Стробоскоп своими руками | RadioLaba.ru

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.

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.

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 Вт
Светодиодная матрица 100 Вт
Электромагнитный насос 56 Вт
Электромагнитный насос 16 Вт
Модуль генератора ШИМ

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:

Прошивка
Мембранный насос
Обновленная печатная плата в формате Sprint Layout 6

Левитация Воды Своими Руками На Ардуино mp3 müzik indir, dinle

Левитация Воды Своими Руками На Ардуино mp3 müzik indir, dinle — MP3KURT.net

• 
  

  🛠️ Левитация воды своими руками, на Ардуино

• 
  

  😱 Ультразвуковой Левитрон на Arduino за Копейки Своими Руками

• 
  

  Левитация воды своими руками

• 
  

  🛠️Левитация пузырьков в воде своими руками

• 
  

  Звуковая — акустическая левитация, собираем за 20 минут своими руками

• 
  

  💧 Левитация капель воды на ардуино своими руками

• 
  

  ☢️ Иллюзия на эффекте стробоскопа своими руками

• 
  

  Стробоскоп своими руками

• 
  

  Магнитная левитация. Только arduino код

• 
  

  Датчик уровня воды своими руками

• 
  

  Левитация над водой. Обалдеть!

• 
  

  🗫 Левитация воздушных пузырьков своими руками

• 
  

  Левитрон на датчике Холла. 5 деталей.Как это работает и настройка

• 
  

  Левитация капель воды стробоскопом

• 
  

  Ультразвуковая левитация

• 
  

  Вода в Антигравитации или Летающий Слайм | Левитация Воды | Релакс | Мир Динамики

• 
  

  Невероятная Левитация капель Воды! Крутой стробоскопический эффект.

• 
  

  Как сделать платформенный левитрон своими руками. Краткое руководство. «Levitron» (PCBWay)

• 
  

  Левитрон на Arduino Uno

• 
  

  Парящие над водой

сборка и проверка своими руками

Некоторые автовладельцы (любители тюнинга) дооснащают свои автомобили источником мигающего света – стробоскопом. Это название не очень верное, в технике стробоскоп – устройство для измерения частоты вращения путем визуального сравнения с частотой следования вспышек. Но название прижилось, термин устоялся.

В реальной обстановке, стробоскоп увеличивает видимость автомобиля даже ночью и в сложных метеоусловиях. Происходит это за счет особенностей человеческого восприятия. Наши органы чувств, включая глаза, быстрее замечают изменение сигнала, а не его интенсивность. Поэтому вспышки света надежно привлекут внимание других участников дорожного движения, даже при относительно небольшой яркости. Изготовить такие огни можно самостоятельно.

Что нужно для изготовления стробоскопа

Для изготовления стробоскопа потребуются следующие комплектующие:

1. Собственно фонари. Можно использовать готовые фонари (например, несложно приобрести комплект дневных ходовых огней). Можно собрать что-то самодельное (на базе противотуманок и т.п.). Безусловно, фонари стробоскопа строятся на светодиодах. Лампы накаливания применять бессмысленно, и дело тут не только в токе потребления. Срок службы нити традиционного источника света зависит от количества включений и выключений. Поэтому в режиме мигания такая лампа долго не протянет.
2. Плата управления. Можно построить на различной элементной базе.
3. Дополнительные элементы – предохранитель и выключатель (кнопка с фиксацией или тумблер). Плавкий элемент можно использовать резервный, если такой имеется в автомобиле, или поставить дополнительный. Выключатель не обязателен, но крайне желателен. Должна быть возможность отключить стробоскоп (например, чтобы не раздражать сотрудников дорожной полиции). Кнопку или тумблер можно смонтировать на панели автомобиля в любом удобном месте.

Для установки потребуется слесарный инструмент – подбирается по месту, в зависимости от способа и места монтажа.

Схема стробоскопа на автомобиль

Структурная схема стробоскопа показана на рисунке.

Структурная схема стробоскопа.

Она может несколько отличаться, если плата управления поддерживает раздельное управление фонарями с правой или левой стороны машины.

Плату можно купить (например, в интернет-магазинах), а можно сделать самостоятельно. Ее изготовление доступно даже начинающему радиолюбителю.

На tl494

Плату управления можно построить на распространенной микросхеме TL494. Она представляет собой ШИМ-контроллер, но ее можно применять в качестве генератора импульсов с различной скважностью и частотой. Управление параметрами производится с помощью внешних элементов.

Плата управления стрбоскопом на микросхеме TL494.

Посредством подбора номинала R4 устанавливается частота мигания, подбором R3 можно настроить длительность вспышек. Вместо них можно смонтировать многооборотные подстроечные резисторы и регулировать параметры мигания ими. В качестве ключа можно применить как полевые, так и биполярные транзисторы на соответствующий ток стока (коллектора).

Важно! В этой и последующей схемах надо обратить внимание на наличие ограничения тока через светодиодный фонарь стробоскопа — драйвера или балластного резистора. Если токоограничивающее устройство или цепь отсутствуют, последовательно с фонарем надо включить резистор на соответствующее сопротивление и мощность.

Другие варианты

Очень простую плату управления можно выполнить на микросхеме К561ЛА7 (зарубежный аналог CD4011A). Эта микросхема очень распространена и стоит копейки. Изготовление латы доступно даже любителю, имеющему первичные навыки радиоконструирования. Частота мигания задается резистором и конденсатором. Чем больше емкость и сопротивление, тем реже мигают фонари. Приближенно вычислить частоту можно по формуле F=0,52/(R*C). Окончательно установить период мигания можно подбором параметров элементов времязадающей цепочки. Другой вариант – установить подстроечный резистор вместо постоянного и подобрать нужный режим его вращением. Вместо К561ЛА7 можно применить микросхему К176ЛА7, но она более чувствительна к напряжению питания. Также можно использовать любые микросхемы серии К176 и К561, содержащие элементы НЕ, И-НЕ, ИЛИ-НЕ.

При любой схеме надо предусмотреть установку выходного транзистора на теплоотводящий радиатор.

Схема стробоскопа на К561ЛА7.

Схему можно немного усложнить, добавив несколько деталей и разделив цепи заряда и разряда конденсатора. Теперь длительность вспышки и паузы можно регулировать раздельно.

Схема стробоскопа на К561ЛА7 с раздельной регулировкой частоты и длительности.

Также можно использовать широко распространенную микросхему NE555 (КР1006ВИ1). Она предназначена для построения подобных схем и имеет простое включение с минимумом дополнительных элементов.

Схема стробоскопа на таймере NE555.

Но самые лучшие световые эффекты можно получить с помощью микроконтроллера. Можно применить «малыша» Attiny13 или плату Arduino Nano, добавив к ним лишь ключ на мощном транзисторе (полевом или биполярном). Можно выбрать тип транзистора из таблицы или подобрать самостоятельно.

Код на языках Arduino или С++ может написать сможет даже начинающий программист. Управление мигающим светодиодом в качестве упражнения предлагается на первых же занятиях по программированию микроконтроллеров. Немного овладев навыками, можно перейти к дальнейшему развитию программы. Можно, например, построить циклическое переключение частоты мигания тактовой кнопкой или смену световых эффектов. Все ограничивается фантазией разработчика программы.

Пример схемы стробоскопа на контроллере Attiny13.

На рисунке приведен пример схемы на Attiny13, но надо понимать, что подключение внешних элементов к ножкам микросхемы может быть другим – назначение выводов выбирается программно.

Как собрать стробоскоп

Сборка начинается с изготовления платы управления. Те, кто знаком с домашними технологиями, могут разработать и вытравить плату самостоятельно. Остальным проще собрать схему на кусочке макетной платы. Беспаечную плату применять нельзя – тряска и толчки, неизбежно сопутствующие езде на автомобиле, будут приводить к нарушению контактов и выходу схемы из строя.

Пример монтажа на макетной плате.

Для ключевых транзисторов надо установить небольшие радиаторы или обеспечить возможность крепления внешнего теплоотвода. Для этого ключевые элементы надо расположить на краю платы теплоотводящими поверхностями наружу. После сборки надо определить место установки платы. Скорее всего, она будет смонтирована в подкапотном пространстве. Тогда надо подобрать или изготовить кожух, защищающий от попадания пыли, грязи и влаги. При этом надо обеспечить эффективный отвод тепла от транзисторов, поэтому затянуть плату в термоусадку – не лучшая идея. Потом надо выбрать место для установки управляющего тумблера или кнопки, найти резервный предохранитель или смонтировать дополнительный (удобно использовать плавкие элементы, которые можно установить в разрыв провода). После этого надо проложить проводники и выполнить подключение согласно электрической схеме.

Проверка на работоспособность

Предварительно проверить собранную плату стробоскопа на работоспособность можно без установки на автомобиль. Для этого надо подключить к ней вместо фонаря единичный светодиод с резистором, включенные последовательно, и подать питание 12 вольт (можно с сетевого блока питания или с автомобильного аккумулятора). Светодиод должен выдавать вспышки. Тут же можно настроить плату, подобрав номиналы частотозадающих элементов.

Окончательную проверку производят по окончании монтажа. Для этого с помощью тумблера или кнопки включают питание стробоскопа, визуально проверяют наличие вспышек.

Какие бывают ошибки при изготовлении

Большинство ошибок сводятся к неправильному монтажу. Чтобы их избежать, при сборке надо внимательно следить за правильностью подключения проводов и пайки электронных компонентов. При безошибочном монтаже и предварительной проверке платы все начнет работать сразу после подачи питания.

Читайте также

Наказание за стробоскоп на машине

После установки стробоскопа первым делом надо посетить отделение ГИБДД для регистрации изменений – установка любых световых приборов, не предусмотренных конструкцией, требует такой процедуры. В противном случае придется ездить от одного поста дорожной полиции до другого, собирая штрафы. Надо помнить, что установка проблесковых огней красного и синего цвета запрещена. Они могут быть смонтированы только на автомобилях спецслужб. Легализовать их установку не получится.

Стробоскоп на мощных светодиодах

Приветствую, радиолюбители-самоделкины!

