Мощный стробоскоп. Светодиодный стробоскоп своими руками. Для устройства понадобятся

Владельцы карбюраторных автомобилей не понаслышке знакомы с трудностями процесса регулировки зажигания. Обычно это делается на слух, что не очень удобно. Используя стробоскоп, это процесс можно облегчить. Однако промышленные устройства достаточно дорогие, поэтому многие изготавливают стробоскоп для зажигания своими руками.

Недостатки промышленных моделей

Промышленные устройства зачастую имеют определенные недостатки, из-за которых полезность прибора весьма сомнительна.

Для начала, цена на них бывает вполне существенной. Например, современные цифровые модели обойдутся автолюбителю в 1000 р. Более функциональные модели стоят уже от 1700. Продвинутые стробоскопы стоят порядка 5500 р. Нужно ли говорить, что стробоскоп автомобильный (своими руками сделанный) обойдется автолюбителю в 100-200 рублей.

Часто в заводских устройствах производитель применяет особо дорогую газоразрядную лампу. Лампа имеет определенный ресурс, а через некоторое время ее придется заменить. А это само по себе равносильно приобретению нового заводского устройства.

Почему стоит делать стробоскоп своими руками?

Недостатки заводских и технологичных устройств подталкивают автолюбителя к самостоятельному изготовлению этого устройства. Кроме того, намного дешевле по стоимости оснастить это оборудование светодиодами вместо дорогой лампы. В качестве источника диодов или донора подойдет обыкновенная лазерная указка или фонарик.

Остальные детали также обойдутся в копейки. Особых инструментов при этом не понадобится. Бюджет процесса изготовления стробоскопа составит не более 100 рублей.

Как сделать стробоскоп своими руками?

Схем и вариантов для изготовления существует огромное количество. Однако в большинстве все проекты по созданию этого гаджета похожи. Давайте посмотрим, что понадобится для сборки.

Нам понадобится простой транзистор КТ315. Его без труда можно найти в старом советском приемнике. Обозначение может слегка отличаться, но это не беда. Тиристор КУ112А можно без проблем добыть из блока питания старинного телевизора. Там же можно найти резисторы небольших размеров. Так как мы делаем светодиодный стробоскоп своими руками, то, естественно, понадобится светодиодный фонарь. Для этого лучше приобрести самый дешевый, из Китая. Кроме этого, нужно запастись конденсатором до 16 В любым низкочастотным диодом, маленьким реле на 12 А, проводами, крокодилами, экранированным проводом 0,5 м длиной, а также небольшим куском медного провода.

Собираем прибор

Схема небольшая, а разместить ее можно прямо в том самом китайском фонаре. Так, через отверстие в фонарике сзади желательно пропустить провода для питания устройства. На концах проводов лучше запаять крокодилы. В боковой стенке нужно проделать отверстие, если его уже не сделали китайцы. Через это отверстие будет проложен экранированный провод. На обратном конце необходимо заизолировать оплетку и припаять тот самый кусок медной проволоки к основной жиле провода. Это будет датчик.

Схема устройства и принцип работы

После подачи тока через провода питания конденсатор очень быстро зарядится через резистор. Когда будет достигнут определенный порог заряда, через резистор напряжение будет поступать на открывающийся контакт транзистора. Здесь сработает реле. Когда реле замкнется, оно создаст цепь из тиристора, светодиода и конденсатора. Затем через делитель импульс попадет на управляющий вывод тиристора. Далее тиристор откроется, а конденсатор разрядится на светодиоды. В результате стробоскоп, своими руками изготовленный, ярко вспыхнет.

Через резистор и тиристор базовыевывод транзистора соединяется с общим проводом. Из-за этого транзистор закроется, а реле отключится. Время свечения светодиодов увеличивается, так как контакт разрывается не сразу. Но контакт разорвется, а тиристор будет обесточен. Схема вернется в базовое положение, пока не поступит новый импульс.

Изменяя емкости конденсатора, можно менять время свечения. Если выбрать конденсатор большей емкости, то светодиодный стробоскоп, своими руками изготовленный, будет ярче и дольше светиться.

Прибор на микросхеме

Основной деталью этой несложной схемы является микросхема типа DD1. Это так называемый одновибратор 155АГ1. В этой схеме он запускается лишь от отрицательных импульсов. Управляющий сигнал поступит на транзистор КТ315, а он сформирует эти отрицательные импульсы. Резисторы 150 К ОМ, 1 К ОМ, 10 К ОМ, а также стабилитрон КС139 работают в качестве ограничителей амплитуды входящего сигнала с зажигания авто.

