Đồng hồ đo ánh sáng siêu nhỏ mới cho máy ảnh Voigtländer (vito Clr) cũ: 5 bước

2024 Tác giả: John Day | [email protected]. Sửa đổi lần cuối: 2024-01-30 13:30

Đối với tất cả mọi người, những người nhiệt tình với máy ảnh analog cũ có đồng hồ đo ánh sáng tích hợp, có thể xuất hiện một vấn đề. Vì hầu hết các máy ảnh này đều được chế tạo từ những năm 70/80, nên các cảm biến foto được sử dụng đã thực sự cũ và có thể ngừng hoạt động theo cách thích hợp.

Trong hướng dẫn này, tôi sẽ cho bạn cơ hội để thay đổi màn hình cũ của thợ điện sang đồng hồ đo ánh sáng LED.

Nhiệm vụ khó khăn nhất là lắp đặt thiết bị điện tử cộng với pin trong không gian nhỏ bên trong máy ảnh và vẫn có tất cả các đèn LED ngay bên dưới cửa sổ chỉ báo (xem hình). Vì vậy, tôi đã thêm hướng dẫn này vào cuộc thi không gian nhỏ. Nếu bạn thích điều này, hãy bình chọn =)

Trong trường hợp của tôi, máy ảnh là một âm báo viên voigtländer vito.

Bước 1: Đồng hồ đo ánh sáng cũ

Cái cũ hoạt động như một đồng hồ đo điện áp đơn giản. Phía sau một tấm kính trong suốt của máy ảnh là một cảm biến. Cảm biến này là một bảng điều khiển năng lượng mặt trời / hệ thống diode foto, xuất hiện như một nguồn hiện tại, nếu ánh sáng đi qua mặt phẳng hoạt động.

Cảm biến này được kết nối với một hệ thống cuộn dây, giúp di chuyển một kim.

Nếu có đủ ánh sáng trên cảm biến, dòng điện gây ra từ trường trong cuộn dây và kim bắt đầu chuyển động. Giá trị này tương đương với các máy đo VU cũ, được sử dụng trong một số ứng dụng. Với kỹ thuật này, dòng quang gây ra và chuyển động của kim là một số loại tỷ lệ thuận và do đó chuyển động này biểu thị lượng ánh sáng.

Một điểm tiêu cực lớn của một số loại cảm biến cũ đó là chúng già đi theo thời gian và dòng điện đầu ra trên mỗi lux (đơn vị đo cường độ ánh sáng) trở nên ít hơn theo từng năm. Do đó, tại một số thời điểm của quá trình lão hóa, phần tử cảm biến không thể cung cấp đủ dòng điện nữa và kim sẽ không di chuyển.

Người ta có thể nghĩ đến việc thay đổi phần tử cảm biến bằng một cái mới hơn, nhưng kinh nghiệm của tôi là, các cảm biến được sử dụng trong những năm 70 được làm bằng một số loại kim loại độc hại và bị cấm hiện nay và những cái mới hơn không phù hợp với cam hoặc chúng không nguồn đủ dòng điện vào hệ thống cuộn dây / kim cũ.

Đây là điểm mấu chốt, khi tôi quyết định thay đổi toàn bộ đèn kế sang một cái mới hơn!

Bước 2: Thiết kế cái mới

Vì các đồng hồ VU cũ với cuộn dây và kim giờ đã được thay đổi thành các đồng hồ dẫn động bằng đèn LED mới hơn, tôi quyết định làm như vậy.

Ý tưởng là, để đo tín hiệu, đến từ cảm biến ảnh, khuếch đại nó đến một phạm vi thích hợp và hiển thị nó bằng một hàng đèn led.

Để đạt được điều này, tôi đã sử dụng IC LM3914, đây là một công cụ khá tuyệt vời để điều khiển đèn LED và cảm biến điện áp. IC này cảm nhận điện áp đầu vào (so với tham chiếu) và hiển thị nó bằng một đèn LED duy nhất trong số mười đèn LED.

Điều này làm cho việc thiết kế phần còn lại của mạch thực sự dễ dàng !! Phần khó nhất là điều chỉnh các giá trị cho phần tử cảm biến của bạn. Bạn phải đo điện áp và khuếch đại chúng trong một phạm vi thích hợp cho vi mạch. Bạn phải thử nghiệm một chút và do đó cần một đồng hồ vạn năng.

Tôi sử dụng một tế bào quang điện (từ một chiếc máy tính cũ) và đặt nó sau lớp nhựa trong suốt của máy ảnh. Sau đó, tôi đo dòng điện không có và ánh sáng tối đa (một vài mA). Vì tôi cần một điện áp nhưng có một nguồn hiện tại, tôi đã triển khai một bộ khuếch đại cản trở, hay còn gọi là nguồn điện áp điều khiển hiện tại (xem Wikipedia để biết thêm thông tin). Điện trở R4 xác định sự khuếch đại của dòng điện thành điện áp. Điện trở tải sẽ làm cho dòng điện chạy ít hơn, vì vậy bạn phải thử nghiệm với loại cảm biến, điện trở và bộ khuếch đại của mình. Đảm bảo rằng bạn kết nối ô đúng cách, nếu bạn không đo được gì ở đầu ra của opamp, hãy thay đổi cực tính. Tôi đã sử dụng một cái gì đó trong phạm vi kiloohm và có mức điện áp từ 0V đến 550mV. R1, R2 và R3 xác định mức điện áp tham chiếu từ LM3914.