Человеческий организм — очень интересное, и одновременно ещё не до конца изученное творение природы. Многие люди утверждают, что инфразвук очень пагубно влияет на их самочувствие и здоровье. Есть целые статьи, посвящённые тому, как колебания воздуха на низких частотах влияют на мозг и могут буквально свести человека с ума. Верить в пагубное влияние инфразвука, или не верить — каждый решает сам, а вот с тем фактом, что резкие вспышки света с небольшой частотой в несколько герц могут полностью дезориентировать человека — факт. Ведь не зря же многие фонарики полицейских имеют функцию стробоскопа — такие вспышки, особенно когда вокруг темнота и зрачок глаза максимально расширен, могут полностью обезоружить человека. Конечно, стробоскоп в качестве средства самообороны — не самый лучший вариант, однако это не единственное его применение. Мощный стробоскоп может выступать в роли световой установки на дискотеках и концертах, создавая непередаваемую атмосферу. Также с помощью мощного стробоскопа можно наблюдать интересные оптические иллюзии — например, если освещать стробоскопом маятник, частота колебаний которого примерно равна частоте вспышек стробоскопа, то визуально частота колебаний маятника будет совершенно другой. Происходит это из-за этого, что человеческий глаз будет «видеть» маятник только в те моменты, когда он освещён вспышкой. Для того, чтобы стробоскоп был не просто детской моргалкой, а именно стробоскопом, для его построения нужно использовать мощные светодиодные матрицы, рассчитанные на напряжение 220В. Для того, чтобы заставить матрицы не просто светится, а мигать, необходимо собрать схему, представленную ниже.

В левой части схемы видны контакты, обозначенные как «220» — сюда будем подавать переменное напряжение прямо из розетки. Далее по схеме можно увидеть, что к сети 220В подключаются диодный мост (выпрямитель напряжения из переменного в постоянное) и импульсный блок питания, на выходе которого 12В постоянного напряжения. Блок питания нужен для питания логической части схемы, которая собрана на микросхеме-таймере NE555. Эта микросхема потребляет небольшой ток, а потому к импульсному блоку питания не предъявляется больших требований — напряжение в пределах 10-14В, максимальный ток должен быть как минимум 100 мА. Здесь можно использовать, например, вот такие миниатюрные импульсные блоки питания, они не отнимут много места в корпусе будущего стробоскопа. Как правило, они имеют два контакта для подключения к сети 220 и два контакта для вывода готовых 12В. Основное место в таких блоках питания занимают трансформатор и конденсаторы. Более простой, но несколько менее надёжный вариант — использовать блок питания на гасящем конденсаторе, рассчитанный на то же самое напряжение.

Контактами +12В и -12В не схеме помечены выходы блока питания, параллельно им следует поставить фильтрующий конденсатор 470-1000 мкФ, на схеме он обозначен как С1. Далее это напряжение поступает на микросхему NE555, которая генерирует прямоугольные импульсы — те самые, от которых будет зависеть частота вспышек стробоскопа. Схема имеет всего один переменный резистор, обозначенный как R3, от его положения будет зависеть частота вспышек стробоскопа, её можно будет менять в больших пределах. Скважность импульсов в этой схеме уже подобрана так, чтобы обеспечивать эффективный световой поток, но при этом не перегревать светодиодные матрицы даже без массивного радиатора. Поэтому желательно соблюдать все номиналы резисторов и конденсаторов в обвязке NE555, ведь от них будет зависеть правильность работы стробоскопа. Диод на схеме — любой кремниевый, например, 1N4148 или 1N4007. Третий вывод микросхемы — выход, с него поступают прямоугольные импульсы и через токоограничивающий резистор идут на затвор полевого транзистора. Этот полевой транзистор — важная часть схемы, ведь именно он коммутирует светодиодные матрицы. Здесь можно применить практически любой мощный полевой транзистор с током как минимум 5А, напряжением 400 и более вольт. Например, подойдёт IRF740. Предпочтение стоит отдать тем транзисторам, у которых меньше сопротивление перехода в открытом состоянии, в этом случае нагрев транзистора будет меньше. При правильно собранной схеме транзистор не должен сильно нагреваться, так как он работает в ключевом режиме, но радиатор не будет лишним для большей надёжности.

По схеме видно, что к сети 220В, параллельно с блоком питания подключается диодный мост, который служит для превращения переменного напряжения в постоянное. После диодного моста подключаются матрицы таким образом, что аноды (плюсы) матриц соединяются непосредственно с плюсовым выходом диодного моста, а катоды (минусы) матриц подключаются через полевой транзистор, который управляется от логической части. При этом минус диодного моста соединяется с минусом импульсного блока питания. На фотографии ниже показано фото диодного моста. Важно хорошо изолировать все электрические части схемы, ведь замыкание сети 220В может привести к печальным последствиям.

Здесь можно использовать любой готовый диодный мост на напряжение как минимум 500В и ток 1А, либо можно собрать диодный мост самому, в соответствии со схемой. Подойдут для этого распространённые диоды 1N4007, рассчитанные на максимальный ток в 1А и напряжение 1000В. Для стробоскопа можно использовать как всего одну матрицу, так и несколько, соединённых параллельно, в этом случае эффект стробоскопа значительно усиливается.

Вся конструкция монтируется в просторном прямоугольном корпусе, при этом три большие светодиодные матрицы располагаются снаружи. Важно хорошо заизолировать контакты, через которые подводится питание к матрицам, иначе будет легко получить удар током при использовании стробоскопа. В обычном режиме работы, когда матрицы светят непрерывно, они довольно сильно нагреваются и требуют радиаторов для охлаждения, но в режиме стробосокопа они питаются импульсами напряжения, а потому и нагреваться будут в несколько раз меньше и даже не требуют радиатора. Допустим нагрев при длительной работе до 40-50°C без вреда для самих светодиодов. Также наружу корпуса выводится переменный резистор R3, который служит для регулировки частоты мерцаний стробоскопа. Здесь можно использовать любой потенциометр сопротивлением 1 МОм, характеристика линейная. На его ручки для красоты и удобства надевается пластиковая ручка. Сама схема генерации импульсов собирается на макетной плате и располагается внутри корпуса, вместе с диодным мостом и миниатюрным блоком питания. Сетевой шнур выводится из корпуса, при желании можно установить выключатель питания и установить разъём. Также не лишним в такой конструкции будет плавкий предохранитель в цепи 220В.

Схема питается от опасного сетевого напряжения, а потому для сборке и наладке схемы нужно быть крайне внимательным и прикасаться к токоведущим частям конструкции только после отключения от сети. Готовая конструкция начинает работать сразу, не требует настройки. Таким образом, получился достаточно мощный стробоскоп, который запросто может ослепить человека, если направить его прямо в глаза — поэтому так делать не стоит. Данную конструкцию можно усовершенствовать, добавив, например, выключатель, который будет напрямую замыкать сток и исток транзистора, тем самым включая светодиоды на постоянную работу. В этом случае стробоскоп становится простым прожектором. Удачной сборки!

Источник (Source)

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

Бесконтактный тахометр-стробоскоп на Atmega8. Простой универсальный тахометр на микроконтроллере ATtiny2313. Радиотехника, электроника и схемы своими руками

Данное устройство предназначено для измерения частоты вращения электродвигателей и главным преимуществом является бесконтактный метод измерения, основанный на стробоскопическом эффекте, где яркие световые импульсы производит светодиод высокой мощности. Для измерения необходимо установить частоту вспышек в соответствии с частотой вращения (при освещении стробоскопом объект кажется неподвижным), используя энкодер. Измерение может быть сделано без остановки вращающегося механизма. Тахометр построен на микроконтроллере ATmega8, а результат измерения отображается на ЖК-дисплее. Кроме того, система также показывает ошибку, которая появляется в результате некоторых временных процессов в программе. Управление осуществляется с помощью поворотного энкодера и небольшой клавиатуры. Все устройство может питаться от батарей, так как из-за импульсного характера генерации потребление энергии является незначительным. Весь прибор успешно уместился в популярном корпусе KM35
, где также есть место для 9В батареи.

Схема устройства

Сердцем прибора и ее наиболее важной частью является микроконтроллер U1 (ATMEGA8-16AU), который работает от кварцевого резонатора частотой 16 МГц (X1). Дополнительные конденсаторы С1(22pF) и С2(22pF) необходимы для правильной работы резонатора. Предусмотрен интерфейсный разъем программирования Prog, который содержит набор контактов для последовательного программирования. Разъем требуется, поскольку микроконтроллер выполнен в SMD корпусе. С5 (100 нФ) фильтры питания микроконтроллера. Конденсаторы С6(100 nF) и С7(100 nF) смягчают крутизну сигнала, генерируемого энкодером, что облегчает его бесперебойную работу в программе. Кнопки S1 — S6 (uSwitch) являются дополнительным клавиатурным блоком. Светодиод мощностью 0,5 W излучает вспышки света, рабочий ток ограничен резистором R4(30R / 2W) и управляется с помощью транзистора Т2(BC337) и резистора R3(330R). Светодиод подключается непосредственно к источнику питания без стабилизатора, чтобы минимизировать воздействие импульсов тока на микроконтроллер и уменьшить нагрузку на стабилизатор U2(78L05). Конденсаторы С3(220uF) и С4(47uf) необходимы для правильной работы стабилизатора. Индикация результатов измерения осуществляется на ЖК-дисплее (W1, 16×2). Контраст устанавливается потенциометром P1(10k), подсветка включается программно с помощью T1(BC556), R1(47R) и R2(3,3k).

Сборка

Прибор может быть успешно построен на основе печатной платы, которая доступна в архиве внизу страницы. Также доступа плата в зеркальном отображении. Плата проста в сборке, но включает в себя компоненты для пайки SMD, которые могут вызвать проблемы для начинающих радиолюбителей. Сборка должна быть начата с пайки двух перемычек. Далее должны быть установлены SMD конденсаторы и резисторы, они используются в популярных корпусах 0805(2×1.2mm). Далее, припаивается на место микроконтроллер U1, обратите внимание на правильность установки ключа. Кнопки должны иметь длину 15 мм и слегка выступать над ЖК дисплеем, это будет важно при установке платы в корпус. Точно так же и в случае с энкодером. Потенциометр Р1 установлен таким образом, чтобы его можно было регулировать через отверстие в боковой стенке корпуса. Плата разработана таким образом, что она легко помещается в популярном корпусе KM35.

