Mini Stroboskop DC 3-12 Volt

Stroboskop tidak selalu harus menggunakan tenaga dari jala-jala listrik (220VAC) tetapi dapat pula dibuat dari sebuah aki 12V atau dua buah baterai 3 volt. Penggunaan sumber tegangan rendah DC ini merupakan kendala untuk pembuatan troboskop karena memerlukan konverter tegangan yang berfungsi untuk menaikkan tegangan 12VDC atau 3VDC menjadi tegangan 400 VDC sampai 600VDC.

Jika anda mempunyai barang-barang elektronika yang rusak janganlah segera dibuang, mungkin suatu saat komponennya masih dapat digunakan kembali (yang tidak rusak) untuk aplikasi yang lain. Pada kesempatan kali ini diuraikan tentang pembuatan stroboskop yang menggunakan lampu blitz yang sudah tidak terpakai lagi. Dari lampu blitz ini akan didapatkan lampu xenon yang mempunyai kecerahan yang sangat tinggi dan sebuah kapasitor bank yang rating tegangannya sangat tinggi, paling tidak 400VDC.

Blok Diagram Mini Stroboskop
Stroboskop ini merupakan stroboskop yang sangat sederhana dan menggunakan sumber catu daya DC tegangan rendah. Pembuatannya tidak memerlukan banyak komponen, selain itu dapat memanfaatkan komponen lampu xenon blitz yang tidak terpakai lagi.

Di dalam stroboskop ini terdapat 4 bagian utama yang sangat menentukan kerja dari stroboskop itu sendiri. Bagian yang pertama adalah bagian konverter tegangan, saklar pengatur, rangkaian trigger dan lampu xenon itu sendiri.

Blok Diagram Mini Stroboskop

Konverter Tegangan Stroboskop

Alat ini relatif lebih kompak daripada stroboskop yang dijual dipasaran. Hal ini disebabkan karena stroboskop ini menggunakan sumber tegangan baterai yang dapat dibawa kemana-mana.

Sumber tenaga yang menggunakan baterai 12 tersebut menyebabkan pada stroboskop ini perlu dibuatkan rangkaian khusus yang berungsi untuk menaikkan tegangan 12 VDC menjadi tegangan 400VDC.

Rangkaian ini dibangun dari 2 buah transistor dan satu buah transformator step up. Transistor Q1 dan Q2 ini berfungsi untuk menghasilkan suatu tegangan osilasi diinput transformator. Sinyal osilasi ini akan menyebabkan induksi tegangan di lilitan sekunder yang besarnya sekitar 600VAC. Tegangan ini harus disearahkan. Penyearahan tegangan ini cukup menggunakan sebuah dioda bridge. Diode bridge ini dibangun dari 4 buah diode yang harus mempunyai karakteristik reverse blocking voltage harus lebih dari 600VAC. Untuk itu perlu dipilih diode 1N4007 yang mampu menahan tegangan sampai 1000VAC.

Rangkaian Konverter Tegangan

Rangkaian pada gambar diatas dapat pula digunakan pada aplikasi lain yang membutuhkan tegangan tinggi seperti untuk raket nyamuk dengan menambahkan kapasitor dan sebuah resistor 1M yang dipasang parale pada kapasitor tersebut. Sekali lagi kapasitor yang digunakan harus mempunyai rating tegangan yang cukup tinggi yaitu sekitar 400V sampai 600V dengan kapasitas 470nF.   Pemilihan kapasitor yang lebih besar lebih baik karena semakin besar nilai kapasitornya maka semakin besar pula muatan yang disimpannya sehingga tenaga yang dapat diberika lebih besar.

Rangkaian Konverter Tegangan Dengan 1 Transistor

Rangkaian pada gambar konverter tegangandiatas mempunyai fungsi yang sama yaitu sebagai konverter tegangan dari tegangan DC rendah menjadi tegangan DC tinggi. Perbedaannya adalah pada rangkaian gambar konverter pertama menggunakan 2 buah transistor untuk menaikkan tegangannya tetapi pada gambar konverter kedua hanya menggunakan satu buah transistor saja.

