Ich experimentiere mit Schaltungen, um meinen Kameraverschluss und Kamerablitz auszulösen. Mein Plan ist es, einen 2-Stufen-Auslöser für Hochgeschwindigkeitsfotografie zu bauen, der die Kamera einen Sekundenbruchteil vor einem Ereignis wie dem Platzen eines Ballons auslöst, und dann einen zweiten Auslöser für den Blitz, der Ton, Vibration verwendet und ein "elektrisches Auge" bricht. Lichtstrahl usw.
Sowohl Kameras als auch Blitze verwenden einen 2-Draht-Trigger, der eine Gleichspannung anlegt. Wenn die 2 Drähte fast kurzgeschlossen sind, löst dies den Blitz zum Auslösen / die Kamera zum Aufnehmen eines Bildes aus.
Verschiedene Kameras und Blitze verwenden sehr unterschiedliche Auslösespannungen. Ältere Blitze verwenden manchmal Auslösespannungen von bis zu 300 Volt, obwohl dies bei modernen Blitzen ungewöhnlich ist. Es sieht so aus, als ob der Fototransistor für maximal 250 VDC ausgelegt ist, also würde er wahrscheinlich mit einem Blitz zerstört werden, dessen Auslösespannung diesen Pegel überschreitet, aber das ist in Ordnung. Es ist besser, den Optokoppler zu opfern, als meinen Controller oder meine Kamera auszubrennen.
Bisher verwende ich analoge Elektronik für meine Triggerschaltungen, aber ich plane, CMOS-Logikschaltungen (mit 5 VDs betrieben) zu verwenden, die um einen Mikrocontroller herum aufgebaut sind. Der Mikrocontroller ermöglicht es mir, Dinge wie variable Verzögerung hinzuzufügen, das gesamte Setup zu aktivieren / deaktivieren, die Triggerung zu sequenzieren, die LED-Raumbeleuchtung kurz vor dem Öffnen des Verschlusses zu löschen usw. usw.
Die Schaltungen, die ich bisher gebaut habe, verwenden einen stromsparenden PNP-Schalttransistor wie einen C1740, um den Blitz oder die Kamera endgültig auszulösen. (Ich verbinde den Blitz-/Kameraauslöser einfach direkt mit dem Kollektor und Emitter des PNP-Transistors.) Das funktioniert gut, aber ich wollte sowohl meine Auslöseschaltung als auch meine Kameras/Blitze schützen. Ich habe eine 5-6-Volt-Versorgung für meine analogen Testschaltungen verwendet, in der Erwartung, geregelte 5-Volt-Versorgungen für meine digitalen Schaltungen zu verwenden.
Ich verwende Nikon-Kameras und -Blitze, die eine sehr niedrige Spannungsauslösung verwenden (Laut meinem Messgerät gibt mein Hotshoe-Blitz etwa 3,6 Volt aus. Ich habe die Auslösespannung von der Kamera nicht gemessen, aber ich denke, sie ist auch <= 5VDC.)
Ich habe einige PS2501A-1-A-Optokoppler gekauft und habe Probleme, das Datenblatt zu verstehen. Hier ist ein Link:
Datenblatt für PS2501A-1-A Optokoppler
Ist die im Datenblatt genannte "Diode" die LED auf der Triggerseite des Optokopplers?
Was ist der Mindeststrom, der bei 5 VDC benötigt wird, um den Optotransistor "weit offen" auszulösen? Aus dem Datenblatt sieht es für mich so aus, als ob die LED 30 mA benötigt, aber 0,5 A Durchlassstrom verträgt. Ist das richtig?
Wenn ich die LED mit 30 mA und 5 Volt ansteuere, kann ich dann 250 V durch den Fototransistor schieben? (Ich weiß nicht, wie viel Durchlassstrom einer der älteren Blitze mit hoher Auslösespannung zum Auslösen benötigt. Ich verstehe jedoch, dass es sich um eine transiente Spannung handelt. Ich glaube, dass der Blitz bei diesen älteren Blitzen seine Blitzröhrenspannung durch die speist Triggerleitung zu einem Aufwärtstransformator, der ungefähr 10 kV erzeugt, der das Xenongas in der Blitzröhre ionisiert und den Blitz auslöst. In diesem Fall wäre der Strom für einen winzigen Bruchteil einer Sekunde ziemlich hoch.)