Калибровка и
измерение

После того как был написан первоначальный вариант кода и произведен расчет таймера делителя, измерения показали отклонение частоты генерируемых вспышек по отношению к теоретическим расчетам. 2 + b \cdot x +c

где у — обороты теоретические, х — измеренные обороты, а, b, c — коэффициенты в результате регрессии. Графики были выполнены в программе Gnuplot, и поправочные коэффициенты постоянные для двух областей работы системы представлены ниже:

Для диапазона 60-480 об/мин:
a= 1.88622104239405e-006
b= 0.999905059864626
c= 0.189869882714651
Для диапазона 480-42000 об/мин:
a= 2.54573967680295e-007
b= 0.996905226980814
c= 1.00037985789872

После вставки параметров устройство становится измерителем, а не только индикатором оборотов. В таблице ниже приведены результаты измерений частот генерируемых прибором в зависимости от набора на дисплее. Частота генерируется с ошибкой, равной доли процента от желаемого:

Печатные платы и внешний вид прибора

Программирование fuse-битов микроконтроллера

Что такое вообще тахометр
? Тахометр — это устройство, используемое для измерения об/мин (обороты в минуту) любого вращающегося тела. Тахометры делают на основе контактных или безконтактных. Бесконтактные оптические тахометры обычно используют лазерный или инфракрасный луч для контроля вращения любого тела. Это делается путем вычисления времени, затраченного на одно вращение. В этом материале, взятом на одном английском сайте, мы покажем вам, как сделать портативный цифровой оптический тахометр с помощью Arduino Uno
. Рассмотрим расширенную версию прибора с ЖК-дисплеем и модифицированным кодом.

Схема тахометра на микроконтроллере

Список деталей для схемы

• Микросхема — Arduino
• Резисторы — 33k, 270 Ом, 10k потенциометр
• LED элемент — синий
• ИК-светодиод и фотодиод
• 16 x 2 LCD экран
• 74HC595 регистр сдвига

Тут вместо щелевого датчика задействован оптический — отражение луча. Так им образом не придется беспокоиться о толщине ротора, количество лопастей не изменит показания, и он может считывать обороты барабана — а щелевой датчик не может.

Итак, прежде всего для датчика вам потребуется излучающий ИК-светодиод и фотодиод. Как его собрать — показано в пошаговой инструкции. Нажимаем на фото для увеличения размера.

• 1. Для начала нужно зашкурить светодиод и фотодиод, чтобы сделать их плоскими.
• 2. Затем сложите полоску бумаги лист, как показано на рисунке. Сделайте две такие структуры так, чтобы светодиод и фотодиод плотно сесть в него. Соедините их вместе клеем и покрасьте в черный цвет.
• 3. Вставить светодиод и фотодиод.
• 4. Склеить их с помощью суперклея и припаять провода.

Номиналы резисторов могут различаться в зависимости от того, какой фотодиод вы используете. Потенциометр помогает уменьшить или увеличить чувствительность датчика. Припаяйте провода датчика как показано на рисунке.

Схема тахометра использует 8-разрядный регистр сдвига 74HC595 с LCD дисплеем 16х2. Сделайте в корпусе небольшое отверстие, чтобы зафиксировать LED индикатор.

Припаяйте 270-омный резистор на светодиод и вставьте в контакт 12 Arduino. Датчик введён в кубическую трубку, чтобы дать дополнительную механическую прочность.

Всё, устройство готово для калибровки и программирования. Скачать программу вы можете по этой ссылке .

Видео работы самодельного тахометра

Данное устройство представляет из себя неплохой тахометр. Предел измерений 100 — 9990 об/мин. Точность измерения — ± 3 об/мин. Но для лучшего восприятия данные округляются. Данный прибор стоит у меня на авто — Таврия. Также устанавливалась на Chevrolet Cavalier, ВАЗ-2109, мотоцикл ЯВА-350 12-ти вольтовый, скутер Honda Lead 90.

Присутствуют две входных цепи:

• вывод 6 (PD2) — вход прерывания INT0. Этот вход используется для измерения количества оборотов двигателя.
• вывод 11 (PD6). Этот вход используется для уменьшения яркости индикаторов при включении габаритов на авто.

В схеме применён кварцевый резонатор на частоту 8MHz для большей точности и стабильности измерений.

Входной фильтр, использующийся для подключения к выводу катушки зажигания построен экспериментальным путём и на основании опыта и схемотехники аналогичных узлов. Показал себя отлично и в случае с контактным зажиганием, и в случае с электронным зажиганием.

Уменьшение яркости индикатора при включении габаритов необходимо для того, чтобы довольно яркий свет от индикатора не отвлекал водителя в тёмное время суток.

Печатная плата:

В собранном виде это выглядит вот так:

Рекомендую применять красный индикатор, т.к. его значительно лучше видно на солнце. Показания стают нечитаемыми только при прямом попадании яркого солнца. Этот эффект можно уменьшить или даже совсем от него избавиться если поставить индикатор за красный светофильтр, но у меня такого к сожалению не нашлось…

FUSES выставлены в проекте, но если кто-то шьёт не из CodeVisionAVR, то повторю их тут:

В проекте в 17-й строке есть следующее определение:

#define byBladeCnt 2
//1- две катушки, 2 — одна катушка, 4 — мотоцикл…

Для советских автомобилей и авто с распределительной системой зажигания этот параметр будет 2. Для систем зажигания с двумя катушками (как в ВАЗ-2110) — 1. На мотоцикле и мопеде (2-х тактная система зажигания) этот параметр равен 4.

Основная задача тахометра в автомобиле – это помощь выбора правильной передачи, что положительно влияет на срок работы двигателя. В большинстве автомобилей уже имеется аналоговый тахометр и когда его стрелка приближается к красной отметке, необходимо переключиться на повышенную передачу.

Кроме того автовладельцы применяют для регулировочных работ, как на холостом ходу, так и для контроля частоты вращения вала двигателя во время движения.

Физический принцип работы тахометра заложен в подсчете числа импульсов, которые регистрируются датчиками, порядка их поступления, а также пауз между этими импульсами.

При этом подсчет количества импульсов можно выполнить различными методами: в прямом, в обратном и в обоих направлениях. Полученные результаты, обычно, трансформируются в нужные нам величины. Такой величиной можно считать часы, минуты, секунды, метры и тому подобное.

Конструкция всех тахометров позволяет обнулять полученные значения. Точность данных результатов измерений достаточно условна, около 500 об/мин, самые точные электронные тахометры измеряют с погрешностью до 100 об/мин.

Автомобильные тахометры бывают двух видов цифровые и аналоговые. Цифровой автомобильный тахометр состоит из следующих блоков:

Центральный процессор
АЦП 8 разрядов или более
Датчик температуры жидкости;
Электронный дисплей
Оптрон для диагностики клапана холостого хода
Блок сброса процессора.

На дисплей цифрового автомобильного тахометра, выводятся результаты измерений оборотов вала и двигателя. Цифровой тахометр очень полезен при регулировочных операциях с электронными блоками зажигания двигателя автомобиля, при точной установке порогов экономайзера и др.

Аналоговые автомобильные тахометры более распространены и понятны большему числу автолюбителей. Он показывает результаты измерений с помощью перемещающейся стрелки.

Обычно аналоговый тахометр состоит из
:

микросхема
магнитная катушка
провода считывания информации с коленчатого вала
градуированная шкала
стрелка

Работает такой тахометр следующим образом. Сигнал от коленчатого вала поступает по проводам на микросхему, которая определяет положение стрелки по градуированному циферблату.

В автомобиле лучше всего иметь и тот и другой вид тахометра. Так цифровой отлично справляется с регулировкой холостого хода, проверки работы блока управления ЭПХХ (экономайзер принудительного холостого хода) и проверки штатного тахометра (т.к цифровой тахометр обладает гораздо более высокой точностью). Во время управления автомобилем гораздо удобнее использовать штатный аналоговый тахометром, т.к глаз и мозг человека лучше и быстрее анализирует аналоговую
информацию, чем ее цифровое значение, а лучшая точность во время управления транспортным средством совсем не требуется.

Кроме того тахометры классифицируются также по способу установки. Существуют штатный и выносной автомобильный тахометр. Первый монтируется непосредственно в приборную панель автомобиля. «Он» более прост и используется в большинстве автомобилей. Выносной тахометр предназначен для установки его на торпедной панели. Они используются для придания автомобилю более тюнингового внешнего вида. В конструкция выносного тахометра имеется ножка для закрепления его на торпедной
панели.

Ниже представлена схема квазианалогового электронного тахометра. Принцип ее работы следующий. Частота вращения коленвала двигателя отображается на упрощенной линейной шкале из светодиодов. Шкала цифрового тахометра состоит из девяти светодиодов. Каждый из них примерно соответствует 600 оборотам в минуту двигателя. На холостом ходу светится только первый светодиод. Регулировка тахометра осуществляется путем подбора сопротивления R6. В зависимости от него, можно настроить индикаторы на требуемое количество цилиндров. Можно поменять и цену деления.

В качестве источника импульсов для правильной работы цифрового тахометра может быть датчик Холла, который присутствует в электронной системе зажигания, датчик положения вала и другие. Главное чтоб датчик посылал на нашу схему импульсы, которые меняют сопротивление резистора R1.

Данная схема работает как простой частотомер. Импульсы, которые постоянно идут от датчика двигателя, поступают на счетный вход десятичного счетчика К561ИЕ8, и далее на светодиоды. Запитать схему можно от прикуривателя или .

Диод VD1 КД522 защищает схему от неправильного подключения полярности питания. Датчик оборотов коленчатого вала шлет импульсы на базу транзистора VT1. Сопротивление R1 выбираем в зависимости от датчика (на схеме сопротивление подобрано для датчика Холла в бесконтактной системе зажигания карбюраторного двигателя). С выхода VT1 импульсы попадают на триггер Шмитта, выполненный на элементах D1.1-D1.2. Он преобразует импульсы в требуемую прямоугольную форму. Конденсатор С2 фильтрует помехи, в паре с резистором R4 он составляет фильтр, срезающий импульсы высокой частоты. С Выхода D1.2 импульсы поступают на счетчик.

Мультивибратор собранный на элементах микросхемы D1.3 и D1.4 генерирует тактовые импульсы частотой зависящей от R6. Эти импульсы идут на цепочку C3-R7, что формирует импульс для обнуления счетчика D2. Сверхяркие светодиоды HL1-HL9 подключены непосредственно к выходам счетчика К561ИЕ8. С помощью R9 можно регулировать яркость индикации.