Nếu chúng ta muốn đo IC chống lại 5V, chúng ta phải thay đổi các giá trị của chúng trong phạm vi đó. Với R1 = 1k2 và R2 = 3k3 (R3 = không được kết nối) và có tham chiếu là 4,8 V (xem biểu dữ liệu để biết thêm thông tin). Với tham chiếu này, tôi phải khuếch đại tín hiệu mà tôi đã có - điều này cũng cần thiết để đệm các trở kháng do nguồn điện áp điều khiển hiện tại và tách nguồn khỏi phần tử cảm biến = đảm bảo, dòng điện vẫn ổn định và không phụ thuộc vào tải Sức cản.

Bộ khuếch đại cần thiết trong trường hợp của tôi ít nhất là 4,8V / 550mV = 4,25 - Tôi đã sử dụng R5 với 3k3 và R6 với 1k.

Toàn bộ mạch sẽ được điều khiển bằng pin (tôi đã sử dụng 2 ô đồng xu với 3V mỗi ô và một bộ điều chỉnh để nhận 5V ổn định từ 6V này.

Lưu ý cho C5 và C7: Cảm biến foto điện đo ánh sáng, như bạn đã biết. Khi tôi xây dựng bảng kiểm tra đầu tiên, tôi nhận ra rằng chỉ có một đèn LED được bật, nếu tôi đo ánh sáng tự nhiên - đây là điều nên xảy ra! Nhưng ngay sau khi tôi đo ánh sáng từ các bóng đèn, ít nhất 3 hoặc 4 đèn LED bật sáng và đây không phải là những gì hệ thống phải làm (vì chỉ báo hiện không rõ ràng).

Bóng đèn được điều khiển với nguồn điện 50Hz / 60Hz và do đó ánh sáng nhấp nháy ở tốc độ này - quá nhanh để chúng tôi có thể nhìn thấy nhưng đủ nhanh để theo dõi cảm biến. Tín hiệu hình sin này làm cho 3 hoặc 4 đèn LED hoạt động. Để loại bỏ điều này, việc lọc tín hiệu là hoàn toàn cần thiết và được thực hiện với C5 nối tiếp với cảm biến và C7 như một bộ lọc thông thấp kết hợp với opamp.

Bước 3: Xây dựng Perfboard

Tôi đã xây dựng thử nghiệm đầu tiên trên một tấm ván mỏng. Điều quan trọng là phải làm điều đó, bởi vì kích thước của điện trở phải được chọn từ các biện pháp bạn chỉ có thể thực hiện với một mạch thử nghiệm hoạt động thích hợp.

Ngay sau khi tôi sử dụng các điện trở có kích thước phù hợp và lắp các tụ lọc, mạch hoạt động khá tốt và tôi đã thiết kế bố cục PCB.

Bạn có thể thử nó với sự lựa chọn của tôi về điện trở, nhưng nó có thể không hoạt động bình thường.

Tôi không nghĩ rằng bạn có thể sử dụng một tấm đục lỗ cho hệ thống hoàn thiện của mình, vì không gian trong máy ảnh rất nhỏ. Có lẽ nó sẽ hoạt động nếu bạn nghĩ đến việc sử dụng bảng điều khiển SMD.

Bước 4: Xây dựng PCB

PCB phải vừa với bên trong máy ảnh, do đó người ta phải sử dụng các thành phần SMD (ngoại trừ LM3914, vì tôi đã có sẵn nó). Hình dạng của PCB được thiết kế chính xác theo kích thước của máy ảnh. OpAmp là một opamp tiêu chuẩn (lm358) với nguồn cung cấp duy nhất và bộ điều chỉnh là bộ điều chỉnh điện áp thấp không đổi 5V đơn giản (LT1761). Toàn bộ ống dẫn được thực hiện trên hai PCB duy nhất.

Phần pin và phần điện tử. Tôi thực hiện mọi thứ trên cùng một PCB, vì tôi chỉ phải đặt hàng 2 lần cùng một PCB, rẻ hơn so với việc mua hai loại khác nhau. Bạn có thể thấy dấu chân của ngăn chứa pin phủ lên các phần mạch khác trong hình ảnh thứ hai.

PCB được lắp ráp trong hình ảnh cho thấy hai mặt của PCB điện tử và phần pin. Cả hai được gắn chặt với nhau và trở thành một hệ thống hai tầng.

Công tắc bật / tắt là cần thiết, vì hệ thống sẽ giảm dòng điện khỏi pin ngay cả khi không đo ánh sáng. Do đó, pin này đã phải được thay đổi rất sớm. Với một công tắc, hệ thống chỉ đo, nếu cần thiết.

Bước 5: Kết quả

Kết quả được hiển thị trong hình ảnh và video đính kèm.

Tôi đã sử dụng một đồng hồ đo ánh sáng thực mà tôi cho một người bạn mượn để tính toán khẩu độ phù hợp @ tốc độ cửa trập (xem bảng vẽ trên cam trong hình 3) bằng cách sử dụng một nguồn sáng. Tôi giữ cảm biến theo hướng của ánh sáng cho đến khi đạt đến mức đèn LED đặc biệt (như đèn LED số 3) và sau đó đo tốc độ cửa trập thích hợp ở khẩu độ bằng máy đo ánh sáng chuyên nghiệp.

Tôi nghĩ bạn có thể sử dụng các phương pháp khác, chẳng hạn như đồng hồ đo ánh sáng ứng dụng android.

Tôi hy vọng bạn thích ý tưởng của tôi và điều này có thể hướng dẫn!

Lời chào từ Đức - Escobaem