Jauns mikro gaismas mērītājs vecajai Voigtländer (vito Clr) kamerai: 5 soļi

2024 Autors: John Day | [email protected]. Pēdējoreiz modificēts: 2024-01-30 10:51

Ikvienam, kurš ir sajūsmā par vecām analogām kamerām ar iebūvētu gaismas mērītāju, var parādīties viena problēma. Tā kā lielākā daļa šo kameru ir būvētas 70./80. Gados, izmantotie foto sensori ir patiešām veci un var pārtraukt darbu pienācīgā veidā.

Šajā pamācībā es jums došu iespēju nomainīt veco elektromehāniķa displeju pret LED gaismas mērītāju.

Vissmagākais uzdevums bija ievietot elektroniku un akumulatoru nelielā telpā kameras iekšpusē, un visas gaismas diodes joprojām atrodas tieši zem indikācijas loga (skat. Attēlu). Tāpēc es pievienoju šo pamācību mazo telpu konkursam. Ja jums patika, lūdzu, balsojiet =)

Manā gadījumā kamera ir voigtländer vito clr.

1. darbība: vecais gaismas mērītājs

Vecais darbojas kā vienkāršs sprieguma mērītājs. Aiz caurspīdīgas kameras plāksnes ir sensors. Šis sensors ir saules paneļa/foto diode sistēma, kas parādās kā strāvas avots, ja gaisma šķērso aktīvo plakni.

Šis sensors ir savienots ar spoles sistēmu, kas kustina adatu.

Ja uz sensora ir pietiekami daudz gaismas, strāva izraisa spoles magnētisko lauku un adata sāk kustēties. Tas ir vienāds ar vecajiem VU skaitītājiem, ko izmanto vairākos lietojumos. Izmantojot šo paņēmienu, izraisītā foto strāva un adatas kustība ir sava veida proporcionāla, un tāpēc šī kustība norāda uz gaismas daudzumu.

Liels negatīvs punkts dažiem no šiem vecajiem sensoru veidiem ir tas, ka tie noveco ar laiku, un izejas strāva uz luksu (gaismas intensitātes vienība) ar katru gadu kļūst mazāka. Tāpēc kādā novecošanās procesa laikā sensora elements vairs nevar iegūt pietiekami daudz strāvas, un adata nepārvietojas.

Var domāt par sensora elementa nomaiņu pret jaunāku, bet mana pieredze bija tāda, ka 70. gados izmantotie sensori ir izgatavoti no kāda veida toksiska metāla un tagad ir aizliegti, un jaunākie vai nu neiederas izciļņā, vai arī pietiekami daudz strāvas avotu vecajā spoles/adatu sistēmā.

Tas bija jautājums, kad es nolēmu visu gaismas mērītāju nomainīt uz jaunāku!

2. solis: jauna dizaina izstrāde

Tā kā vecie VU skaitītāji ar spoli un adatu tagad ir nomainīti uz jaunākiem ar LED darbināmiem, es nolēmu darīt to pašu.

Ideja ir izmērīt signālu, kas nāk no foto sensora, pastiprināt to pareizajā diapazonā un parādīt to ar LED rindu.

Lai to panāktu, es izmantoju LM3914 IC, kas ir diezgan lielisks līdzeklis gaismas diožu vadīšanai un sprieguma noteikšanai. Šis IC uztver ieejas spriegumu (pret atsauci) un parāda to ar vienu vadu no desmit LED rindām.

Tas padarīja pārējās ķēdes projektēšanu patiešām vieglu !! Visgrūtāk ir pielāgot vērtības jūsu sensora elementam. Jums ir jāmēra spriegumi un jāpalielina tie IC atbilstošā diapazonā. Jums ir nedaudz jāeksperimentē, un tāpēc jums ir nepieciešams multimetrs.

Es izmantoju fotoelementu (no veca kalkulatora) un novietoju to aiz kameras caurspīdīgās plastmasas. Tad es izmērīju strāvu bez un maksimālās gaismas (daži mA). Tā kā man bija nepieciešams spriegums, bet man ir strāvas avots, es ieviesu transimpedances pastiprinātāju, jeb strāvas sprieguma avotu (sīkāku informāciju skatiet Wikipedia). Rezistors R4 nosaka strāvas pastiprināšanu līdz spriegumam. Slodzes pretestība izraisīs mazāk strāvas plūsmas, tāpēc jums ir jāeksperimentē ar sava veida sensoru, rezistoriem un pastiprinātāju. Pārliecinieties, vai esat pareizi pievienojis šūnu, ja neko nemērāt opamp izejā, mainiet polaritāti. Es izmantoju kaut ko kiloohm diapazonā un saņēmu sprieguma līmeni no 0V līdz 550mV. R1, R2 un R3 nosaka atskaites sprieguma līmeni no LM3914.