Конденсатор 0,1 мФ вместе с сопротивлением в 20 КОм зададут нужную длительность импульсов, которые будут сформированы микросхемой. При такой емкости конденсатора длительность импульсов будет примерно до 2 мс.

Затем с 6-й ножки микросхемы импульсы, которые к этому моменту будут синхронизированы с зажиганием машины, попадут на базовый вывод транзистора КТ 829. Он здесь в качестве ключа. Результат - это импульсный ток через светодиоды.

Как запитывается этот стробоскоп для авто? Своими руками нам необходимо провести пару проводов к клеммам автомобильного аккумулятора. Нужно обязательно следить за уровнем заряда АКБ.

Если вы верно соберете эту простую схему, то сразу же сможете увидеть, как работает устройство. Если вдруг яркости недостаточно, то это регулируется подбором соответствующего сопротивления.

В качестве корпуса для устройства можно использовать старый или китайский фонарик.

Еще одна схема стробоскопа

Данный стробоскоп на светодиодах, своими руками изготовленный по такому принципу, также можно запитать от автомобильного аккумулятора. Диоды позволят создать защиту от неправильной полярности. В качестве крепежа здесь применяется обычный крокодил. Его нужно прицепить на высоковольтный контакт первой свечи на моторе. Далее импульс пройдет через резисторы и конденсатор и придет на вход триггера. К тому моменту этот вход уже будет включен одновибратором.

До импульса одновибратор находится в обычном режиме. Прямой выход триггера имеет низкий уровень. Инверсный вход, соответственно - высокий. Конденсатор, присоединенный плюсом к инверсному выходу, зарядится через резистор.

Высокоуровневый импульс запускает одновибратор, что переключает триггер и служит для заряда конденсатора через резистор. Через 15 мс конденсатор полностью зарядится, а триггер переключится в обычный режим.

В итоге одновибратор отреагирует на это синхронной последовательностью прямоугольных импульсов длительностью примерно 15 мс. Длительность можно регулировать при помощи замены резистора и конденсатора.

Импульсы второй микросхемы составляют до 1,5 мс. На этот период открываются транзисторы, которые представляют собой электронный коммутатор. Затем через светодиоды протекает ток. По этому принципу работает стробоскоп для авто (своими руками изготовленный он был или нет, не имеет значения - оба устройства светят одинаково).

Ток, проходящий через светодиоды, гораздо больший, чем паспортный. Но, так как вспышки недолгие, то светодиоды не выйдут из строя. Яркости будет достаточно, чтобы использовать этот полезный прибор даже в дневное время.

Этот стробоскоп своими руками можно собрать в корпусе от все того же многострадального карманного фонарика.

Как работать с прибором?

Собрав по одной из приведенных схем устройство, можно просто и легко, а главное, точно настраивать зажигание на карбюраторных двигателях, проверять правильность работы свечей и катушек, контролировать работу регуляторов угла опережения.

Чтобы максимально правильно выставить зажигание, обычно исходят из того, что смесь зажигается за пару градусов до того, когда поршень придет в самую верхнюю точку. Этот угол называется "угол опережения". Когда обороты коленчатого вала растут, угол тоже должен увеличиваться. Так, этот угол выставляют на холостых оборотах, а затем необходимо проконтролировать правильность настройки на всех режимах работы агрегата.

Выставляем зажигание

Запускаем и прогреваем двигатель. Теперь запитываем наш стробоскоп на светодиодах и подключаем датчик. Сейчас нужно направить прибор на метку на корпусе ГРМ и отыскать метку на маховике. Если момент нарушен, то метки будут достаточно далеко друг от друга. Методом вращения корпуса ГРМ добейтесь совпадения меток. Когда вы нашли это положение, зафиксируйте трамблер.

Затем пора поднять обороты. Метки разойдутся, однако это вполне нормальная ситуация. Вот так проводится настройка зажигания с использованием стробоскопа.

Итак, мы выяснили, как изготавливается стробоскоп на светодиодах своими руками.

Наверняка многие из нас хотели бы иметь дома стробоскоп, чтобы украсить небольшую вечеринку и придать ей немного драйва. Как правило их делают на импульсных лампах, но к сожалению они довольно дорогие и имеют маленький ресурс.

Я решил заменить лампы на светодиоды, и с уверенностью скажу, что такой стробоскоп своими руками для дискотеки сможет изготовить даже начинающий радиолюбитель.

Сам стробоскоп собирается на 2-х печатных платах, на одной из них расположены светодиоды, а на второй - блок управления. Главной деталью в блоке управления является микросхема-таймер LM555.

Именно она генерирует импульсы, частота которых определяет то, как быстро будет мерцать стробоскоп, и регулируется переменным резистором. Я использовал 60 светодиодов, но можно использовать любое количество кратное трем (3, 6, 9 …).

В качестве блока питания подойдет любой источник от 6-ти до 12-ти вольт. У меня он работает от одной батарейки «Крона», но при желании можно подключить его к блоку питания 12 Вольт (для этого предусмотрен дополнительный разъем). В этом случае стробоскоп светит намного ярче.

Вот список радиодеталей, которые понадобятся при изготовлении стробоскопа:

• Сверхъяркие светодиоды (белые, 5 мм) - 60 шт;
• Микросхема-таймер 555;
• Полевик IRFZ44N;
• Переменный резистор 1 мОм;
• Резистор 5,6 Ом (2 Вт);
• Резистор 56 Ом;
• Резистор 10 кОм;
• Резистор 100 кОм;
• Конденсатор 1 мкФ x 50 В;
• Конденсатор 1000 мкФ x 16 В;
• Диод 1N4148;

Корпусные детали и прочая мелочевка:

• Пластиковый корпус 90×60×25 мм;
• Оргстекло 90×60 мм;
• Текстолит;
• Стойки М4×22 мм (мама-мама) - 4 шт;
• Стойки М4×10 мм (мама-папа) - 4 шт;
• Винты для стоек М3×8 мм;
• Батарейка «Крона» + ответный разъем для нее;
• Разъем питания (штыревой);
• Переключатель движковый (2 положения);

Схема и печатная плата были нарисованы в программе Eagle . Управляющая плата получилась небольшой, при желании её можно сделать еще меньше, используя SMD компоненты. Размеры платы со светодиодами - 87 на 57 мм.

(PDF, 62 Кб);
(PDF, 13 Кб);
(PDF, 48 Кб);
(PDF, 10 Кб);
(PDF, 47 Кб).

К сожалению я не делал фотографии в процессе пайки, но надеюсь что это не будет вам помехой. Вот несколько фотографий, на которых видно уже запаянные платы для стробоскопа.

После изготовления печатных плат и напайки на них радиоэлементов можно приступать к корпусированию.

Внутри корпуса пришлось срезать несколько пластиковых стоек, которые мешали.

Чтобы защитить светодиоды я использовал оргстекло, установив его на стойки (между оргстеклом и корпусом стробоскопа - 10 мм).

Теперь остается только вставить все разъемы, закрутить болты и стробоскоп своими руками для дискотеки готов!

Вот видео работы стробоскопа:

Примечание: Если вы захотите сделать цветной стробоскоп, можете использовать RGB светодиоды (что довольно дорого), либо вырезать различные светофильтры из цветного оргстекла.

Данный стробоскоп на светодиодах позволяет получить очень яркие вспышки видимые даже в дневное время со значительного расстояния, благодаря применению 3 мощных светодиодов на 1 Вт или одного на 3Вт.

Схема стробоскопа предоставляет возможность выбора режима работы путем переключения четырех перемычек. Более подробно как производится выбор того или иного режима, а также изменения временных интервалов в прошивке микроконтроллера PIC12F629, можно прочитать в предыдущей статье о .

Cтробоскоп на мощных светодиодах. Описание работы

Принцип работы обеих схем идентичен, стой лишь разницей, что в данном варианте применен мощный светодиод, и как следствие этого, более мощный транзисторный ключ. Поскольку мощный светодиод управляется очень короткими импульсами и относительно большими интервалами между ними, поэтому ни светодиод, ни транзистор не нуждаются в радиаторе для отведения тепла.

Светодиоды высокой мощности нужно управлять . В данном случае в качестве применен простой линейный ограничитель тока возле транзисторов VT1 и VT2. Резисторы R6 и R7 являются ограничителями тока. В случае, если в схеме стробоскопа применяется LED с током 700 мА, то на место резистора R6 необходимо установить перемычку, а резистор R7 должен быть мощностью 0,5 Вт. Для LED с током 350 мА необходимо установить оба резистора (R6, R7 по 0,25 Вт каждый).

Так же в схеме стробоскопа предусмотрена возможность остановки его работы путем подачи низкого уровня на вход 2 микроконтроллера PIC12F629.

Во многих схемах стробоскопов для определения точного момента зажигания используют лампы ИФК и довольно сложные схемы их "обвески". Мною предложена относительно несложная схема стробоскопа, которая легка в наладке и не имеет дефицитных деталей (см. рисунок).

R1C1R2VD1VD2 - звено, согласующее высоковольтный сигнал со входа устройства на вход микросхемы DA1, которая является таймером 1006ВИ1 , включенным по схеме одновибратора. На каждый входной импульс на выходе 3 появляется импульс, время существования которого определяется звеном R3C2. Резистором R3 регулируют длительность выходного импульса. На транзисторе VT1 собран усилитель.

На элементе DA1 собран одновибратор, т.е. ждущий мультивибратор, который ожидает входные импульсы с высоковольтного провода первого цилиндра. Датчик этих импульсов представляет собой обычную прищепку, на одной из сторон которой намотан провод диаметром 0,1 ...0,3 мм.

Количество витков 30-50, эта обмотка надежно закреплена клеем "Момент" или "Супер цемент", "Глобус" и т.д. Поверхность обмотки защищают обычной изолентой таким образом, чтобы прищепка надежно закрывалась или открывалась. К одному концу этой обмотки припаивают провод, лучше экранированный. Экран провода подключают к "земле" в основной схеме. Элементы R1 C1 R2 R3 согласовывают сигнал от датчика с входом микросхемы. Длительность выходного импульса регулируют звеном R3C2. Транзистор VT1 включает и выключает непосредственно светодиоды HL1-HL9. Свечение светодиодов должно быть ярко-белым. Светодиоды не имеют определенной марки.

Длительность выходного импульса должна быть в пределах 0,5...0,8 мс. Если больше, то светодиоды долго не выдерживают, и пометки на маховике или на шкиве коленвала будут "размыты". При регулировке обороты двигателя нужно держать в пределах 850... 1700 мин -1 . Обороты перед регулированием лучше пометить светоотражающей краской.

Детали желательно использовать как можно меньших типоразмеров, от этого зависят размеры платы. Конденсатор С1 слюдяной или К73-11, К73-17 с рабочим напряжением не меньше 500 В. Светодиоды нужно предварительно проверить на функционирование. Их установка на плате должна быть сконцентрирована в одном месте с целью максимального потока излучения. Размеры печатной платы зависят от конкретного устройства, в корпус которого исполнитель хочет "пристроить" стробоскоп. Я расположил стробоскоп в корпусе плоского электрического фонарика. Кроме проводо датчика, о котором было сказано выше, нужно ввести провода +12 В и "масса".

Собранный прибор нужно проверить, чтобы не вывести из строя светодиоды, которые являются самыми дорогими элементами на плате! Вместо них следует включить последовательно соединенные любой светодиод и резистор 1,5 кОм. Подключить провода, провод датчика пристроить на высоковольтный провод первого цилиндра.

Провода не должны касаться движущихся частей двигателя! Заведите двигатель и наблюдайте свечение светодиода. Осциллографом проконтролируйте длительность импульса на выводе 3 DA1, если она лежит в пределах 0,5...0,8 мс, то схема работает, и можно смело подключать светодиоды. Подключение осуществляйте только при заглушенном двигателе!

Отключите шланг "вакуума" от распределителя зажигания. Сделайте все необходимые подключения. Заведите двигатель, направьте луч стробоскопа на шкив коленвала или маховик. Наблюдайте пометки на соответствующих местах согласно техническому описанию конкретного автомобиля. Если пометки стоят на своих местах, то момент за-жигания установлен правильно. Если нет, то потребуется регулировка. Увеличьте обороты двигателя, наблюдайте перемещение пометок. Это констатирует, что центробежный регулятор момента зажигания работает. Осторожно подключите "вакуум", наблюдайте за перемещением положения пометок. Если есть изменение, то вакуумный регулятор распределителя работает.

Э.Л. Вьюга, г. Черкассы

Процесс регулировки начального момента зажигания в значительной мере упрощается при использовании специальных устройств. В основе их работы лежит стробоскопический эффект. Смысл этого физического явления заключается в следующем: если осветить движущийся объект короткой световой вспышкой, то возникнет визуальная иллюзия, что он остался в том же положении, в котором его застала эта вспышка.

Сделать своими руками стробоскоп на светодиодах очень просто. Есть схемы простых устройств, повторить которые сможет даже малоопытный радиолюбитель.

Светодиодный стробоскоп на таймере NE555

Главным компонентом в данной схеме стробоскопа является интегральный таймер NE 555. Это распространенная микросхема часто используемая в электронных самоделках.

В качестве светового излучателя применена готовая сборка из шести светодиодов от китайского фонарика.

Схема стробоскопа на таймере NE555

Потенциометром Р1 задается время пауз между импульсами, которые подаются на VT1. Открываясь в момент подачи сигнала, полевой транзистор «зажигает» стробоскоп.

Следует учитывать, что в момент вспышки, ток, проходящий через излучатель, превышает два ампера. Это обстоятельство заставляет использовать ограничительный резистор с мощностью рассеивания не менее 2Вт. Поводов для беспокойства относительно выхода из строя светодиодов нет. Сверхкраткое время работы в подобных режимах не причинит урон полупроводникам.

Вместо транзистора, указанного на схеме, можно применять его ближайшие аналоги: IRFZ44, IRF3205, КП812Б1 и другие.

Требования к диоду VD1 – высокое быстродействие. 1N4148 с успехом заменяется отечественным вариантом КД522. Также хорошо подойдут любые диоды Шоттке.

Емкость конденсаторов можно увеличивать на один порядок. Это никак не отразится на работоспособности схемы.

Вот так выглядит собранный прибор, с тремя сверхмощными светодиодами.

Небольшое количество деталей позволяет выполнить стробоскоп из светодиодов навесным методом или при помощи специальных монтажных панелек. Если в процессе пайки не будет допущено ошибок, схема заработает сразу, без дополнительной наладки.

Другая вариация сбора своими руками автомобильного стробоскопа на светодиодах построена на базе драйвера ШИМ TL494. Стоимость микросхемы лежит в пределах 10 – 20 рублей за штуку, поэтому дефицитной ее не назовешь. Кроме этого, извлечь требуемый компонент можно из старого блока питания ATX от персонального компьютера.

Как и в предыдущем случае, излучателем управляет MOSFET-транзистор. Здесь он может быть любого типа, отвечающего двум требованиям:

• Номинальный ток – от 2А;
• внутренняя структура – N-типа.

Примеры подходящих полевиков: AP15N03GH или IRLZ44NS.

Подстроечным резистором VR1 устанавливается скважность работы (длительность вспышек), а VR2 – их частота. Удобнее применять потенциометры с линейной зависимостью, так процесс настройки выполнять гораздо проще.

Источником света на данной схеме стробоскопа выступает один мощный светодиод. Чтобы подключить 12 вольтную светодиодную ленту, резистор R6 необходимо удалить, установив вместо него перемычку.

Остальные элементы схемы светодиодного стробоскопа могут быть любыми с указанными номиналами.

Печатная плата устройства

Минимизировать размер конструкции можно с помощью SMD-компонентов. Некоторые начинающие радиолюбители стараются избегать их применения, считая, что монтаж мелких деталей слишком трудозатратен. И напрасно! Немного практики поможет без труда справиться с этой задачей. Зато результат станет отличной наградой за проявленное терпение.

Образец реализации печатной платы светодиодного стробоскопа показан на рисунке.

Образец печатной платы для стробоскопа

Здесь применен двухсторонний метод разводки. Сверху устанавливаются крупные радиоэлементы: микросхема, клеммники и электролитические конденсаторы, снизу резисторы и конденсаторы типоразмера 1206, светодиоды типоразмера 0805, MOSFET-транзистор в корпусе DPAK. Регулирующие резисторы заменены на подстроечные. Это было сделано для уменьшения конструкции.

Внешний вид платы готового устройства с обоих ракурсов представлен ниже. Для переноса на фольгированный текстолит рисунка с дорожками, применялся метод ЛУТ. Травление производилось в водном растворе хлорного железа.

При желании своими руками повторить схему стробоскопа на светодиодах, можно воспользоваться проектом для трассировщика Sprint Layot, изменив его при необходимости по собственным потребностям. .

Рассмотрение в статье схемы стробоскопов отличаются простотой и низкой стоимостью электронных компонентов. Общая стоимость материалов обойдется в десятки раз меньше, если приобретать готовый стробоскоп на светодиодах. Кроме того, пользоваться самодельным прибором намного приятнее, а полученный в процессе работы опыт незаменим и бесценен.