У лампы ИФК-2000 (435в 330мкф 21 Дж) весь процесс длится 488*10-6 т.е. спадает до 50А.
Пик тока 696А. Вот график
У обычных ламп ИФК-120 (300в 800мкф 28 Дж) весь процесс длится 1050*10-6 т.е. спадает до 50А.
Пик тока 350А. Вот график
Кстати если не обращать внимания на хвост и не цепляться к 50А,
то по документации процесс идет от 100% яркости до 30%
для лампы ИФК-2000 мы имеем 696А*0,3=208А, по времени это 56*10-6
для лампы ИФК-120 мы имеем 350А*0,3=105А, по времени это 700*10-6
Разница между лампами ИФК-120 и ИФК-2000 в 700/56= 12.5 раза быстрее.
Практика показала, что лампа зажигается не сразу после подачи управляющего сигнала на
трансформатор поджига, а только через некоторое время (каждый раз разное...)
При этом ИФК-2000 у меня запитана на напряжение выше 300В.
(т.е. обычный осциллограф не подходит и или осциллограф, или вспышку надо питать от батареек)
Как мы будем измерять?
Предлагаю встроить в цепь лампы 75 mV Гостированный шунт с номинальным током 75А.
При коротковременном токе через него 1кА на нем будет падение 1В.
Измерять будем с помощью устройства с батарейным питанием и процессором ATMega48
Рассчитаем кварц
Из-за того что весь процесс у лампы ИФК-2000 длится всего 56*10-6,
то разрешение хотелось бы хотя бы 1/256 от 56*10-6
При 1*10-6 частота семплирования будет равной 1 МГц (с ней мы измерим 56 тактов).
Если мы хотим измерить 1/256, то нам надо не 56 тактов, а 256 тактов
вывод нужно кварц минимум 4,57 МГц
Если навоять девайс с двоичными счетчиками и зацепить это все на кварц 4,57 МГц
то с разрядов двоичного счетчика легко получается
2 4 8 16 32 64 128 256
Т.е. это же устройство с минимальной доработкой можно использовать как
схему формирование импульсов привязанных к началу вспышки
отсылка к теме - "Быстрая" вспышка из поляроида. (проект)
и напоминание, что лампа зажигается ДАЛЕКО не сразу после подачи сигнала.
Для медленных вспышек - это не критично, для быстрых уже существенно.
Потихоньку подходим к ТЗ
вывод - нужна система измеряющая импульс и АППАРАТНО дающая отсечку.
отсылка к теме - Самодельные студийные вспышки на 500 и более джоулей и блоки питания для них.
Там как раз и обсуждали отсечку с помощью счетчика.
Да можно взять несколько HD74HC393 и пообвязывать их без микроконтроллера (при этом уставки
будут кратны двоичному разряду, и придется искать нестандартный кварц). А можно использовать аппаратные
блоки микроконтроллера ATMega48. Грамотно настроить их на автоматический счет от внешнего источника
и программно указать отсечку которая отработает аппаратно...
Хотя у меня это далеко не первый проект на ATMega48 и все куски кода по настройке аппаратных блоков
микроконтроллера ATMega48 давно обкатаны, но несмотря на это: продумывание идеи, стыковка блоков
(двух таймеров, ацп, дисплея, блока конвертации из HEX в DEC), а так же написание логики центральной
части управления и генерация текстовых сообщений на дисплее заняло более 2х рабочих дней.
Еще один рабочий день ушел на создание модели и отлавливание багов в коде.
Схемотехническое решение.
Ток контролируем шунтом - получаем напряжение 0,05-1В. Сравниваем с заданным быстрым операционником
NE5532 получаем логическую 1, когда ток больше, чем отсечка. Эту логическую 1 стробируем меандром от
кварцевого генератора на 10 MHz с помощью 2И (74HC08 Четыре логических элемента 2И).
Результат аппаратно считаем аппаратным блоком таймера микропроцессора ATMega48.
После выжидания паузы за которую происходит окончание счета содержимое счетчика выводим на дисплей.
Структурная схема
Симуляция на компьютере
Ближайшие проверенные схемные аналоги:
Как уже писалось выше, если не контролировать момент начала пробоя в лампе (а этот процесс нестабилен
по времени), то схемы приведенные ниже (Автор - Евгений Ташкентский) - рассчитанные на отсечку по времени
на коротких пыхах будут плыть.
На микроконтроллере
На ШИМ контроллере
Теоретически мой блок (в качестве регулятора продолжительности импульса) стыкуется со схемой Евгения так
ModEva.png
но практически на 300В и ИФК-120 мы к ИФК-2000 даже близко не подходим
напомню
для лампы ИФК-2000 мы имеем 696А*0,3=208А, по времени это 56*10-6
для лампы ИФК-120 мы имеем 350А*0,3=105А, по времени это 700*10-6
Но у имеющихся IGBT транзисторов проблемы с током выше 200А и большим напряжением...
(что требует использования дросселя, который сильно растягивает импульс)
На форуме Osipoff_ru когда то видел макет принципа тиристорной схемы регуляции длины импульса
(не путать со схемой регуляции по разряду, или по заряду или как в поляройде - сливать в реактор)
но на скору руку ее не нашел - принцип восстанавливал по памяти и уже с деталями.