Selain itu transformator yang digunakan pada rangkaian gambar konverter 1 transistor tidak mudah dicari dipasaran. Transformator ini harus membuat sendiri dengan mencari inti yang sesuai.   Alternatif lain adalah menggunakan transformator yang digunakan pada rangkaian lampu kilat untuk kamera saku yang sudah tidak dipakai lagi.

Saklar Pengatur Stroboskop

Saklar ini berfungsi untuk mengatur kapasitor mana yang digunakan dalam stroboskop.   Pada stroboskop ini didisain agar kecerahan lampu xenon bisa diatur dalam 3 posisi. Tetapi tidak menutup kemungkinan untuk ditambah atau bahkan ditiadakan pengaturan ini.

Saklar Pengatur Daya Stroboskop

Semakin besar kapasitor yang digunakan untuk menyimpan energi listrik maka daya yang dapat diberikan pada lampu xenon akan semakin besar dan hal ini akan mengakibatkan kecerahan lampu xenon akan semakin cerah. Kapasitor-kapsitor tersebut sudah penuh terisi jika tegangan di kapasitor tersebut sudah mencapai 350V. Jika kapasitor belum penuh terisi maka lampu xenon (blitz) tidak akan terang.

Rangkaian Trigger Stroboskop

Rangkaian Trigger Stroboskop

Rangkaian ini terdiri dari dua bagian utama yaitu bagian trigger itu sendiri dan bagian kontrol trigger. Kontrol trigger menggunakan komponen triac yang paling tidak harus mempunyai rating 1A 600V agar dapat bekerja dengan baik dan tahan lama.

Pada gambar diatas, triac ditrigger dari sumber trigger external yang diisolasi dengan sebuah trafo isolasi. Trafo isolasi ini harus baik karena jika terjadi kebocoran tegangan listrik maka dapat menyebabkan kerusakan pada rangkaian trigger external atau bahkan dapat menyebabkan sengatan listrik pada rangkaian trigger external.

Pentrigger triac harus mempunyai level tegangan yang cukup yaitu sekitar 10V. Ketika terdapat tegangan trigger pada GATE triac maka triac akan konduksi (ON) dan menyebabkan sebuah pulsa untuk memanaskan tabung lampu xenon. Akibat pemanasan ini maka impedansi tabung lampu xenon akan turun.   Kondisi ini akan mengakibatkan lompatan listrik diantara elektroda-elektroda lampu xenon tersebut.

Karakteristik lampu xenon hampir sama dengan lampu neon biasa namun lampu xenon mempunyai kilatan cahaya yang sangat terang jika dibandingkan dengan lampu neon.   Pada saat tabung lampu xenon tidak dipanasi (tidak mendapat trigger) maka impedansi lampu xenon ini sangat tinggi sehingga tidak terjadi lompatan listrik diantara elektroda-elektroda tersebut.

Rangkaian Trigger Internal Stroboskop

Rangkaian Trigger Internal Stroboskop

Tegangan tinggi yang dihasilkan oleh rangkaian step-up dan penyearah akan mengisi kapasitor bank hingga penuh . Kondisi ini akan menyebabkan perubahan tegangan di pin 6 transformator pulsa yang didapatkan dari pembagian tegangan antara R9 dan R8. Ketika tegangan C4 sampai pada level tegangan 70V maka lampu neon akan konduksi (karakteristik lampu neon kecil- DS1). Kondisi ini akan menyebabkan trigger pada triac.

Ketika triac dalam kondisi ON (setelah mendapat trigger) maka C4 akan membuang muatan melalui triac dan menghasilkan pulsa trigger pendek yang level tegangan puncaknya tinggi sekitar 2000 volt. Tegangan yang sedemikian tinggi akan menyebabkan pemanasan mendadak pada tabung lempu xenon dan seketika itu pula impedansi lampu xenon turun dan terjadi lompatan listrik diantara kedua elektroda lampu xenon tersebut.

Pada saat impedansi lampu xenon turun maka kapasitor bank akan ‘discharge’ melalui lampu xenon tersebut sehingga menghasil kilatan cahaya yang sangat terang.   Ketika muatan dalam kapasitor tersebut kosong maka impedansi lampu xenon akan naik kembali dan kapasitor bank akan diisi kembali. Kondisi ini akan terjadi berulang-ulang setiap tegangan di C4 sudah mencapai tegangan sekita 70V.

Rangkaian Stroboskop Dengan Pengaturan Daya Dan External Trigger

Rangkaian Stroboskop Dengan Pengaturan Daya Dan External Trigger

Triac yang digunakan adalah triac dengan tipe MAC216-4 dan transistor Q1 dan Q2 dapat diganti dengan transistor yang mempunyai daya lebih besar seperti 2N5983 atau TIP41.

Rangkaian Stroboskop Dengan Internal Trigger

Rangkaian Stroboskop Dengan Internal Trigger

Lampu neon kecil yang digunakan disini (DS1) merupakan lampu neon kecil dengan tegangan 60V sehingga pada tegangan ±70V akan konduksi. Jika tidak ada lampu neon kecil dengan spesifikasi di atas maka carilah neon kecil yang mempunyai tegangan di atas 70 volt tetapi kurang dari tegangan 200V. Untuk transformator stepup (trafo switcher) dan transformator pulsa (trafo trigger) dapat didapatkan pada kamera saku yang sudah usang dan tidak dipakai lagi untuk membuat Mini Stroboskop DC 3-12 Volt ini.

Time Delay Circuit

In the design of analog circuits, there are times when you would need to delay a pulse that came into a circuit before being used for the next process. This time delay circuit uses a 555 timer to delay a pulse that comes in to a maximum time of 75 seconds. The timing of the delay can also be changed by changing the resistor value of VR1 and the capacitor value of E based on the time delay formula of t=0.69RC.

In order for the output to go high, the reset pin of 555 timer (pin 4) must be high and the TRIGGER pin (pin 2) voltage level must be below a third of the level of the power supply to the IC. When there is no pulse being applied to the input, transistor Q1 will turn ON and capacitor E is charged.

IC 555 Time Delay Relay Circuit

Once a pulse is applied to the input, transistor Q1 will turn OFF and pin 4 reset pin is held to high. This caused the capacitor E1 to be discharged through VR1 resistor. The time delay will depend on the discharged of capacitor E to a third of the supply before the output of 555 goes high. Experiment with different values of VR1 and E to get different time delay.

If the maximum value of potentiometer is set to 5M ohm, the time delay of the pulse will be 75 seconds.

Sensor temperatur

Untuk mengetahui apakah itu membeku Anda hanya perlu untuk mengukur suhu . Ini harus dilakukan secara akurat , tentu saja , dan oleh karena itu kita perlu memilih sensor suhu bahwa kita memiliki beberapa keyakinan dalam pilihan telah kembali dibuat untuk jenis yang telah kita digunakan dalam banyak sirkuit Elektor sebelumnya, LM35CZ ( . - 40-110 ° C ) . Sensor ini tidak mahal dan menghasilkan tegangan output yang sebanding dengan suhu dalam derajat Celcius ( 10 mV / ° C ) .

Sensor
Sebuah LM35 biasanya didukung dari power supply tunggal berakhir dan 0 ° C sesuai dengan tegangan output dari 0 V. Oleh karena itu tidak mungkin untuk mengukur suhu negatif dengan LM35 dalam rangkaian aplikasi standar. Namun itu adalah mungkin untuk mengukur suhu negatif jika outputnya dihubungkan ke tegangan suplai negatif melalui resistor . Perlu ada arus 50 μA melalui resistor ini ( R2 dalam skema ) .

Kita hanya perlu untuk mendeteksi titik beku dengan sirkuit ini. Itulah mengapa ada pembanding setelah sensor suhu, yang ternyata sebuah LED pada jika suhu telah turun di bawah 0 ° C selama malam. Untuk memastikan bahwa komparator beroperasi dengan baik maka perlu bahwa nilai pengukuran dapat menjadi sedikit lebih negatif sehubungan dengan input. Untuk mengatasi masalah ini, dioda (D1) telah terhubung secara seri dengan koneksi tanah dari LM35. Penurunan tegangan D1 (karena arus kecil melalui LM35 ini hanya 0,47 V) bertindak sebagai catu daya 'negatif'. Karena masukan non-pembalik dari comparatorIC2 terhubung melalui R3 ke anoda D1 berfungsi sebagai tingkat C-referensi 0 ° untuk komparator.

pembanding
pembanding adalah jenis opamp TLC271 standar, yang kita dikonfigurasi untuk konsumsi saat ini minimal oleh
menghubungkan input bias-pilih (pin 8) dengan tegangan listrik. Tidak perlu untuk detektor untuk menjadi cepat dan karena itu akan bekerja dengan baik dengan opamp beroperasi dalam mode yang paling ekonomis.

LED D3 memberikan indikasi es. Ini adalah maksud bahwa LED tetap pada sekali suhu di dalam ruangan turun di bawah titik beku atau ketika sudah di bawah titik beku. Untuk mewujudkan ini, hysteresis asimetris dibuat dengan bantuan R3, R4 dan D2. Instan bahwa output pergi tinggi, masukan non-pembalik berjalan lebih positif melalui D2 dan R4, dan karena itu output tetap tinggi. Suhu sekarang harus meningkat menjadi lebih dari 30 ° sebelum LED akan keluar dengan sendirinya. Dalam prakteknya ini mungkin berarti bahwa itu adalah musim panas dan bahwa hal itu tidak mungkin untuk membekukan pula. Jika perlu, hysteresis dapat ditingkatkan dengan meningkatkan nilai R3.

Kapasitor C2 ditambahkan untuk memastikan bahwa LED tetap off (sirkuit reset) saat listrik tersambung. Input non-pembalik dari opamp sebentar terhubung ke ground dan output karena itu rendah. R1 dan S1 hanya diperlukan jika rangkaian perlu diatur ulang bila baterai terhubung. Alih-alih S1 Anda juga bisa menggunakan switch power supply atau bahkan hanya sekedar melepas aki sejenak.

Power supply hemat
Sejak rangkaian diasumsikan akan didukung dari baterai ada upaya sadar untuk meminimalkan konsumsi daya. Konsumsi saat prototipe, pada tegangan listrik mulai dari 6 sampai 9 V, adalah kurang dari 120 μA. Ketika LED pada posisi on, konsumsi saat ini naik hanya 1 mA di 6V dan 1,8 mA di 9V, karena arus LED rendah digunakan. Dalam prototipe kami menggunakan hijau, rendah saat LED.

Jika empat baterai AA senter (dengan kapasitas sekitar 2 Ah) yang digunakan, maka rangkaian akan berjalan selama dua tahun dalam modus siaga. Ketika LED adalah pada ini jauh lebih pendek, tentu saja (sekitar dua bulan, ini mudah cukup lama untuk menjalankan melalui periode musim dingin yang parah). Sebuah baterai 9-V standar juga akan bertahan musim dingin tunggal, asalkan Anda sering memeriksa apakah LED menyala.

Akhirnya, komentar tentang TLC-271CP digunakan di sini. Versi dengan C-akhiran yang ditentukan untuk berbagai operasi 0-70 ° C, tetapi akan terus bekerja pada suhu yang lebih rendah, terutama mengingat bahwa IC tidak digunakan dalam aplikasi linear. Jika ragu Anda dapat selalu mencoba untuk mendapatkan tangan Anda pada versi dengan I-akhiran (yaitu, TLC271IP: -40 sampai 125 ° C). Tapi itu hanya diperlukan jika Anda berharap untuk menjadi nyata dingin di ruang dipantau ...

perakitan cepat
Rangkaian berisi sangat sedikit bagian dan karena itu dapat dengan mudah dibangun di atas sepotong kecil papan prototyping. Tidak perlu untuk mengkalibrasi apa-apa, setelah dibangun siap untuk digunakan.
Penulis: Ton Giesberts, Elektor Majalah 2008.
di translate via google