Светодиоды 1-4 на печатной плате подключаются монтажным проводом.

Наладку конструкции начинается с расчета значения резистора R1 в соответствии от размаха входящих импульсов. Затем заменяем R6 последовательно включенными переменными резисторами на 1 Ом и постоянным на 10 кОм. Далее подкручиваем переменный резистор на максимальное сопротивление. Затем крутим его так, чтобы на холостом ходу двигателя загорелись только два светодиода. Отмечаем это положение подстроечного резистора. Затем уменьшаем сопротивление, чтобы горел только один светодиод. Затем регулируем резистор в среднем положение. Далее измеряем мультиметром полученное сопротивление R8.

Этот цифровой тахометр пригоден для подсчета количества оборотов практически любого типа двигателя внутреннего сгорания. Погрешность измерения тахометра составляет всего 50 оборотов/минуту. Для показа результата используется четырехразрядное светодиодное табло.
Для настройки режима работы необходимо использовать кнопку «Select». Первое нажатие выводит на табло текущий режим работы. Режимом работы по умолчанию является третий, когда датчик выдает два импульса за оборот маховика. Соответственно, на табло появится надпись Р-2,0.

Каждое последующее нажатие кнопки переключает режим работы тахометра на следующий. Всего их девять: 0.5, 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8 имп./оборот соответственно, они устанавливают количество импульсов выдаваемых датчиком за один оборот маховика. Чем выше количество импульсов, тем точнее производится измерение.

После выбора режима работы необходимо подождать 5-10 секунд. За это время тахометр произведет запись режима работы в память микроконтроллера и перейдет в рабочий режим. В дальнейшее тахометр будет сразу при подаче питания переходить в рабочий режим. Если возникает необходимость перенастроить тахометр, то надо нажать кнопку «Select» и произвести настройку тахометра еще раз.

Стоит обратить внимание на параметры и устройство входной цепи. Для конкретного типа зажигания возможны некоторые корректировки номиналов, из-за разных устройств зажигания в различных видах авто. Это необходимо, чтобы тахометр хорошо работал с основными гармониками и не реагировал на высшие гармоники. Без такой корректировки точная работа тахометра невозможна.

Обновленная версия прошивки включает в себя функцию проверки индикаторов. Это необходимо для проведения двухсекундного теста выявления неисправности датчиков.

Прикрепленные файлы:

Прошивка
–

Простой автоусилитель моноблок на TDA1560Q
Автомобильный бездроссельный БП на IRS2153 для ноутбуков и мобильников
Внешний USB-разъем в автомагнитоле

Стробоскоп — это.

.. Что такое Стробоскоп?

Стробоскопическое изображение отскакивающего мяча, снятое с частотой 25 кадров в секунду.

Стробоскоп (от греч. στρόβος — «кружение», «беспорядочное движение» и σκοπέω — «смотрю») — прибор, позволяющий быстро воспроизводить повторяющиеся яркие световые импульсы. Первоначально был игрушкой.

Часто используется на вечеринках, дискотеках и концертах.

Музыкальный стробоскоп — один из вариантов светодинамической установки для дискотеки, использующий вспышки с разной частотой импульсной лампы.

Также стробоскоп — прибор для наблюдения быстрых периодических движений, действие которого основано на стробоскопическом эффекте.

Устройство

Первые стробоскопы представляли собой источник света с помещённым перед ним обтюратором: двумя непрозрачными дисками — неподвижным и вращающимся — с узкими прорезями. Когда прорези совмещались, исследуемый с помощью стробоскопа объект освещался. В современных стробоскопах используются газоразрядные импульсные лампы, а также импульсные лазеры. С появлением в последнее время ярких и сверхъярких светодиодов их также стали успешно применять в стробоскопах.

Стробоскопический эффект

Стробоскопический эффект — зрительная иллюзия, возникающая, главным образом, в кинематографе и телевидении в случаях, когда частота киносъемки и проекции близка к частоте отображаемого процесса. Например, при вращении колеса повозки на экране может казаться, что оно неподвижно или даже вращается в обратную сторону. Это происходит из-за того, что одинаковые спицы колеса за время съемки одиночного кадрика проходят угол, примерно равный или незначительно меньший, чем угол между ними. Аналогичное явление можно наблюдать при работе стробоскопа в темном помещении. На стробоскопическом эффекте была основана регулировка скорости вращения диска проигрывателей грампластинок: при точной настройке изображение ребристой поверхности диска, освещаемое стробоскопом, должно было казаться неподвижным. Также, действие некоторых типов тахометров основано на стробоскопическом эффекте. Стробоскопический эффект считается искажением второго рода при записи и воспроизведении изображений и имеет ту же природу, что явление муара в телевидении или цифровой фотографии. Полностью избавиться от стробоскопического эффекта в кино и телевидении практически невозможно. Можно уменьшить его интенсивность увеличением частоты киносъемки и проекции или увеличением смаза единичного изображения (кадрика) путем увеличения выдержки, зависящей от угла раскрытия обтюратора.

Стробоскопический эффект очень опасен на производстве в условиях машиностроительных цехов: при определенном стечении обстоятельств и освещении цеха газоразрядными лампами, возможна иллюзия того, что стремительно вращающиеся части станка кажутся абсолютно неподвижными. В условиях цеха, когда из-за зашумленности определить движение предметов можно только визуально, это может стать причиной мгновенной гибели или увечья. Для предотвращения этого, освещение цехов газоразрядными лампами должно производиться с питанием нескольких цепей осветительных ламп от разных фаз.

Стробоскопическое изображение

См. также

Ссылки

Стробоскопический эффект Текст научной статьи по специальности «Компьютерные и информационные науки»

СТРОБОСКОПИЧЕСКИЙ ЭФФЕКТ Рылько Н.М. Email: [email protected]

Рылько Никита Михайлович — учащийся, Ухтинский технический лицей им. Г.В. Рассохина, г. Ухта

Аннотация: данная статья посвящена результатам изучения условий получения стробоскопического эффекта. В школьном курсе физики изучается стробоскопический эффект, но дело в том, что многие школы не имеют возможности увидеть и изучить это явление на практике, поэтому практическое получение стробоскопического эффекта важно для полного понимания многих циклических процессов. Мне удалось создать устройство, которое может помочь искусственно создать эффект. В этой статье я изложу теорию, расскажу о создании собственного стробоскопа, а также полученных мной экспериментально оптимальных параметрах появления стробоскопического эффекта. Ключевые слова: стробоскопический эффект, стробоскоп, пульсация света.

STROBOSCOPIC EFFECT Rylko N.M.

Rylko Nikita Mikhailovich — Student, UKHTA TECHNICAL LYCEUM G.V. RASSOKHIN, UKHTA

Abstract: this article project is dedicated to learn the conditions to obtain the stroboscopic effect. In the school course ofphysics, the stroboscopic effect is studied, but the fact is that many schools do not have the opportunity to see and study this phenomenon on practice; therefore, the practical obtaining of the stroboscopic effect is important for a complete understanding of many cyclical processes and for a better picture of this effect. I managed to create a device that can help to artificially create the effect. In this article, I studied the theory, experimentally established the optimal parameters for the appearance of the stroboscopic effect, and obtained a qualitative stroboscopic effect. Keywords: stroboscopic effect, stroboscope, light ripple.

УДК 535.015 DOI: 10.24411/2312-8089-2019-10802

Стробоскопический эффект [2]— зрительная иллюзия, возникающая в случаях, когда наблюдение какого-либо предмета или картины осуществляется не непрерывно, а в течение отдельных периодически следующих один за другим интервалов времени. При освещении движущихся или вращающихся предметов пульсирующим световым потоком может появиться стробоскопический эффект, связанный с искажением зрительного восприятия.

Стробоскопический эффект обусловлен инерцией зрения, т.е. сохранением в сознании наблюдателя зрительного образа в течение 0,1 — 0,2 с уже после того, как картина, вызвавшая этот образ, исчезнет. [1] Если время между последовательными наблюдениями предмета <0,10,2 с, то образы, вызванные отдельно каждым актом наблюдения, сливаются и наблюдение субъективно кажется непрерывным. При таком последовательном восприятии ряда стационарных положений объекта, отличающихся некоторым изменением их формы или расположения, возникает впечатление движения объекта [3].

Для получения стробоскопического эффекта второго типа используют стробоскоп — это прибор, позволяющий быстро воспроизводить повторяющиеся яркие световые импульсы [5].

Принцип появления стробоскопического эффекта [4]. Свет вспыхивает на пару сотен микросекунд, за это время мы успеваем отчетливо увидеть движущийся объект, но на такой короткой вспышке он кажется нам неподвижным, так как просто не успевает сдвинуться, далее идет теневая пауза, за время которой наш объект успевает сделать один период своего движения, за тем снова включается свет, и мы видим снова тоже положение объекта, что и в прошлый раз, и как раз регулируя это теневое время можно настроиться на любую частоту, как раз при совпадение частоты пульсации света и частоты прибора мы наблюдаем стробоскопический эффект.

Мой прибор состоит из аккумулятора, повышающего модуля на 150w, мосфет транзистора, платы Arduino Nano 3.0, потенциометра и датчика 6 степеней свободы. Получил схему установки и собрал ее.

Я пришел к выводу, что явление стробоскопического эффекта зависит от качества установки, излучающего импульсный свет, а именно от контроллера, от мощности светодиода, от точности датчика, установленного на контроллере, от качества системы фокусировки луча. Проводились

различные исследования проявления стробоскопического эффекта. Исследование качества стробоскопического эффекта в зависимости от частоты пульсации света. В следующих опытах я изменял частоту пульсации света. Вот так менялось качество стробоскопического эффекта. Результаты представлены в таблице. (Таблица 1. Результаты изменения частоты).

Таблица 1. Результаты изменения частоты

Частота пульсации света Качество стробоскопического эффекта

60 Гц Эффекта не наблюдается

150 Гц Эффект проявляется, но выражен слабо

200 Гц Эффект явно проявляется, выражен достаточно ярко

>300 Гц Эффект не наблюдается

На основании полученных результатов была выстроена следующая диаграмма. (Схема 1. Анализ результатов)

£ г I

I \ 5

■

Я 1

В

| Частота, Гц

60

100

150

200

300

Рис. 1. Схема. Анализ результатов Таким образом, наилучший результат был достигнут в пределах от 200 — 250 Гц.

