Стробоскоп своими руками на светодиодах

Стробоскоп своими руками с использованием таймера КР1006ВИ1

Основа схемы стробоскопа таймерные устройства, собранные на микросхемах КР1006ВИ1 которые обладают более стабильными временными характеристиками, так как длительности импульса и паузы между импульсами не зависят от напряжения источника питания.

К высоковольтному проводу первого цилиндра бензинового двигателя прибор подключается посредством зажима типа “крокодил”. В верхнем положении движка переключателя SA1 прибор работает в режиме тахометра, в нижнем положении - в режиме автомобильного стробоскопа.

Стробоскоп своими руками схема на КР1006ВИ1

В верхнем положении движка переключателя SA1 таймер DD1 включен по схеме генератора импульсов с длительностью примерно 0,5 мс и определяется, в основном, номиналами резистора R4 и конденсатора С2. Такая длительность импульса является оптимальной, и выбиралась по следующим далее критериям. При малой длительности им пульсов яркости четырёх светодиодов при дневном освещении может оказаться недостаточно для освещения метки на низкой частоте вращения шкива двигателя. При большей длительности импульсов изображение метки будет нечётким, “размытым” на высокой частоте вращения вала двигателя.

Период повторения импульсов зависит от номиналов резисторов R5, R6 и конденсатора С2, и регулируется переменным резистором R6.


В нижнем положении движка переключателя SA1 прибор работает в режиме автомобильного стробоскопа. Таймер DD1 в этом режиме включен по схеме одновибратора импульсов с той же самой длительностью 0,5 мс. Запускается одновибратор отрицательным перепадом напряжения на входе прибора, который через цепь С1, R3, SA1.2 подаётся на вход таймера DD1. Транзистор VT1 усиливает ток до необходимой величины.

Импульсный ток в 250 мА через светодиод, является великоватым, поэтому номиналы резисторов R11, R12 выбраны таким образом, чтобы импульсный ток через каждый из светодиодов HL1. HL4 на малой частоте вспышек не превышал 100 мА. На высокой частоте вспышек период уменьшается, и конденсатор С6 не успевает зарядиться через резистор R10 до напряжения, близкого к напряжению источника питания. Поэтому напряжение на нем уменьшается. Это приводит к снижению импульсного тока через светодиоды, что существенно повышает надёжность устройства.

Диод VD1 развязывает цепи заряда и разряда конденсатора С2. Резистор R3 и диод VD2 защищают вход таймера DD1 от высокого положительного напряжения. От отрицательного напряжения таймер DD1 защищен резистором R3 и внутренним диодом. Конденсаторы СЗ, С4 помехоподавляющие. От ошибочной смены полярности источника питания защищает диод VD3.

В качестве диодов VD1, VD2 можно применить любые диоды из серии КД521. Диод VD3 можно заменить любым диодом из серий КД209. Кд212. Таймер КР1006ВИ1 можно заменить импортным аналогом NE555. Резистор R6 применён типа СПЗ-З0а с характеристикой Б и углом поворота движка 270°. Можно применить резистор типа СП-I, но у него меньший угол поворота движка - 255°.

Если в распоряжении радиолюбителя не окажется переменного резистора с характеристикой Б, то можно применить переменный резистор с характеристикой В, но шкала в этом случае получится обратной. В случае отсутствия переменного резистора номиналом 220 кОм, можно применить переменный резистор номиналом 150 кОм или 470 кОм. В первом случае номиналы резисторов R4, R5 следует уменьшить, а номинал конденсатора С2 увеличить в 1,47 раза. Во втором случае номиналы резисторов R4, R5 следует увеличить, а номинал конденсатора С2 уменьшить в 2,14 раза. От типа конденсатора С2 зависят температурные и временные характеристики прибора, поэтому конденсатор С2 лучше применить типа К73-17 на напряжение 63 В. Переключатель SA1 - любой малогабаритный на два положения и два направления, например, типа П2Т-1 -1 В. Конденсаторы С5, С6 - типа К50-35, но лучше импортные, у них меньшие габариты и ток утечки. Конденсатор С1 типа КТ-2, или другого типа, но он должен выдерживать напряжение не ниже 500 В. Конденсаторы СЗ, С4 - типа КМЗ. КМ6. Переменный резистор R1 - малогабаритный типа СП4-1. Транзистор VT1 должен быть с коэффициентом усиления тока менее 50 и с максимальным током коллектора не менее 0,4 А.