Если у кого есть обкатанная версия с тиристором - поделитесь.
А по моей схеме
0 Через R14 и R15 конденсатор C6 заряжается так же как и C7 и после ждем команды на пых.
1 При команде пых включаем тиристор TR2 (через трансформатор Т3 так как там ток более 1А при мелком напряжении)
2 включаем разряд - запускаем оптопарой и тиристором (на схеме не указано) импульсный трансформатор T1
3 разряд пошел с ёмкости С7. А L1, C8 в свою очередь не дали открыться TR1 по стремительному нарастанию тока.
4 отключаем трансформатор Т3, но тиристор TR2 остается открытым
5 Ждем заданное время, а после начинаем прерывать импульс
6 включаем тиристор TR1 (через трансформатор Т2 так как там ток более 1А при мелком напряжении)
7 подключается конденсатор C6 (совместно с C7 получаем удвоенное напряжение) и дает переполюсовку на тиристоре TR2
8 Переполюсовка через некоторое время (до 300*10-6 сек для Т2-320-12) закрывает тиристор TR2
9 Разряд продолжается, пока конденсатор C6 не разрядится в ноль на конденсатор С7.
10 все.
ЗЫ: Советские тиристоры аля Т2-320-12 превосходят IGBT транзисторы как по току раз эдак в 5,
так и по напряжению (1,2кВ легко). Но меня смущает фраза про закрытие до 300*10-6 сек
но это определяется только опытным путем - подбором конденсатора C6 - что задает время.
ЗЫ2: Это направление дорабатывать буду только если последователи появятся.
на первом этапе делаю только измерялку длины импульса.
Ну и на закуску приведу сравнение известных мне методик измерения (с позиции как их вижу я):
1 механический метод: диск на валу мотора с контрастным сектором. меняя напряжение подбираем скорость вращения мотора
делаем ряд снимков. зная время одного оборота (открытая оптопара на частотомер) делим на величину "размазывания" - получаем время засветки.
обороты 6000 в минуту. 100 об в секунду. Длина окружности Pi*d. Для СД диска 3,1415*120мм=377мм. Если брать за отсчет сектор в 10 мм, то
за 56*10-6 секунды 37700мм*56*10-6 = 2.1 мм Т.е. это 21% от размера сектора
Преимущества:
1 - не надо вклиниваться в электронику вспышки
2 - приемлемые габариты стенда (умещается на столе)
Недостатки:
1 - надо иметь мотор или болгарку
2 - надо городить схему контроля оборотов
3 - при мелких дисках - смешная разрешающая способность, но и они уже опасны
4 - при больших дисках разрешающая способность лучше, но и вероятность пострадать от взрыва диска или угробить им фотоаппарат на порядок больше.
5 - результат будет только после обработки - в цифру придется переводить в автокаде обводя картинку.
6 - нужен фотоаппарат для измерений. К тому же результат будет меняться от фоновой засветки - опыт нужно проводить в темноте.
2 кинематический метод: стальной шарик, свободно падающий с заданной высоты. Формула скорости шарика в зависимости от высоты падения:
v= sqrt(2gh) - м/сек. h - высота падения, метры; g - ускорение свободного падения, 9,81 м/сек^2.
Пример: шарик, падающий с высоты на 10 метр над землей ударяется в землю со скоростью 14 метров в секунду. Если шарик диаметром 10 мм, то
за 56*10-6 секунды шарик смажется на 14000мм*56*10-6 = 0.784 мм Т.е. это 7,84% от размеров шара
Преимущества:
1 - не надо вклиниваться в электронику вспышки
2 - не требует спец техники (осциллографа, тахометра и т.д.)
Недостатки:
1 - нужно кидать шарик с высоты превышающей 10 метров. Размер стенда - громадный.
2 - нужен фотоаппарат для измерений. К тому же результат будет меняться от фоновой засветки - опыт нужно проводить в темноте.
3 измерение фотодиодом в связке с осциллографом.
Преимущества:
1 - не надо вклиниваться в электронику вспышки
2 - маленький стенд
Недостатки:
1 - нужен цифровой многоканальный осциллограф и разобранная вспышка для калибровки.
На аналоговом осциллографе то же можно, но результат в цифру придется переводить в автокаде обводя характеристику.
2 - задержку от фотодиода, насыщение фотодиода, спектральную чувствительность & etc. никто не измерял.
не факт, что на коротких импульсах все светодиоды ведут себя адекватно.
3 - точность маленькая. не хуже +/-5 на цифровых показометрах, и не хуже +/-10 на аналоговых осциллографах.
(связано с ёмкостью измерительного тракта и неизвестных параметрах конкретного экземпляра фотодиода)
4 измерение тока с помощью шунта в связке с осциллографом.
Преимущества:
1 - маленький стенд
Недостатки:
1 - нужен цифровой осциллограф. На аналоговом то же можно, но результат в цифру придется переводить в автокаде обводя характеристику.
2 - Если на схеме вспышки больше 300 В. то или вспышку желательно питать от батареек или осциллограф. Иначе осциллограф может этого не пережить.
3 - точность маленькая не хуже +/-2 на цифровых показометрах, и не хуже +/-5 на аналоговых осциллографах.
(связано с ёмкостью измерительного тракта )
