Рис.1. Батарейный (самодельный) вариант фотовспышки

ФОТОВСПЫШКА: ОТ СЕТИ — К БАТАРЕЕ

Те, у кого есть фотовспышка с питанием от 220 В переменного тока, знают, насколько порой неудобно с ней работать. Но любому, кто способен отличить транзистор от резистора и хотя бы раз в своей жизни рискнул самостоятельно собрать из типовых радиодеталей несложную конструкцию, вполне по силам переделать эту «вспышечно-сетевую чудо-технику» на компактный батарейный вариант, включающий в себя (рис.1) химический источник тока напряжением 9 В, преобразователь напряжения и импульсный осветитель.

Рассмотрим работу предлагаемого устройства с момента подачи на него питания, когда замыканием (рис.2) контактов 3,4 тумблер SA1 открывает первый (по схеме) транзистор. Коллекторный ток полупроводникового триода VT1, проходя по управляющему электроду VS2, включает данный тринистор.

Рис.1. Батарейный (самодельный) вариант фотовспышки:
1 — источник электропитания химический, 2 — преобразователь напряжения, 3 — осветитель импульсный, 4 — фотоаппарат «Зоркий» с дополнительно установленным синхроконтактом.

В результате запускается непосредственно сам однотактный преобразователь напряжения, выполненный на VT4 и Т1. К тому же открывается транзистор VT3, и от источника питания 9 В заряжается конденсатор С1 (через отпертый тринистор VS2 и диод VD3). А вот что касается полупроводникового триода VT2, то он остается закрытым из-за шунтирования база-эмиттерного перехода открывшимся VT3.

Начав функционировать, преобразователь напряжения зарядит конденсаторы С2, С3, а также входящие в состав импульсного осветителя С1 и С2 (рис.3). Но как только эти емкости «накопят» по 290—300 В, преобразователь прекратит свою работу.

Рассмотрим обстоятельнее, как это происходит.

Рис. 2. Принципиальная электрическая схема преобразователя напряжения (с цепями управления и гальванической батареей электропитания).
Рис. 2. Принципиальная электрическая схема преобразователя напряжения (с цепями управления и гальванической батареей электропитания).

При работе преобразователя напряжения в база-эмиттерной цепи транзистора VT5 возникает ток, открывающий этот полупроводниковый триод. Но и коллекторная цепь здесь тоже не обесточена. Ведь эмиттер транзистора \/Т5 соединен с «плюсом» источника питания 9 В, а коллектор — с управляющим электродом тринистора VS1. По мере увеличения напряжения на конденсаторах С2, С3 и входящих в состав осветителя накопительных емкостей С1, С2 эти токи будут увеличиваться.

Когда же коллекторный ток транзистора достигнет значения, равного току отпирания тринистора VS1, последний включится. Как результат, обесточится управляющий электроду VS2, что повлечет за собой возникновение новой, довольно оригинальной ситуации.

Во-первых, начнется запирание самого тринистора VS2. А это приведет к прекращению работы преобразователя напряжения и закрытию транзистора VT3. Во-вторых, откроется VT2, так как через его базу и резистор R4 начнется разряд конденсатора C1. В третьих, коллекторно-эмиттерный переход открытого VT2 зашунтирует базу-эмиттер транзистора VT1, что повлечет закрытие последнего. Обесточится и будет заперт тринис гор VS1, на продолжительное время окажется не у дел управляющий электрод у VS2. В результате надолго закроется тринистор VS2.

Функционирование преобразователя напряжения сопровождается свечением индикатора HL1. Это сигнал о том, что работа с импульсным осветителем запрещена, поскольку происходит зарядка накопителя С2. Ну а погасание светодиода HL1 свидетельствует, в свою очередь, о готовности модернизированной фотовспышки к работе.

По мере разрядки конденсатора С1 напряжение на коллекторе транзистора VT2 будет повышаться. И когда оно достигнет значения отпирания транзистора VT1, последний откроется. Мгновенно включится тринистор VS2, что приведет к запуску преобразователя напряжения. А тот, подзарядив (при необходимости) накопитель С2 в схеме импульсного осветителя, снова прекратит свою работу.

Рис. 3. Схема переделки фотовспышки «Электроника ФЭ-27» (импульсный осветитель).
Рис. 3. Схема переделки фотовспышки «Электроника ФЭ-27» (импульсный осветитель).

Такими вот включениями-выключениями преобразователя и обеспечивается наличие высокого постоянного напряжения на накопителе С2 в импульсном осветителе. Причем периодичность у этого процесса при номиналах элементов, указанных на основной части принципиальной электрической схемы устройства, составляет 18—20 с. При необходимости данный параметр можно изменять соответствующим подбором емкости конденсатора С1.