Исследование качества стробоскопического эффекта в зависимости от мощности светодиода.

Результаты исследования были проанализированы, оформлена диаграмма. (Схема 2. Анализ результатов исследования № 2).

Рис. 2. Схема. Анализ результатов исследования № 2

Чем выше мощность светодиода, тем лучше проявляется стробоскопический эффект при обычных условиях освещения помещения. Для моего стробоскопа было достаточно светодиода мощностью в 50%, эффект проявлялся четко.

Исследование качества стробоскопического эффекта в зависимости от настроек потенциометра и акселерометра. Результаты исследования были проанализированы, оформлена диаграмма. (Схема 3. Анализ результатов исследования № 3).

Рис. 2. Схема. Анализ результатов исследования № 3

Изменяя в программе угол наклона модуля, мы можем влиять на точную подстройку частот, таким образом угол наклона влияет на качество получаемого стробоскопического эффекта, чем точнее подберем угол, тем точнее будет производится подстройка частоты.

Исследование качества стробоскопического эффекта в зависимости от освещения в помещении. Проведя несколько экспериментальных работ по изменения степени освещения помещения, была построена следующая таблица. (Таблица 2. Исследование в зависимости от освещения).

Таблица 2. Исследование в зависимости от освещения

Степень освещенности помещения Качество стробоскопического эффекта

Полное отсутствие света Стробоскопический эффект выражен ярко, высокая четкость, качественное проявление.

Слабое освещение помещения Менее ярко выражен, нормальная четкость, хорошее качество

Нормальное освещение Выражен не ярко, средней четкости, среднее качество

Применяя дополнительный свет Не ярко выражен, четкость не наблюдается, низкое качество

Исследование качества стробоскопического эффекта в зависимости от системы фокусировки луча. Стробоскопический эффект плохо проявляется без системы фокусировки, так как лучи рассеяны, в своей работе я использовал систему фокусировки: линза и отражатель. В ходе исследования я обнаружил следующее:

1. Изучив литературу, мы выяснили, что появление стробоскопического эффекта зависит от частоты пульсации света, от качества материалов, необходимых для создания прибора, а также от общего освещения помещения. Поэтому проводились опыты в различных условиях

2. Проявление стробоскопического эффекта значительно уменьшается при понижении частоты пульсации света, либо при повышении свыше 300 Гц.

3. Мощность светодиода влияет на яркость стробоскопического эффекта, увиденного нами, чем выше мощность светодиода, тем выше яркость. При недостаточной мощности светодиода эффекта наблюдаться не будет.

4. Для повышения качества получаемого эффекта необходимо применить датчики точной подстройки, например, акселерометр, который в программе будет отвечать за более точную подстройку частоты пульсации света при изменении положения.

5. Для получения стабильного и качественного эффекта стоит использовать контроллер на базе Arduino, с помощью которого можно устанавливать рамки пульсации света, чем выше качество контроллера и чем быстрее он будет работать, тем качественнее эффект будет проявляться.

6. Чтобы постоянно не регулировать частоту пульсации света через программатор, было решено впаять в схему потенциометр, который будет изменять частоту, тем самым мы получаем качественный стробоскопический эффект при изменяющийся частоте циклических колебаний.

7. Качественная система фокусировки луча влияет на резкость получаемого стробоскопического эффекта, чем лучше луч сфокусирован, тем качественнее эффект.

В дальнейшем данную установку возможно применить в различных производственных областях. На уроках физики в качестве готового прибора для получения и рассмотрения стробоскопического эффекта на практике. В медицине для раздражения сетчатки глаза и использования этого для получения более подробной информации о работе мозга человека. В промышленности для автоматизации проверки качества нанесенного цветного слоя на алюминиевую фольгу.

Список литературы / References

1. Кравков С.А. Глаз и его работа. 4-е изд., перераб. и доп. М.-Л.: Издательство Академии наук СССР, 1950. 531 с.

2. Кикоин А.К. «Стробоскопический эффект и измерение ускорения» // Интернет журнал «Квант», 1985 № 9. [Электронный ресурс]. Режим доступа: http://www.physbook.ru/index.php/Kvant._Стробоскопический_эффект/ (дата обращения: 20.03.2019).

3. ЛуизовА.В. Инерция зрения. ГНТ издательство, 1961. 248 с.

4. ЕникеевМ.И. Энциклопедический словарь. М., 2010. 560 с.

5. БогдановЮ.М. Приборы точной механики. М., 1960.

6. Лассан В.Л. Измерение угловых скоростей. М., 1970.

Контроллер стробоскопа на базе светодиодов

с контролем частоты и дисплеем с использованием микросхем PIC16F1825 и CAT4016 IC

Стробоскоп обеспечивает регулярные вспышки света. Обычно стробоскопы конструируются с использованием ксеноновых трубок, вот простое решение на основе светодиодов, которое может использоваться в качестве стробоскопа для развлечений и событий, а также в качестве предупреждающих сигналов. Проект основан на микроконтроллере PIC16F1825 с двухзначным частотным дисплеем. ИС CAT4016 для управления двумя дисплеями. .

Project обеспечивает выходной сигнал TTL, частота 1 Гц-25 Гц, предусмотрены тактовые переключатели для установки частоты.Используйте твердотельное реле, транзистор BJT или Mosfet на выходе для управления светодиодом, выберите правильный драйвер нагрузки в соответствии с требуемым током светодиода.

CAT4016 — это 16-канальный драйвер постоянного тока для светодиодных рекламных щитов и других общих дисплеев. Токи каналов светодиодов программируются вместе через внешний резистор RSET. Работа с низким выходным напряжением на каналах светодиодов до 0,4 В (для тока светодиода от 2 до 100 мА) позволяет создавать более энергоэффективные конструкции.

Высокоскоростной 4-проводный последовательный интерфейс с тактовой частотой до 25 МГц управляет каждым отдельным каналом с помощью сдвигового регистра и конфигурации защелки. Вывод данных последовательного вывода (SOUT) позволяет каскадно подключать и программировать несколько устройств через один последовательный интерфейс. Устройство также включает контрольный штифт гашения (BLANK), который можно использовать для отключения всех каналов независимо от интерфейса.

В устройство встроена защита от теплового отключения для отключения выходов светодиодов, если температура кристалла превышает установленный предел.

Характеристики

• Питание от 4,5 до 5 В постоянного тока
• Частота от 1 Гц до 25 Гц
• Простой интерфейс с релейной платой
• Простой интерфейс с твердотельным реле
• Индикатор питания на плате
• Светодиод выхода на плате
• Встроенный переключатель для установки частоты
• 2X7 сегментный дисплей 0,5 дюйма

Примечание: См. Нашу схему твердотельного реле постоянного тока, которая может использоваться для управления светодиодами или любой другой нагрузкой.

Приложения

• Стробоскоп для развлечений
• Сигнал движения
• Предупреждающий сигнал
• Сигналы предупреждения о скорой помощи

MxBoud / ArduinoStrobeController: скрипт для использования Arduino для управления светодиодным стробоскопом

GitHub — MxBoud / ArduinoStrobeController: скрипт для использования Arduino для управления светодиодным стробоскопом

Файлы

Постоянная ссылка

Не удалось загрузить последнюю информацию о фиксации.

Тип

Имя

Последнее сообщение фиксации

Время фиксации

Контроллер стробоскопа Arduino

Контроллер стробоскопа

Arduino — это проект по созданию недорогого светодиодного стробоскопа, в основном для классных демонстраций физики. Он использует два Arduino [один ведущий (Arduino Uno с экраном ЖК-клавиатуры) и один ведомый (нано)].Мастер Arduino используется для определения частоты импульсов и рабочего цикла. Он управляется вручную с ЖК-панели клавиатуры. Затем эти настройки отправляются подчиненному Arduino по последовательному каналу связи (контакты RX и TX).

Подчиненный Arduino использует прерывание по таймеру из библиотеки Timer1 для генерации импульса регулируемого импульса на цифровом выводе 9 (PWM). Текущая схема использует два Arduino, так как я не придумал способ настроить прерывание по таймеру, не испортив ЖК-дисплей на основном Arduino. Если когда-нибудь кто-нибудь узнает, как это сделать, я буду очень признателен, если научусь у вас!

Установка

Загрузите сценарий LCD_Strob.ino на главную Arduino, а PWM.ino — на подчиненную Arduino.

Схема

Первый рабочий прототип

На данный момент я использую только небольшой светодиод без внешнего источника питания, как показано на картинке … но он работает! 🙂

Требования к библиотеке

Таймер1

Особые требования к оборудованию

Экран с ЖК-клавиатурой

Около

Скрипт для использования Arduino для управления светодиодным стробоскопом

ресурсов

Вы не можете выполнить это действие в настоящее время.Вы вошли в систему с другой вкладкой или окном. Перезагрузите, чтобы обновить сеанс.
Вы вышли из системы на другой вкладке или в другом окне. Перезагрузите, чтобы обновить сеанс.

Тахометр со стробоскопом

youtu.be/iq6Xiums05o

youtu.be/sHfTNef5M2k

youtu.be/v7TziWSzttc

youtu.be/fgX_11BkIZA

youtu.be/CKFTMQrG704

youtu.be/jgwp244xDPo

youtu.be/y21KECPmLg8

youtu.be / DZJjka0GdSo

youtu.be/cVud2aawjQU

Когда частота мерцания света совпадает со скоростью любого объекта, например вентилятора, вращающийся вентилятор может казаться неподвижным. Изменение частоты мерцания света может помочь определить скорость вращения.

(en.wikipedia.org/wiki/Strobo …)

Вы можете легко использовать кнопки управления частотой мерцания, чтобы быстро назначить частоту мерцания с точностью до 0.01 Гц (1 об / мин):

• До 1000 Гц (60 000 об / мин) для подключенного фонарика (см. Видео на YouTube).
• До 100 Гц (6000 об / мин) для фонарика iPhone (iOS
• До 40 Гц (2500 об / мин) для фонарика iPhone (iOS 9+).