В качестве VT1 можно применить полевой транзистор КП505А (Б, В). Резисторы R8, R9 в этом случае нужно исключить, а затвор транзистора соединить с выводом 3 микросхемы DD1. Провод от зажима до прибора должен быть экранированным. Его длину не следует выбирать более 35. 40 см. экранирующая оплётка соединена с общим проводом на выходе прибора.

При разработке радиолюбителем рисунка печатной платы стробоскопа своими руками(например в Sprint-Layout 5.0 ) следует учесть, что входные цепи таймера DD1 должны быть как можно короче, так как автомобильный бензиновый двигатель является мощным источником помех.

Налаживание стробоскопа своими руками

Устанавливают переключатель SA1 в верхнее по схеме положение и градуируют шкалу переменного резистора R6 с помощью частотомера или, что хуже, осциллографа. В самом крайнем случае, если нет частотомера и осциллографа, отградуировать прибор можно с помощью цифрового мультиметра с измерителем ёмкости конденсаторов. Длительность импульса t, = 0,7 R4C2. Длительность паузы t2 = 0,7 (R5 + R6) С2. Для удобства пользования прибором градуировать следует в мин-1. На этом налаживание прибора завершено. Выравнивать токи через светодиоды HL1, HL2 и HL3, HL4 не нужно.

Пользоваться прибором не сложно. Для проверки работы вакуумного и центробежного регуляторов угла опережения зажигания бензинового двигателя установить движок переключателя SA1 в нижнее положение. Закрепить датчик на высоковольтный провод первого цилиндра двигателя, подать питание на прибор. Запустить двигатель и направить луч мигающего света на установочные метки. Если метки плохо видны из-за грязи или окислов металла, следует очистить их и выделить белой краской или мелом. Сопротивление резистора R1 установить таким, чтобы прибор устойчиво срабатывал на искру только при подключенном датчике к проводу высокого напряжения первого цилиндра бензинового двигателя.

Для измерения частоты вращения ротора (коленчатого вала) двигателя переключатель SA1 перевести в верхнее положение, подать питание на прибор и направить луч мигающего света на шкив работающего двигателя с предварительно нанесенной меткой. Вращая движок переменного резистора R6 добиться того, чтобы шкив с меткой казался неподвижным. Метка при этом должна быть видна только в одном месте шкива двигателя. Если на шкиве окажется две метки, то это означает, что частота вспышек вдвое большее частоты вращения вала двигателя.

Прибор проверен в работе в течение 48 часов в режиме тахометра на минимальной и максимальной частоте вспышек светодиодов HL1. HL4 от источника напряжения 16 В и показал высокую надёжность в работе.

Автомобильный стробоскоп своими руками с применением реле BS-115-12A

В качестве реле можно использовать отечественный аналог РЭС-10 на 12 вольт.

Работает схема по следующему алгоритму, в момент подачи напряжения питания от аккумуляторной батареи конденсатор C1 начинает заряжаться через резистор R3. Достигнув нужного значения это напряжение, поступает на базу транзистора, который открывается. После этого срабатывает реле а, его контакт замыкается и подготавливает тиристор к открытию. Как только на управляющий электрод тиристора через делитель напряжения на резисторах R1, R2 приходит управляющий импульс тиристор открывается, а конденсатор начинает разряжаться через светодиоды. Происходит короткая яркая вспышка.

Затем транзистор закрывается, размыкает свой контакт и реле, но с небольшой задержкой, увеличивая тем самым на доли секунды время горения светодиодов. Схема переходит в исходное состояния, ожидая следующий управляющий импульс.

Благодаря такому простому схемотехническому решению мерцание светодиодов стробоскопа становится более ярким и метка на маховике хорошо заметна.

Стробоскоп своими руками простая схема на реле

Подбором емкости конденсатора можно варьировать длительность горения светодиодов. Чем выше значение ёмкости конденсатора, тем сильнее вспышка, но и длиннее шлейф метки. При меньшем значении ёмкости резкость метки возрастает, но уменьшается яркость.

Элементы схемы стробоскопа без особых затруднений можно разместить в корпусе светодиодного фонаря. С тыльной стороны фонарика делают небольшое отверстие и пропускают питающие провода длиной не менее полуметра, на концы которых для удобства использования припаивают крокодилы. С боку в корпусе также проделывают отверстие для экранированного провода контакта Х1. На конце экранную оплётку плотно обматывают изолентой, а к центральной жиле припаивают медный провод длиной 10 см, который является датчиком стробоскопа. Этот провод при подключении необходимо намотать в 3-4 витка на высоковольтный провод первого цилиндра поверх изоляции. Намотку обязательно делайте как можно ближе к свече, чтобы избежать наводок соседних проводов.

По материалам сайта: http://www.texnic.ru