Предусмотрен также и запуск преобразователя напряжения сразу после появления световой вспышки. Осуществляется это аппаратурой, состоящей из трансформатора Т2, конденсатора С3 и диодов VD1, VD2 (см. рис.2). Диод VD6 — разделительный (для нормального функционирования конденсаторов С3 и рассмотренного уже ранее С2).

При срабатывании затвора фотоаппарата произойдет замыкание синхроконтактов, через которые и первичную обмотку трансформатора Т1 разрядится С1 (рис.З). Во вторичной обмотке трансформатора сформируется импульс напряжения для зажигания газоразрядной лампы. А когда EL1 вспыхнет, через нее тотчас и разрядится накопитель С2 (рис.2).

Но в тот же момент через первичную обмотку трансформатора Т2, соответствующие контакты разъема, а также лампу EL1 разрядится и конденсатор С3 (рис. 2). На обмотке II трансформатора Т2 возникнет импульс напряжения, который через диод VD2 будет приложен к управляющему электроду тринистора VS2, что приведет к открытию тринистора VS2 и запуску преобразователя напряжения. Ну а диод VD1 предотвратит шунтирование управляющего электрода VS2 тринистором VS1 в момент поступления включающего импульса.

Рис. 4. Каркасы для трансформаторов Т1 (а) и Т2 (б)
Рис. 4. Каркасы для трансформаторов Т1 (а) и Т2 (б):
1 — магнитопровод ферритовый, 2 — щечка (картон, 2 шт.), 3 — колодка (картон), 4 — вывод (медный облуженный провод Ø0,5, 5 шт.).

За основу импульсного осветителя берется, как уже отмечалось ранее, сетевая фотовспышка заводского изготовления. Например, «Электроника ФЭ-27», которую легко переделать согласно рисункам 2 и 3. Причем если окажется, что С1 из-за своих габаритов мешает соединению обеих корпусных половин, то он устанавливается на монтажной плате со стороны печатных проводников (для одного элемента такая вынужденная мера вполне допустима). Ну а светодиод HL1 размещается внутри корпуса (напротив индикаторного светоокна). Там, где при заводской сборке располагался индикатор ИН-3. Если же за основу берется не «Электроника ФЭ-27», а какой-то другой сетевой аналог, то и здесь переделка в батарейный вариант ничем существенным не отличается от уже рассмотренной.

В качестве химического источника тока вполне приемлемы две последовательно соединенные батареи типа 3336. Несколько эффективнее использование шести последовательно соединенных гальванических элементов 373. Имея большую электроемкость, такая батарея позволит получить и довольно существенное число световых вспышек.

При свежем источнике питания зарядка накопителей у импульсного осветителя до нормы (290—300 В) происходит примерно за 18 с. Продолжительность последующих заряжаний, когда на С2 (см. рис.2) имеется остаточное напряжение, сокращается до 10 с.

Трансформатор Т1 — самодельный, выполнен на ферритовом бруске 54x26x15 мм. При отсутствии готового такой брусок можно изготовить из магнитопровода от телевизионного строчного трансформатора ТВС 110-П2 (феррит марки 2000 НМ). От предварительно склеенной (из двух половин магнитопровода)«эпоксидкой» Н-образной заготовки отрезаются любым из известных методов четыре ножки. В результате и получается ферритовый брусок требуемых габаритов. Неровности срезов устраняются шлифовкой на наждачном камне. Затем к двум противоположным узким граням прикрепляются все той же «эпоксидкой» картонные боковые щечки 40×70 мм.

К одной из щечек (рис.4а) приклеивается картонная колодка с пятью медными штырьками, к которым припаиваются выводы обмоток: la содержит 300, Iб — 100, а II — 18 витков. Обмотки выполняются проводом ПЭВ-1-0,47 виток к витку, каждый последующий слой отделяется от предыдущего бумажной прокладкой. Первой наматывается la, затем Iб, а уже поверх нее — II. Все это делается вручную и не требует применения каких-либо дополнительных приспособлений.

Трансформатор Т2 собран на ферритовом стержне марки 600НН диаметром 8 мм и длиной 25 мм. Первичная обмотка содержит 300 витков ПЭВ-1-0,25, вторичная — 28 витков того же провода.

Для нормальной работы цепей, в которые включены эти трансформаторы, должно соблюдаться фазирование, поэтому на принципиальной электрической схеме (см.рис.3) точками указаны начала обмоток.

Налаживание устройства несложное. Преобразователь напряжения, если он собран из исправных деталей и без ошибок в монтаже, работает безотказно после подачи на него напряжения питания. На конденсаторе 0,1 мкФ х 750 В, подключенном к выходу преобразователя напряжения (катод VD4 — анод VD5), должно быть напряжение не ниже 300 В. Что касается дальнейшей отладки схемы, то она сводится, по сути, к установке напряжения 290—300 В на накопителе С2 импульсного осветителя (см. рис.3), которое требуется при срабатывании (на выключение) преобразователя напряжения. Эта регулировка осуществляется подбором соответствующих номиналов у R7 и R8.