ЕСЛИ СКОРОСТЬ БОЛЬШЕ, ЧЕМ ВЕРХНИЙ ПРЕДЕЛ, ВЫ МОЖЕТЕ ОПРЕДЕЛИТЬ СКОРОСТЬ ПЕРВЫМ ПРОВЕДЕНИЕМ ИЗМЕРЕНИЙ С МЕНЬШЕЙ ЧАСТОТОЙ МЕРЦАНИЯ, А ЗАТЕМ ПРОСТОЙ РАСЧЕТ (ПОЯСНЕНИЕ В ПРИЛОЖЕНИИ).

Чтобы изменить частоту, просто нажмите и удерживайте кнопку.Частота мерцания может отображаться в Гц или об / мин.

Изображение, которое вы видите, будет более резким при слабом внешнем освещении.

После длительного использования в случае перегрева фонарик iPhone автоматически выключается.

Подключение фонарика

Следуйте этим рекомендациям:
• Выбирайте светодиодный фонарик с низким напряжением питания (от 4,5 до 6 В).
• Если вы не умеете паять, посмотрите следующее видео.
• Не используйте алюминиевую фольгу, так как к ней трудно припаять провод.
• Если что-то неясно, обязательно напишите мне по электронной почте.

Для подключения мощного светильника требуется более сложная схема. Однако схемотехника все же достаточно проста для новичка. Ключевым моментом является выбор источника света с помощью фокусирующей линзы (зум-линзы).

На видео первый свет дает 2000 люмен (по данным продавца), а второй — 1000 люмен.Оба фонаря поддерживают несколько режимов работы (высокая и низкая мощность, а также мигание на разных частотах). Переключение между режимами происходит, когда свет быстро выключается и снова включается. По этой причине, чтобы избежать изменения режима во время работы стробоскопа, используется резистор, замыкающий цепь света. Перед использованием стробоскопа необходимо установить свет в режим полной мощности, разомкнув его цепь, как показано на видео. Чтобы иметь возможность выбрать правильный режим, важно помнить порядок, в котором режимы активируются.

Технические характеристики:
• Диапазон измерения от 0,3 Гц (18 об / мин) до 1000 Гц (60 000 об / мин).
• Шаг 0,01–0,0001 Гц (1–0,01 об / мин).
• Время обновления 1 сек.
• Требуемая мощность лазера 5 мВт.

Следуйте этим рекомендациям:
• ОБЯЗАТЕЛЬНО НЕОБХОДИМО ПРИПАДАТЬ ДЕТАЛИ ВМЕСТЕ; в противном случае будет много шума.
• Если вы не умеете паять, посмотрите следующее видео.
• Если что-то неясно, обязательно напишите мне по электронной почте.

Не покупайте лазерную указку с маленькими батарейками (кнопочными элементами), потому что вы «разоритесь», покупая батарейки.

Этот тахометр работает путем измерения магнитного поля вращающегося магнита.Магнитное поле измеряется магнитометром iPhone. Магнитный тахометр лучше всего подходит для измерения малых скоростей вращения (от 6 оборотов в минуту). Его также можно использовать для измерения средних скоростей вращения (до 2700 об / мин), но при таких скоростях существует риск самопроизвольного отрыва магнита и сильной вибрации из-за смещения центра тяжести.

Технические характеристики:
• Диапазон измерения от 0,1 Гц (6 об / мин) до 45 Гц (2700 об / мин).
• Шаг 0.2-2%.
• Время обновления 2-5 сек.

Инструкции по использованию:
1. Магнит должен быть закреплен таким образом, чтобы один из его полюсов был направлен в сторону iPhone, когда магнит находится ближе всего к iPhone.
2. iPhone должен лежать неподвижно.
3. При высоких скоростях вращения необходимо надевать защитные очки. Также необходимо защитить iPhone на случай, если магнит оторвется.
4. Сильное магнитное поле от прикрепленного магнита может повлиять на скорость вращения электродвигателей.
5. Электродвигатели создают переменные магнитные поля; поэтому прикрепленный магнит должен быть достаточно мощным, чтобы создавать магнитное поле сильнее, чем у электродвигателя.
6. Для получения наилучших результатов iPhone следует размещать под прямым углом к ​​вращающемуся магниту.
7. Неодимовые магниты являются наиболее подходящими из-за их способности создавать сильные магнитные поля, несмотря на небольшие размеры магнита. Однако важно помнить, что на электродвигатели действуют сильные магнитные поля; Вращающееся магнитное поле может создавать электрический ток в проводящих материалах.Максимально допустимый размер неодимового магнита — около 1х0,5х0,5 см.
8. Чувствительность магнитометра существенно различается в зависимости от модели iPhone. Это приводит к тому, что некоторые модели iPhone пытаются измерить фоновое магнитное поле.
9. Если что-то непонятно, напишите мне письмо.

Для определения скорости вращения (например, для определения скорости вращения вентилятора) должна быть видна плоскость, перпендикулярная оси вращения, и на этой плоскости должна быть только одна отметка.Например:

Измерения следует начинать с максимально возможной частоты тестируемого вентилятора. Чтобы уменьшить частоту мерцания, просто нажмите и удерживайте кнопку.

Наблюдаемая картина изменится. Например, если фактическая скорость вентилятора составляет 1100 об / мин, и вы начали измерять частоту мерцания со скоростью 4400 об / мин, то по мере уменьшения частоты мерцания появятся следующие неподвижных изображений :

Четыре или три отметки можно увидеть при другой частоте мерцания; например, три фиксированных метки можно увидеть при частоте мерцания 1650 об / мин (реальные обороты умножены на 1. 5), четыре отметки при частоте мерцания 1466 об / мин (реальные обороты умножены на 1,333) и пять отметок при частоте мерцания 1375 об / мин (реальные обороты умножены на 1,25).

Ошибочный вывод можно сделать при определении числа оборотов, увеличивая частоту мерцания вспышки. Например, при частоте мерцания 367 об / мин (реальные обороты делятся на 3) видна одна отметка:

Эта частота может вводить в заблуждение, поскольку после умножения или деления этого показания на 2 можно получить ту же картину, что и при правильной частоте (в данном случае при 1100 об / мин).Поэтому не следует начинать с небольшой частоты мерцания, а затем увеличивать ее.

После определения скорости вращения вы можете сохранить свои показания, сделав снимок с записанным на нем результатом измерения.

Расчет скорости вращения выше верхнего предела

Если скорость вращения больше верхнего предела, ее можно рассчитать по простой формуле. Давайте возьмем пример, где фактическая частота вращения составляет 11000 об / мин.Когда вы уменьшаете частоту мерцания света с 6000 об / мин, вы должны определить частоту, при которой возможно первое наблюдение одиночной фиксированной отметки :

Это происходит при частоте 5500 об / мин (F ₁ ). При дальнейшем уменьшении частоты показание, при котором может наблюдаться одна фиксированная отметка , будет при 3667 об / мин (F ₂ ). И в следующий раз это будет при 2750 об / мин (F ₃ ).Затем выполняется расчет с использованием двух соседних измерений :

Обороты в минуту = (F ₁ • F ₂ ) / (F ₁ — F ₂ )
5500 • 3667 / (5500–3667) = 11003 об / мин

или

об / мин = (F ₂ • F ₃ ) / (F ₂ — F ₃ )
3667 • 2750 / (3667–2750) = 10997 об / мин

Этот метод также можно использовать, когда скорость вращения меньше верхнего предела. При использовании стандартного способа возникли некоторые трудности (например.г. когда приблизительные обороты недоступны).

В случае сбоя приложения приложение отправляет сообщение об ошибке (если iPhone / iPad подключен к Интернету). Сообщение об ошибке содержит номер версии iOS, устройство (iPhone или iPad), текст ошибки, основные настройки приложения.

Никаких других данных не собирается.

1 :

AliExpress: «Светодиодный фонарик XML T6 2000 люмен с масштабированием»

ИЛИ

AliExpress: «Мини-фонарик XM-L T6 LED 18650»

2 :

Строительный магазин:
Витая пара

3 :

AliExpress: «макет 170»

4 :

AliExpress: «Макетные перемычки 65 шт.»

5 :

AliExpress: «TIP31»

6 :

AliExpress: «TIP32»

7 :

AliExpress: «IRLB3034»

8 :

eBay: «резистор 2K 1 Вт»

OR

eBay: «комплект резистора 1 Вт»

9 :

eBay: «резистор 10К 1Вт»

10 :

eBay: «резистор 51 1Вт»

11 :

eBay: «кабель 3.5 мм 4-полюсный штекер к штекеру «

12 :

AliExpress: «лазерная ручка красная»

13 :

AliExpress: «переключатель батарейного отсека aaa 4»

14 :

AliExpress: «лазерный модуль красный»

15 :

AliExpress: «Фототранзистор 3DU5C»

16 :

AliExpress: «резистор 5.1K 1/4 Вт 100 шт. »

17 :

AliExpress: «Штекер для перемычки 100 шт. 2,54 мм»

18 :

AliExpress: «Пластиковая головка 100 шт. 1 шт. 2,54 мм»

19 :

eBay: «неодимовый магнит»

Что такое MSGEQ7? Особенности и проекты

Вы когда-нибудь слышали о MSGEQ? MSGEQ7 — это чип графического эквалайзера, который может разделить спектр звуковых частот на семь частотных диапазонов.В этом блоге мы расскажем о некоторых его функциях и о том, как вы можете использовать их в проектах!

Что такое MSGEQ7?

MSGEQ7 — это чип графического эквалайзера, который автоматически управляет процессом выборки и измерения звуковых частот, которые вы ему предоставляете. Напряжение питания микросхемы может составлять от 2,7 до 5,5 вольт, из которых 5 вольт могут обеспечить наилучшую производительность.

Принцип работы состоит в том, что он принимает входной сигнал и пропускает его через полосовой фильтр, который удаляет все частоты, кроме конкретной полосы частот, назначенной этому фильтру.Таким образом, время получения кода и управления перемещением по частотам имеет решающее значение.

Технические характеристики MSGEQ7

Функция контактов MSGEQ7

Особенности MSGEQ7

• Низкое энергопотребление
• Только два внешних компонента
• Заземление на кристалле
• Фильтры переключаемых конденсаторов
• 3.Работа 3 или 5 В
• Усиление 20 дБ Типичное
• Встроенный осциллятор
• Мультиплексор на выходе
• Переменное время затухания
• 8-контактный корпус

Приложения MSGEQ7

• Портативные стереосистемы
• Автомобильные стереосистемы
• Hi-Fi стереосистемы
• Анализаторы спектра

Блок-схема MSGEQ7

Временная диаграмма MSGEQ7

Все значения на временной диаграмме представлены как минимум .Если вы не знакомы с чтением временной диаграммы, обратите внимание, что у вас есть контроль над контактами сброса и строба, диаграмма выходного сигнала показывает только то, что происходит на выходе.