Wenn meine Triggerschaltung diese alten Blitze nicht auslösen kann, wäre das in Ordnung, wenn auch nicht ideal. Zumindest würde der Optokoppler eine Beschädigung der anderen Komponenten im System verhindern.
Ja, die "Diode" ist die LED.
„Weit offen“ gibt es nicht – der Strom an der LED spiegelt sich (in Grenzen) am Transistor durch das Verhältnis „CTR“ = Current Transfer Ratio wider.
Wenn Sie 5 mA durch die LED leiten, erhalten Sie irgendwo zwischen 2,5 mA und 20 mA durch den Transistor (bis er gesättigt ist) - das bedeuten die minimalen / maximalen CTR-Werte von 50% bis 400% bei If = 5mA und Vce = 5V. Vce = 5 V bedeutet, dass es weit von der Sättigung entfernt ist. Wenn Sie also einen Widerstand in Reihe verwenden, der den Strom auf (sagen wir) 1 mA begrenzt (z. B. 5 K bei einer 5-V-Versorgung), wird er mit 5 mA in die LED gesättigt. Beachten Sie, dass der Hersteller einige von ihnen eingestuft und in verschiedenen "Bins" markiert hat, da sie über einen Bereich von 8: 1 variieren.
N : 50 bis 400 (%)
H : 80 bis 160 (%)
B: 130 bis 260 (%)
F: 100 bis 200 (%)
L: 200 bis 400 (%)
Natürlich ist die N-Version tendenziell die billigste, da die CTR über den größten Bereich variieren kann und die Einheiten mit der schlechtesten Leistung enthält (50-80 % CTR).
Der Transistor im NEC-Teil ist auf 70 V ausgelegt und Sie sollten nicht mehr als das über den Emitter-Kollektor legen. Es gibt Lösungen mit höherer Nennspannung. Beispielsweise ist der Sharp PC851XNNIP0F für 350 V ausgelegt.
Sie sollten sicherstellen, dass Sie genügend CTR haben - es verschlechtert sich mit der Temperatur und mit der Zeit (wenn die interne LED verblasst). Wenn Sie extrem hohe Ströme (wie 30 mA) durch die LED leiten, wird die Verschlechterung beschleunigt.
Ein vorgeschlagenes Modell für die Alterung von Optokopplern ist die Lebensdauer
Wobei k Boltzmans Konstante 8,62 ist
Tj ist die Sperrschichttemperatur
E ist die Aktivierungsenergie von etwa 0,15 eV
Wenn Sie also den Strom erhöhen, erhalten Sie nicht nur eine Abnahme aufgrund des Stroms selbst, sondern eine exponentielle Abnahme aufgrund der Selbsterwärmung. Wenn ich einige plausible Zahlen in diese Gleichung einsetze, erhalte ich eine Reduzierung der Lebensdauer um mehr als 1000:1 bei 20 mA gegenüber 5 mA bei gleicher Umgebungstemperatur.
Beachten Sie, dass die Lebensdauer kaum beeinträchtigt wird, wenn ein relativ hoher Strom nur bei sehr kurzer Einschaltdauer auftritt (möglicherweise passend für Ihre Anwendung). Es sind der über die Zeit integrierte Strom und die Temperatur, die die Verschlechterung verursachen.
Das Fazit ist, dass Sie den Strom so niedrig wie möglich halten möchten, damit das Ding funktioniert (und da der Betrieb bei 5 mA garantiert ist, ist dies kein schlechter Ausgangspunkt). Sie sollten auch sicherstellen, dass es bei (sagen wir) 3 mA funktioniert, damit es auch dann noch funktioniert, wenn es ein wenig altert. In einigen Fällen müssen Sie möglicherweise teurere Optos mit höherer CTR als die billigsten kaufen, wenn Sie eine lange Lebensdauer benötigen. Anekdotisch gibt es signifikante Unterschiede zwischen den Produkten verschiedener Hersteller. Ich persönlich tendiere dazu, bei den bekanntesten japanischen Herstellern zu bleiben.
Duncan C
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Spehro Pefhany
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