Первоначально вместо указанных двух резисторов надо установить один, но сопротивлением 1,6—1,8 МОм. К разъему XS1 подключить импульсный осветитель (рис. 2), а для контроля напряжения к контактам 1,4 подключить вольтметр на пределе 300—1000 В. А после подачи электропитания на устройство по вольтметру определить напряжение на накопителе С2 (см. рис. 3), при котором происходит выключение преобразователя. Если это напряжение окажется меньше 290—300 В, то, увеличивая сопротивление резистора, добиться, чтобы преобразователь выключался при 290—300 В.

Имея дело с оксидным конденсатором большой емкости, находящимся под напряжением около 300 В, необходимо соблюдать особую осторожность. Разряжая его, надо пользоваться специальной цепочкой, состоящей из двух заостренных металлических щупов в пластмассовых ручках, к которым подсоединяется (двумя проводами в хорошей изоляции) двухваттный резистор сопротивлением 3 кОм.

По окончании работы с фотовспышкой тумблером SA1, который монтируется на корпусе, отключается источник питания, а также разряжается конденсатор С3 (рис.2) и накопители С1, С2 (рис.3) через замкнутые контакты 1, 2 выключателя SA1 и резистор R1.

В устройстве могут быть применены: резисторы МЛТ; конденсаторы К50-6 (С1, рис.2), К40У-9, МБМ (С2, С3 рис.2, С1 рис.З); тумблер типа ТВ 2-1 (SA1). Транзисторы VT1—VT3 должны иметь коэффициент βст не ниже 50. А вот VT5 желательно использовать с коэффициентом βст=20—30.

Номиналы резисторов R7, R8 (рис.2) подобраны к транзистору VT5, имеющему коэффициент βст=20. Вместо транзистора П217Б не исключается применение ГТ703 (Б, Г), ГТ806. Вместо транзисторов КТ343А, Б (VT1 — VT3) можно использовать ГТ125Б. Указанный на схеме VS1 типа КУ201Г вполне заменим на КУ101, но при этом надо иметь в виду, что максимальный ток управляющего электрода у этого тринистора равен всего лишь 7,5 мА. После опытного определения тока включения надо произвести приблизительный расчет сопротивлений резисторов R7, R8, которые будут иметь уже другие значения.

Рис. 5. Печатная плата с указанием расположения на ней радиоэлементов.
Рис. 5. Печатная плата с указанием расположения на ней радиоэлементов.

Монтаж — дело субъективное. Один из возможных вариантов платы представлен на рисунке 5. Выбрав ее за основу, вовсе не обязательно повторять точное очертание печатных проводников, можно найти и другие решения.

На предлагаемой печатной плате тринисторы VS1 и VS2 устанавливаются в выпиленные на плате окна 22×22 мм, а затем закрепляются перемычками из медной проволоки диаметром 0,4 — 0,5 мм, которые припаиваются к электродам тринистора и соответствующим контактным площадкам на печатной плате. На анодные выводы тринисторов надо обязательно установить и закрепить гайками контактные анодные лепестки.

Рис. 6. Прижимная планка крепления трансформатора Т1.
Рис. 6. Прижимная планка крепления трансформатора Т1.

При применении тринистора КУ101 (VS1) окно на плате для его установки выпиливать не нужно. А вот для трансформатора Т1 прямоугольное отверстие 70×40 мм просто необходимо. По бокам такого окна требуется установить шпильки М3, которые фиксируются на плате при помощи двух встречных гаек. Для более жесткого закрепления трансформатора Т1 предусмотрены также две боковые планки (рис.6).

Рис. 7. Монтаж транзисторов VT1—VT3 и VT5 на плате.
Рис. 7. Монтаж транзисторов VT1—VT3 и VT5 на плате.

Трансформатор Т2 устанавливается в окно 27×15 мм и крепится к плате легкой пластмассовой скобой. Ну а для транзисторов VT1 — VT3, VT5 на плате просверливаются 8,5-мм отверстия. В них-то и вставляются корпуса полупроводниковых триодов, выводы же припаиваются к контактным площадкам (рис. 7).

В. СЫЧЕВ

Рекомендуем почитать

  • КОМПАКТНОСТЬ ИЛИ УНИВЕРСАЛЬНОСТЬ?КОМПАКТНОСТЬ ИЛИ УНИВЕРСАЛЬНОСТЬ?
    Идея создать небольшой, но мощно вооруженный корабль будоражила умы не одного поколения адмиралов и инженеров-судостроителей. И это вполне объяснимо: то, что маленький корабль дешевле...
  • «ПАРУСНАЯ ЛЫЖА»«ПАРУСНАЯ ЛЫЖА»
    В последние годы к многочисленным парусным видам спорта прибавился еще один: зимний виндсерфинг. Поначалу он отпочковался от классического серфинга как способ круглогодичных тренировок:...
Тут можете оценить работу автора: