, дистанция освещения и фон (лучше монотонно белый или серый) должны быть постоянны в течении всей серии тестовых импульсов с разной длительностью.

[vvsector85]

Ладно буду разбираться. Нет, случайно идей для интерфейса? Пока что, он выглядит вот так (вложение), думаю, можно ограничится двумя режимами - обычный и HSS, а также, сделать сервисное меню для тонкой настройки, с такими параметрами, сохраняемыми в EEPROM, как частота ШИМ и заполнение преобразователя, продолжительность импульса в HSS, максимальное напряжение накопительной ёмкости и т.д.
Дисплей графический, так что можно сделать какие-то символьные обозначения для режимов. В общем, если будут идеи - предлагайте.

[A-Gugu]

Измерить можно очень просто, надеюсь цифровик с внешней вспышкой штатной есть?

так вот, берём поджиг штатной, и им поджигаем вашу. Ставим на приоритет выдержки, остальное - автомат, Пыхаем в стену или куда еще, и смотрим, какую диафрагму и исо выставит фотик, оттуда и мерим.

[vvsector85]

Не очень понял, в чем суть метода. Мне нужно соотнести энергию вспышки с длительностью импульса, чтобы линейно проградуировать шкалу мощности, т. к. изначально, зависимость энергии импульса от его длительности нелинейна, т. к. падает напряжение на конденсаторе в процессе свечения вспышки, а зависимость от напряжения еще и квадратическая.
Отдельной накамерной вспышки у меня нет, только встроенная в Canon 450D.

[A-Gugu]

Дык всё просто. Штатная же вспыхивает два раза - оценочный и основной. Ваша тоже может же два раза пыхнуть?

Делаем так.
Скажем белая стена, выставляем выдержку 1/160, ISO 100, и автомат диафрагмы. Пыхаем родной - записываем диафрагму. Потом пыхаем вашей (команда поджига - с поджига заводской), записываем диафрагму, и путём нехитрого расчёта, узнаём разницу.

[vvsector85]

Все равно не догоняю суть. Можно измерить временные интервалы штатной вспышки при разных диафрагмах и одинаковой выдержке, это да, но все же, это другая вспышка, с другой лампой с другим сопротивлением и прочими характеристиками. Если же зажигать мою вспышку от штатной (что, кстати, не предусмотрено конструкцией, но можно сделать), то я буду в любом случае получать пересвеченый снимок, т. к. экспозиция рассчитывается камерой для штатной вспышки, а вспыхивать будут две.

[A-Gugu]

Надо чтоб основная сама не зажигалась, а зажигала вашу. И всё будет работать нормально.

Объясняю еще раз.
Ваша основная вспышка даёт два импульса, замерочный и основной. То есть первым подсвечивает - слабо, и исходя из полученной информации, уже выставляет мощность и исо, диафрагму и так далее -для основного импульса.

Скажем вы пыхнули в стенку, и камера сделала фото с диафрагмой F4.0, ISO 400. А теперь, вместо основной, поджигается ваша.
Замерочный импульс в данном случае будет ого-го, ибо ваша вспышка пыхнёт на полную мощность. Так что, чтоб исключить пересвет, камера выставит, скажем, F11, ISO 50. Зная результаты предыдущего фото, путём нехитрых вычислении, можно узнать мощность вашей вспышки.

[vvsector85]

Нарисовал принципиальную схему своей вспышки (печатку тоже почти закончил). Посмотрите пожалуйста, может, бросится в глаза какой-нибудь явный косяк.
На схеме используются два разных обозначения земли - треугольная земля - корпус батареи, а грабли - это сток транзистора VT4, которым включается питание всего устройства.
R29 и OP1 - это для измерения тока при зарядке конденсатора, чтобы МК мог отключить преобразователь, если что-то не так и ток превышен.
Кстати, можно ли вместо R29 использовать Rds самого VT4 (12 мОм по ДШ)? На сколько точен и постоянен показатель сопротивления транзистора?

https://impulsite.ru/ctlg/person/vvsect ... st-pcb.rar

[vvsector85]

Вот, набросал уже печатку, а к схеме ни одного комментария

[sa137]

бросится в глаза какой-нибудь явный косяк.

на шимку IC3 не подается входное напряжение.
как вариант от этого узла можно вообще отказаться - использовав отвод от основного преобразователя.
ну или классический способ получения 20-30 вольт - стабилизатор с балансным резистором из 300 вольт (как у накамерных кэнонов).

[A-Gugu]

А не многовато ли деталей будет?

[vvsector85]

на шимку IC3 не подается входное напряжение.

О, точно, но это косяк только на схеме, на печатке все ок.
С отводом от трансформатора или стабилитроном от накопительной ёмкости идея мне не нравится, пусть лучше будет доп. преобразователь, ни по затратам ни по размерам, он особо не накладен. К тому же, мне не совсем ясно, каким напряжением будет управляться ключ преобразователя до тех пор, пока на накопительной ёмкости появится нужное напряжение? Для ключа преобразователя используется транзистор с Rds = 2mOm, так что, ему нужно высокое напряжение на затворе.
Узел самой вспышки я проверял на макетной плате, там должно быть все нормально, меня здесь больше беспокоит управление питанием на VT4, т. к. эта часть не тестировалась. Смущает, например, то что эмиттер БТИЗ-транзистора будет всегда непосредственно на земле, даже при отключенном питании...

[A-Gugu]

А корпус какой делать будете?

[vvsector85]

Корпус Z7C
Центральную опору придется спилить.
Что касается самого кольца, пока ничего подходящего не нашел, как бы не пришлось на 3D-принтере печатать.

[vvsector85]

Я тут немного поразмыслил на счет регулировки мощности вспышки:
Вот, формула для энергии вспышки:

Но она никак не связана с временем.
А вот по этой формуле, можно рассчитать напряжение на конденсаторе в любой момент времени разряда:

Если подставить вторую формулу в первую, то получится:

И это будет оставшаяся энергия, накопленная в ёмкости, которая может быть высвобождена через лампу до ее гашения.
Если я нигде не ошибся, то остается только вывести из этой формулы t, а с этим у меня сложности, т. к. с алгеброй после школы дела не имел. Помогите, пожалуйста с математикой.

[Impulsite]

IMHO, сначала для упрощения можно убрать из формулы U_{гашения}, так как это, в общем-то, постоянная для конкретной лампы величина. А дальше показатель степени вычисляется через антилогарифм по основанию e.

[vvsector85]

Если верить онлайн-калькулятору,

Теперь еще как-то в строчку нужно это записать и можно проверить.
Правда, калькулятор выдает еще одно решение, почти такое же, только с -U₀

[vvsector85]

Проверил, все очень похоже на правду, только, такое ощущение, что результат выходит ровно вдвое больше. Сделал симуляцию в протеусе, напряжение падает с 300В до 60В за 2550 мкс при R=3 Ом, а по этой формуле получается 5132 мкс (это если E=0, т.е. максимальная мощность вспышки), половина мощности - 527 мкс, четверть - 241 мкс. Зависимость очень правдоподобная.

В общем, похоже, работает. Если поставить E=0.5 (т.е. почти полная мощность вспышки), то получаются как раз 2619мкс, если Е=20, то t=34мкс (т.е. минимальная мощность вспышки - остается неиспользованных 20 Дж, а расчетная мощность 20,304Дж (U₀=300, U_{гашения}=60, C=0.00047)). Когда Е приближается к 0, то зависимость t от Е очень сильно возрастает, думаю, учитывая погрешность вычислений, от этого при Е=0 и появляется такое неверное значение (5132мкс)

Вот такой получается график функции. По горизонтали - неиспользованная энергия в джоулях, по вертикали - длительность вспышки в микросекундах.
Видно, что шкалу времени график пересекает на отметке 2270 мкс, так что результат 5132 мкс при Е=0 - это определенно из-за погрешностей вычислений в Си.

библиотека math.h сождала 10% флеш-памяти МК, около 50% занимает библиотека экрана...

[vvsector85]

Заменил все переменные float на double, теперь все считает точно: при Е = 20.304 t = 0, при Е = 0 t = 2269

[A-Gugu]

А где находится этот онлайн калькулятор?

[vvsector85]

их много, вот, например:
https://www.wolframalpha.com
http://www.derivative-calculator.net/
http://www.homeschoolmath.net/worksheet ... ulator.php
http://web2.0calc.com/

Итак, мы близки к открытию уравнения ВСЕГО
Остается только избавится от E, думаю, как-то так:

теперь у нас есть коэффициент k, которым можно регулировать мощность вспышки (k = 1 - максимальная мощность), время будет получено в секундах, соответственно, для микросекунд t х 10⁶. И формулу нужно упростить.
И вот оно, окончательное уравнение:


Еще нужно все проверить, конечно, но, думаю, ошибки быть не должно.
Теперь мы имеем формулу, универсальную для любой вспышки, нужно только знать:

- ёмкость накопительного конденсатора (C, Фарад)
- сопротивление в цепи лампы (R, Ом)
- начальное напряжение на конденсаторе (U₀, В)
- напряжение гашения лампы (U_{гашения}), В

Задавая коэффициент k в пределах от 0 до 1 можно получить значение длительности импульса. Т.е. E_{импульса} = Е_макс х k

Вот запись для Си: t = -((C*R*log((((U1*U1)-(U0*U0))*k)+(U0*U0))-(2*C*R*log(U0)))/2), все переменные должны быть double.

Вот так выглядит график функции для моей вспышки. На мой взгляд, правдоподобно.