Ja mēs vēlamies izmērīt IC pret 5V, mums ir jāmaina to vērtības uz šo diapazonu. Ar R1 = 1k2 un R2 = 3k3 (R3 = nav savienots) un ieguva atsauci 4,8 V (sīkāku informāciju skatiet datu lapā). Izmantojot šo atsauci, man ir jāpastiprina man jau esošais signāls - tas ir nepieciešams arī, lai buferizētu strāvas sprieguma avota radītās pretestības un atvienotu avotu no sensora elementa = pārliecinoties, ka strāva paliek stabila un neatkarīga no slodzes pretestība.

Nepieciešamais pastiprinājums manā gadījumā ir vismaz 4,8V / 550mV = 4,25 - es izmantoju R5 ar 3k3 un R6 ar 1k.

Visu ķēdi darbinās akumulators (es izmantoju 2 monētu šūnas ar 3V katrā un regulatoru, lai no šiem 6V iegūtu stabilu 5V.

Piezīme C5 un C7: fotoelektriskais sensors mēra gaismu, kā jūs jau zināt. Kad es izveidoju pirmo testa paneli, es sapratu, ka iedegas tikai viena gaismas diode, ja mēra dabisko gaismu - tam vajadzētu notikt! Bet, tiklīdz es izmērīju spuldžu gaismu, vismaz 3 vai 4 gaismas diodes iedegās, un sistēmai tas nebija jādara (jo indikācija pašlaik nav skaidra).

Spuldzes tiek darbinātas ar 50 Hz/60 Hz tīklu, un tāpēc gaisma mirgo šādā ātrumā - pārāk ātri, lai mēs to redzētu, bet pietiekami ātri, lai uzņemtu sensoru. Šis sinusoidālais signāls aktivizē 3 vai 4 gaismas diodes. Lai no tā atbrīvotos, signāla filtrēšana ir absolūti nepieciešama, un to veic ar C5 sērijveidā ar sensoru un C7 kā zemas caurlaidības filtru kombinācijā ar opamp.

3. darbība: veidojiet perfboard

Es izveidoju pirmo testu uz perfboard. Tas ir svarīgi to darīt, jo rezistoru izmēri ir jāizvēlas no pasākumiem, kurus varat veikt tikai ar pareizu darba pārbaudes ķēdi.

Tiklīdz es izmantoju atbilstoša izmēra rezistorus un ieviesu filtra kondensatorus, ķēde strādāja diezgan labi, un es izstrādāju PCB izkārtojumu.

Jūs varat to izmēģināt ar manu izvēlēto rezistoru, bet tas var nedarboties pareizi.

Es nedomāju, ka pabeigtajai sistēmai varat izmantot perforatoru, jo kameras telpa ir pārāk maza. Varbūt tas darbosies, ja domājat par SMD perfboard izmantošanu.

4. solis: PCB veidošana

PCB ir jāiekļaujas kameras iekšpusē, tāpēc jāizmanto SMD komponenti (izņemot LM3914, jo man tas jau bija pieejams). PCB forma ir izstrādāta tieši kameras izmēriem. Opamp ir standarta opamp (lm358) ar vienu barošanu, un regulators ir vienkāršs 5V pastāvīga sprieguma zema izkrišanas regulators (LT1761). Visa shēma ir ieviesta uz diviem atsevišķiem PCB.

Akumulatora un elektroniskā daļa. Es visu ieviesu vienā un tajā pašā PCB, jo man ir jāpasūta tikai 2 reizes viena un tā pati PCB, kas ir lētāk nekā pirkt divus dažādus veidus. Otrajā attēlā varat redzēt akumulatora turētāja nospiedumu, kas pārklāj citas ķēdes daļas.

Attēlos samontētā PCB parāda elektroniskās PCB abas puses un akumulatora daļu. Abi ir saskrūvēti kopā un kļuva par divstāvu sistēmu.

Ir nepieciešams ieslēgšanas/izslēgšanas slēdzis, jo sistēma samazinās akumulatora strāvu pat tad, ja netiek mērīta gaisma. Šī iemesla dēļ šis akumulators bija jāmaina ļoti drīz. Ar slēdzi sistēma mēra tikai nepieciešamības gadījumā.

5. darbība. Rezultāti

Rezultāti ir parādīti attēlos un pievienotajā video.

Es izmantoju īstu gaismas mērītāju, kuru es aizdevis no drauga, lai, izmantojot gaismas avotu, aprēķinātu pareizo diafragmu @ aizvara ātrumu (skat. 3. attēlā redzamo tabulu uz izciļņa). Es turu sensoru gaismas virzienā, līdz tiek sasniegts īpašs LED līmenis (piemēram, gaismas diode Nr. 3), un pēc tam ar profesionālo gaismas mērītāju izmērīju atbilstošu aizvara ātrumu pie diafragmas atvēruma. Tabula

Es domāju, ka varat izmantot arī citas metodes, piemēram, Android lietotņu gaismas mērītāju.

Es ceru, ka jums patika mana ideja un šī pamācība!

Sveicieni no Vācijas - Escobaem