Проекты с MSGEQ7

MSGEQ7 Arduino Учебное пособие

Это руководство подойдет вам, если вы новичок в использовании MSGEQ7! Он в основном показывает вам, как настроить его с помощью Arduino, и все основы, которые вам нужно знать для ваших будущих проектов MSGEQ7!

Что вам понадобится:

Похоже, что-то в твоем переулке? Ознакомьтесь с этим руководством или подробностями прямо сейчас!

Светодиодный куб RGB с приложением Bluetooth + AnimationCreator

Создайте куб LED 6x6x6 RGB (общие аноды), управляемый приложением Bluetooth с помощью Custom Animation Creator и Snake Game! Это подходящий проект для новичков, которые хотели бы начать с простого проекта с использованием MSGEQ7.

Что вам понадобится:

Звучит интересно? Не пропустите этот проект!

Подсветка RGB + аудиовизуализатор MSGEQ7

Вы когда-нибудь хотели создать светодиодную подсветку RGB со звуковой визуализацией, чтобы украсить жилое пространство? Этот простой проект легко и дешево построить, что делает его идеальным для новичков и для тех, кто не хочет тратить деньги на проект!

Что вам понадобится:

Если украшение комнаты — ваша чашка чая, ознакомьтесь с этим проектом, чтобы узнать больше!

Резюме

И это все, что касается введения MSGEQ7.Надеюсь, вы сможете лучше понять MSGEQ7 и использовать его в своих проектах! Вот техническое описание MSGEQ7 для справки.

Следите за нами и ставьте лайки:

Продолжить чтение

Схема управления ксеноновым стробоскопом

Схемы, представленные в следующей статье, могут быть использованы для последовательной генерации стробированного светового эффекта через 4 ксеноновые лампы.

Предлагаемый эффект последовательного ксенонового освещения может применяться на дискотеках, на вечеринках ди-джеев, в автомобилях или транспортных средствах, в качестве предупреждающих индикаторов или в качестве декоративных огней во время фестивалей.

На рынке доступен широкий ассортимент ксеноновых ламп с соответствующим комплектом трансформаторов зажигания (о котором мы поговорим позже). Теоретически практически любая ксеноновая лампа отлично работает в схеме управления стробоскопом, представленной на рисунке ниже.

Как рассчитывается номинальная мощность ксеноновой лампы

Схема разработана для ксеноновой лампы мощностью 60 Вт в секунду, и это все, что она может вместить. К сожалению, номинальная мощность ксеноновых ламп обычно обозначается как «x» ватт в секунду, что часто означает проблему!

Причину, по которой указаны значения конденсаторов на диаграмме и уровень постоянного напряжения, можно понять с помощью следующего простого уравнения:

E = 1/2 C.U ²

Количество электроэнергии, потребляемой ксеноновой трубкой, может быть определено простым умножением энергии на частоту повторения импульсов ксенона.

При частоте 20 Гц и мощности 60 Вт лампа может «потреблять» около 1,2 кВт! Но это выглядит огромным и не может быть оправдано. На самом деле, приведенная выше математика использует неправильную формулу.

В качестве альтернативы это должно зависеть от оптимально допустимого рассеяния лампы и получаемой энергии по отношению к частоте.

Принимая во внимание, что спецификации ксеноновой лампы, которые нас вдохновляют, должны обеспечивать максимально возможное рассеивание до 10 Вт, или оптимальный уровень энергии 0,5 Вт должен разряжаться при 20 Гц.

Расчет разрядных конденсаторов

Вышеупомянутые критерии требуют разрядной емкости со значением 11 мкФ и анодным напряжением 300 В. Как можно было видеть, это значение относительно хорошо совпадает со значениями C1 и C2, как указано в диаграмму.

Теперь вопрос в том, как выбрать правильные номиналы конденсаторов в ситуации, когда на ксеноновой лампе нет номинала? В настоящее время, поскольку у нас есть взаимосвязь между ‘Ws’ и W ‘, можно проверить приведенное ниже уравнение простого пальца:

C1 = C2 = X. Ws / 6 [uF]

На самом деле это всего лишь важная подсказка. В случае, если ксеноновая трубка указана с оптимальным рабочим диапазоном менее 250 часов непрерывной работы, лучше всего применить уравнение для уменьшенного допустимого рассеяния.Полезная рекомендация, которой вы, возможно, захотите следовать в отношении всех типов ксеноновых трубок.

Убедитесь, что полярность их подключения правильная, это означает, что катоды заземлены. Во многих случаях анод отмечен пятном красного цвета. Сеточная сеть доступна либо как провод на стороне вывода катода, либо просто как третий «вывод» между анодом и катодом.

Как воспламеняется ксеноновая трубка

Хорошо, инертные газы могут генерировать освещение, когда они наэлектризованы.Но это не объясняет, как на самом деле зажигается ксеноновая лампа. Конденсатор накопления электроэнергии, описанный выше, показан на рисунке 1 выше через пару конденсаторов C1 и C2.

Учитывая, что ксеноновая трубка требует напряжения 600 В на аноде и катоде, диоды D1 и D2 образуют сеть удвоителя напряжения вместе с электролитическими конденсаторами C1 и C2.

Как работает схема

Пара конденсаторов постоянно заряжается до максимального значения переменного напряжения, и в результате R1 и R2 включены для ограничения тока во время периода зажигания ксеноновой лампы.Если бы R1, R2 не были включены, ксеноновая трубка в какой-то момент вышла из строя и перестала работать.

Значения резистора R1 и R2 выбраны так, чтобы гарантировать, что C1 и C2 заряжены до пикового уровня напряжения (2 x 220 В RMS) с максимальной частотой повторения ксенона.

Элементы R5, Th2, C3 и Tr представляют цепь зажигания ксеноновой лампы. Конденсатор C3 разряжается через первичную обмотку катушки зажигания, которая генерирует сетевое напряжение в несколько киловольт на вторичной обмотке для зажигания ксеноновой трубки.

Так ксеноновая лампа загорается и ярко светится, что также означает, что теперь она мгновенно потребляет всю электрическую мощность, хранящуюся внутри C1 и C2, и рассеивает ее с помощью ослепительной вспышки света.

Конденсаторы C1, C2 и C3 впоследствии перезаряжаются, так что заряд позволяет лампе перейти на новый импульс вспышки.

Схема зажигания получает сигнал переключения через оптопару, встроенный светодиод и фототранзистор, вместе заключенные внутри одного пластикового корпуса DIL.

Это гарантирует отличную гальваническую развязку между стробоскопами и электронной схемой управления. Как только фототранзистор загорается светодиодом, он становится проводящим и приводит в действие тиристор.

Входное питание для оптопары берется из напряжения зажигания 300 В, проходящего через C2. Тем не менее, для видимых факторов оно снижено до 15 В диодами R3 и D3.

Цепь управления

Поскольку рабочая теория схемы драйвера понятна, мы можем теперь узнать, как можно сконструировать ксеноновую лампу для создания эффекта последовательного стробирования.

Схема управления для создания этого эффекта показана на рисунке 2 ниже.

Максимальная частота повторения строба ограничена 20 Гц. Схема может одновременно обрабатывать 4 стробирующих устройства и по существу состоит из ряда переключающих устройств и тактового генератора.

Однопереходный транзистор 2N2646 UJT работает как генератор импульсов. Связанная с этим сеть предназначена для настройки частоты выходного сигнала в районе 8… 180 Гц с помощью P1.Сигнал генератора поступает на вход синхросигнала десятичного счетчика IC1.

На рисунке 3 ниже показано изображение форм сигнала на выходе IC1 в отношении тактового сигнала.

Сигналы, поступающие от переключателя IC 4017 с частотой 1… 20 Гц, поступают на переключатели S1… S4. Расположение переключателей определяет последовательность строба. Он позволяет регулировать последовательность освещения справа налево или наоборот и т. Д.

Когда S1 — S4 установлены полностью по часовой стрелке, кнопки переходят в рабочий режим, позволяя работать одной из 4 ксеноновых ламп. активируется вручную.

Управляющие сигналы активируют каскады драйвера светодиода через транзисторы T2. . . Т5. Светодиоды D1… D4 работают как функциональные индикаторы для стробоскопов. Цепь управления можно проверить, просто заземлив катоды D1… D4. Они сразу покажут, правильно ли работает схема.

Простой стробоскоп с использованием IC 555

В этой простой схеме стробоскопа IC 555 работает как нестабильный генератор, управляющий транзистором и присоединенным трансформатором.

Трансформатор преобразует 6 В постоянного тока в 220 В слабый переменный ток для столика стробоскопа.

220 В преобразуется в высоковольтный пик 300 В с помощью диодно-конденсаторного выпрямителя.

Когда конденсатор C4 заряжается до порога срабатывания неоновой лампы затвора SCR, через резистивную сеть, SCR срабатывает и запускает сеточную катушку драйвера лампы стробоскопа.

Это действие сбрасывает все 300 В в лампу стробоскопа, ярко освещая ее, пока C4 полностью не разрядится для повторения следующего цикла.

Попеременное мигание — mBlock | Платформа блочного кодирования для преподавания и обучения кодированию

Демонстрация эффектов

Примеры программ

Описание скрипта

Очки знаний

Пункт 1 Зачем использовать блок для сброса светодиода?
Два встроенных светодиода управляются индивидуально, и в текущем режиме он будет оставаться постоянным (например, если вы заставите светиться левый светодиод, он будет гореть постоянно).Если вы выполните сценарий для включения правого светодиода, это не изменит состояние левого светодиода, но вы увидите, что оба светодиода будут гореть постоянно. Следовательно, чтобы добиться эффекта попеременного мигания светодиодов с обеих сторон, вы должны сначала добавить сценарий для выключения левого светодиода до включения правого светодиода. Точно так же вы также должны выключить правый светодиод до того, как загорится левый светодиод. В примере сценария используйте блок, чтобы выключить все светодиоды на плате, и вы можете сравнить его со следующими сценариями и их эффектами.

Пункт 2 Если переключить положения блока освещения и выключения света, что будет?
Теперь блоки переключаются, как показано на рисунке ниже (свет включается, затем гаснет, затем ждет 1 секунда). Из-за того, что программа подсветки не имеет непрерывного времени, вы можете наблюдать только кратковременную вспышку, а встроенный светодиод остается в основном выключенным. Этот процесс не позволяет добиться эффекта вспышки чередования цветов.

Расширенные задачи
Измените пример сценария, чтобы цвет встроенного светодиода оставался мигающим между красным и синим. (нужно загрузить программу в Arduino)

Это произведение находится под международной лицензией Creative Commons Attribution-ShareAlike 4.0.

—— Еще примеры

Как измерить скорость блендера: методы

Как можно измерить скорость вращения лезвия на десятках тысяч оборотов в минуту без модного лабораторного оборудования? На этой странице я опишу, как измерить скорость лезвий блендера в домашних условиях двумя простыми методами.Первый метод немного сложнее, поэтому, если вы увязнете в нем, вы можете сразу перейти ко второму способу, что легко, если у вас есть доступ к портативному компьютеру. Вы можете прочитать о результатах в моем сопутствующем посте об измерениях скорости Vitamix.

Первые идеи (не пробовали)

Моей первой мыслью было использовать высокоскоростную камеру, но, к сожалению, я не мог понять, как получить доступ к достаточно быстрой камере по доступной цене. (Есть камеры, которые снимают десятки тысяч кадров в секунду, но они стоят десятки или сотни тысяч долларов.) Моя следующая идея заключалась в том, чтобы направить лазер на лезвия и обнаружить мигающее отражение с помощью фотодетектора. Это было бы намного дешевле, чем высокоскоростная камера, но казалось, что настройка может быть сложной. Потом я придумал что-нибудь попроще.

Метод 1: светодиодный стробоскоп с питанием от Arduino

Я понял, что если лопасти освещаются светом, мигающим с той же частотой, что и вращение лопасти, лопасть будет казаться «застывшей» из-за стробоскопического эффекта. По счастливой случайности я недавно получил в подарок комплект Arduino, и самое первое руководство по Arduino включает мигание светодиода.(Для тех, кто не знаком с Arduino, это доступный и относительно простой в использовании электронный микроконтроллер ¹ .)

В комнате должно быть довольно темно, чтобы светодиод был основным источником освещения, поэтому я сделал это ночью с главная комната выключена. Сначала я жестко запрограммировал частоту мигания, чтобы посмотреть, могу ли я заставить лопасти «замерзнуть». Разумеется, с помощью регулятора скорости на блендере я смог найти скорость, при которой лопасти казались статичными. После этой проверки концепции я вложил 4 доллара в поворотную ручку, чтобы я мог легко регулировать частоту строба.

С помощью макетной платы быстрого прототипирования ее можно было быстро собрать без какой-либо пайки:

У меня не было экрана дисплея, поэтому я использовал последовательное USB-соединение с ноутбуком для отображения частоты.

Есть еще один недостаток этого метода. Лопасти также будут казаться статичными на частотах, кратных истинной. То есть, если свет мигает на половине (или одной трети…) частоты лопастей, лопасти появятся в том же положении. Кроме того, если смотреть сверху, лопасти обладают четырехкратной симметрией вращения, поэтому они фактически кажутся застывшими при частоте, кратной четырехкратной.Это может показаться беспорядком, но, к счастью, выход есть. Мы можем начать понимать это, найдя все частоты, на которых лезвие кажется статичным.

По мере того, как лезвие вращается, а стробоскоп мигает, появляется множество визуальных паттернов. Я счел полезным сосредоточиться на двух образцах, если смотреть сверху: когда лезвие появляется с четырьмя зубцами, как если бы оно не двигалось, и на том случае, когда оно появляется с восемью зубцами. Восемь зубцов появляются, когда лезвие вращается на одну восьмую оборота за вспышку.Затем на половине этой частоты лезвие совершает четверть оборота за вспышку, и появляются четыре зубца. Четыре зубца появляются и при последующих более медленных кратных.

Чтобы обойти проблему симметрии вращения, я использовал тот факт, что лопасти не являются осесимметричными при взгляде сбоку. (Вместо этого я мог бы просто отметить одно из лезвий, но вид сбоку работал достаточно хорошо). На первый взгляд, лезвие Vitamix имеет двойную вращательную симметрию, если смотреть сбоку: два выступа направлены прямо наружу, а два расположены под углом. вверх.Однако из выступов, направленных прямо, один указывает под небольшим углом:

(Когда я впервые заметил этот угол, я подумал, что лезвие погнулось при интенсивном использовании, но как только я увидел такой же угол на других лезвиях, я поняли, что он должен быть под этим углом по дизайну.)

Эта асимметрия означает, что когда свет мигает в четыре раза и удваивает частоту лезвия, нижняя часть лезвия выглядит как дуплет при виде сбоку (из-за наложения зубцов с разным углом наклона).При истинной скорости вращения существует только наложение одного и того же зубца, поэтому дублет исчезает. Это позволило мне подтвердить, что на самом деле четырехлучевой паттерн, который произошел на одной восьмой частоты восьмилучевого паттерна, был истинной скоростью вращения. (Дублет также отсутствует на более медленных, кратных истинной скорости, поэтому необходимо искать максимальную скорость, которая дает вид сбоку синглета.)

С помощью этого метода я обнаружил, что максимальная скорость Vitamix Pro 750 составляет 380 Гц или 23000 об / мин.Vitamix утверждает, что лопасти Pro 750 перемещаются со скоростью 270 миль в час, а если принять расстояние, на которое кончики 4-дюймового лезвия перемещаются за один оборот, 380 Гц составит 271 миль в час. Неплохо!

Недостатки этого метода: он требует Arduino, вам нужно тщательно вычеркнуть все кратные частоты, чтобы определить истинную скорость вращения, и это невозможно сделать, если в блендере что-то есть, потому что вы не можете увидеть лезвия. Даже смешать что-то прозрачное, например, воду, не получится, потому что пузырьки воздуха попадают внутрь, и ничего не видно.Мой следующий метод позволяет избежать этих недостатков.

Метод 2: Запись и анализ звука

Я не был уверен, насколько хорошо это сработает, но это оказалось на удивление хорошо. Все мы знаем, что блендеры издают много шума. Что делать, если какой-то звук прямо соответствует частоте вращения мотора и лопастей? В качестве первого намёка на то, что это может сработать: если вы обратите внимание на звук при изменении скорости блендера, вы можете заметить изменение высоты звука. Скорости блендера в десятки тысяч оборотов соответствуют сотням Гц, твердо в слышимом диапазоне частот (средний C на фортепиано составляет ~ 260 Гц).Фактически, у Ицхака Перлмана есть занимательная версия Twinkle Twinkle Little Star, которую он играл на своем Vitamix.

Чтобы определить высоту звука, мы можем записать его на компьютер, а затем проанализировать частотный спектр. Это может показаться сложным, но это довольно просто. Если у вас есть ноутбук, вероятно, у него есть встроенный микрофон, который должен работать. Частотный анализ можно выполнить несколькими щелчками мыши, если вы загрузите правильное программное обеспечение. Мы хотим вычислить и построить частотный спектр, чтобы найти доминирующую частоту.

Я использовал бесплатное многоплатформенное программное обеспечение с открытым исходным кодом Audacity, чтобы записать звук блендера и затем проанализировать его. Вы можете выбрать часть звукозаписи и перейти в Analyze → Plot Spectrum, чтобы просмотреть частотные составляющие. Audacity даст вам график, который выглядит следующим образом: если вы наведете курсор на пики, он отобразит частоту. Обратите внимание, что дБ на вертикальной оси — это логарифмическая шкала, поэтому пик даже более значительный, чем кажется. (Фактически, из-за того, как Audacity отображает график, узкая вершина на самом деле даже выше, чем показано — просто она настолько узкая, что вершина не отображается.) Это спектр максимальной скорости Pro 750; он соответствует измерениям строба!

Audacity также отобразит спектрограмму звукозаписи. Спектрограмма — это, по сути, частотный спектр, нанесенный на график в зависимости от времени, поэтому он позволяет нам видеть, как частота изменяется во время полной записи звука. Я сделал эти записи, установив блендер на самую низкую скорость, подождав ~ 5 секунд, затем ударив двумя деревянными ложками вместе, чтобы указать, что скорость должна быть изменена, затем отрегулировав скорость до следующего максимального значения, и так далее для всех скоростей. настройки.Удары ложек отображаются на спектрограмме в виде вертикальной полосы, потому что у них нет сильной характеристической частоты. Вот спектрограмма пустого Vitamix Pro 750, проходящего через все скорости: При большинстве настроек скорости самая темная частотная линия является истинной частотой. Есть также гармоники, наиболее значимая из которых имеет двойную истинную частоту. Вы также можете увидеть электрический гул, независимый от скорости, на частоте 120 Гц.

Странно то, что у Pro 750 и 6300, которые я тестировал, практически не было изменений между скоростями 1 и 2.Все остальные приращения скорости увеличивали скорость на такую ​​же величину на этих моделях. Приращения скорости 7500 были практически одинаковыми для всех скоростей (включая 1–> 2), за исключением 9–> 10, которая была немного меньше.

Эти измерения звука также позволяют нам проводить измерения, пока блендер действительно что-то смешивает. Чтобы все было просто и стандартизировано, я просто использовал воду. С 8 чашками воды спектрограмма возрастающих скоростей Pro 750 выглядит следующим образом: Вы можете видеть, что спектр более шумный (особенно начиная со скорости 3 — я считаю, что это начало турбулентности), но скорость вращения лопасти все еще очевиден.Вы можете увидеть основную характеристику моделей следующего поколения: при повышенных нагрузках низкие скорости остаются неизменными, пока они не достигнут максимальной скорости для данной нагрузки и скорость не стабилизируется.

При смешивающей загрузке стандартные модели имеют такую ​​же максимальную скорость, что и модели следующего поколения. Разница в том, что на стандартных машинах все скорости уменьшаются при увеличении нагрузки. Для получения более подробной информации и обсуждения этих различий см. Мой пост с результатами измерения скорости Vitamix (который включает графики измерений скорости).

Сводка

Я измерил скорость блендера с помощью двух простых настроек. Один использует стробоскоп с питанием от Arduino, а другой — ноутбук для записи звука.