ЦИФРОВОЙ ЭКСПОЗИМЕТР

May 7, 2010 by admin Комментировать »

А. Ануфриев

Качество фотоотпечатков зависит от экспозиции, то есть от освещенности фотоэмульсии в течение времени выдержки. Правильно определить и воспроизвести вы­держку при фотопечати, особенно цветной, — не простая задача. Выпускаемые в настоящее время промышлен­ностью фотоэкспонометры, например «Фотон-1м», по­зволяют решить часть этой задачи, т. е. определить вре­мя выдержки для каждого негатива в пределах от 1 до 100 с. Однако для воспроизведения выдержки фотолюби­тели часто используют реле времени, основанные на аналоговом методе формирования длительностей вы­держек, как наиболее распространенные и широко вы­пускаемые промышленностью. Эти реле времени содер­жат времязадающие резисторы и конденсаторы, от числа которых в основном зависит стабильность работы при­боров. Такие недостатки аналоговых фотореле, как за­висимость длительности выдержки от стабильности пи­тающего напряжения, температуры, качества времязадающих цепей, времени между двумя последовательны­ми выдержками, а также ухудшение стабильности вы­держки при увеличении ее длительности часто приводят к ошибкам в экспозиции и ухудшению качества фото­отпечатков.

Предлагаемый цифровой фотоэкспозиметр, принцип работы которого основан на делении частоты задающего генератора, свободен от указанных недостатков. По­скольку формирование выдержек осуществляется циф­ровым методом, прибор обладает существенными пре­имуществами в налаживании и повторяемости при отно­сительной простоте и высокой степени стабильности повторения установленной выдержки, что особенно важно при тиражировании фотоотпечатков. К его до­стоинствам можно также отнести отсутствие электромаг­нитных реле и использование в качестве элементов, включающих и выключающих лампы увеличителя и фо­наря, симисторов. Это дало возможность полностью развязать от напряжения питающей электросети все органы управления, выводимые на переднюю панель прибора, что очень важно с точки зрения техники без­опасности при работе в фотолаборатории.

clip_image002clip_image004

Рис. 1. Схема экспозиметра

Фотоэкспозиметр позволяет воспроизводить выдержки от 0,01 до 100 с. Установка выдержки разбита на три диапазона: от 0,01 до 1 с через 0,01 и 0,1 с; от 0,1 до 10 с через 0,1 и 1 с и от 1 до 100 с через 1 и 10 с. Предусмотрена индикация набора длительности выдержки и индикация ее отсчета во время экспозиции, что повышает удобство и оперативность работы в условиях ограниченной освещенности в фо­толаборатории. Индикация осуществляется двумя люминесцентными индикаторами ИВ-22. Мощность, потребляемая экспозиметром от сети напряжением 220 В, не превышает 7 Вт.

Принципиальная схема фотоэкспозиметра показана на рис. 1. Он состоит из времязадающей, исполнитель­ной и индикаторной частей. Времязадающую часть образуют формирователь прямоугольных импульсов на транзисторе VT1 и элементе DD3.1, делители частоты на микросхемах DD4, DD5, счетчики импульсов DD1, DD15 и дешифраторы DD2, DD16. В исполнительную часть входят триггер управления DD12, буферные инверторы DD13.1, DD13.2, DD14.1 и устройство совпадения на инверторах DD14.2DD14.4. Индикаторная часть объ­единяет цифровые индикаторы HG1, HG2 с диодно-рези-стивными преобразователями десятичного кода в код сегментных индикаторов и инверторы узлов У2, У4, управляющие индикацией выдержки во время набора или ее отсчета во время экспозиции.

В качестве источника временных импульсов исполь­зуется выпрямленное напряжение электросети, посту­пающее в базу транзистора VT1 от блока питания. При этом на выходе элемента DD3.1 постоянно присутствуют короткие положительные импульсы с частотой следова­ния 100 Гц, соответствующие моментам перехода сину­соидального напряжения через нуль. До тех пор, пока триггер управления DD12 находится в нулевом состоя­нии, эти импульсы не изменяют состояний делителей DD4, DD5 и счетчиков DD1, DD15, так как цепь сброса этих микросхем блокирована напряжением высокого уровня, поступающим с выхода элемента DD13.2. При включении фотоэкспозиметра в сеть триггер управления и счетчики устанавливаются в нулевое состояние за счет запаздывания высокого уровня на входе R триггера управления при зарядке конденсатора СЗ. В этом состоя­нии они могут находиться сколь угодно долго. При этом на индикаторах HG1 и HG2 формируются цифры, соот­ветствующие положениям переключателей SA2, SA3, которыми производят набор длительности выдержки в младшем и старшем разрядах соответственно. Поскольку построение обоих разрядов идентично, разберем работу лишь одного из них — младшего.

Формирование цифр в индикаторе HQ1 осуществля­ется путем гашения не используемых при этом сегментов за счет шунтирования их малым сопротивлением диодов, включенных в прямом направлении. Например, когда экспозиметр находится в ждущем режиме, а триггер DD12 соответственно в нулевом состоянии, на вход эле­мента DD11.4 и на вход соответствующего элемента узла У4 с выхода элемента DD8.4 поступает уровень логической 1, открывающий выходной транзистор эле­мента DD11.4. В результате подвижный контакт секции SA2.2 переключателя SA2 соединяется с общим прово­дом, и центральный сегмент индикатора HG1 (вывод 3) оказывается замкнутым на катод и гаснет. Таким обра­зом формируется цифра 0. Если переключатель SA2 перевести в положение 5, то с общим проводом будут соединены (через диоды VD12 и VD10) выводы 4 и 10 индикатора. Соответствующие сегменты погаснут и сфор­мируется цифра 5. В ждущем режиме выходные тран­зисторы элементов DD9.1DD11.3 оказываются закры­тыми нулевым потенциалом, поступающим с выхода эле­мента DD13.1, и не оказывают влияния на индикацию положений переключателя SA2.

clip_image006

Рис. 2. Схема блока питания экспозиметра

Высокий потенциал с выхода элемента DD13.2 кроме установки делителей и счетчиков в нулевое состояние используется для зажигания лампы фонаря. Поступая в базу транзистора VT4 блока питания (рис. 2), он воз­буждает собранный на этом транзисторе блокинг-гене-ратор. Генерируемые им импульсы открывают симистор VS1 и через лампу фонаря протекает ток, зажигая ее. Аналогичный генератор на транзисторе VT5 служит для Управления симистором VS2, включеннным последовательно с лампой фотоувеличителя. В ждущем режиме лампа фотоувеличителя не горит, так как в базовую цепь транзистора VT5 поступает низкий потенциал и открывающие импульсы на симистор VS2 не проходят. Для наводки на резкость и для кадрирования лампу фотоувеличителя можно зажечь нажатием кнопки SB3 «Кадр» (рис. 1). В этом случае вход 1 элемента DD14.1 замыкается на общий провод и на его выходе форми­руется высокий логический уровень, возбуждающий бло-кинг-генератор увеличителя.

При нажатии на кнопку SB1 «Пуск» за счет тока зарядки конденсатора С1 на входе S триггера DD12 возникает отрицательный скачок напряжения, и триггер переходит в единичное состояние. При этом закрывается выходной транзистор элемента DD11.4, отключая секцию SA2.2 переключателя SA2 от диодно-резистивного пре­образователя, и подается уровень логической 1 на вхо­ды 4 узлов У2, У4, разрешая формировать цифровую информацию о состоянии счетчиков DD1, DDJ5, посту­пающую с дешифраторов DD2 и DD16. Одновременно снимается уровень логической 1 с цепи сброса делителей DD4, DD5 и счетчиков DD1, DDJ5. При этом лампа фо­наря гаснет, а лампа фотоувеличителя зажигается.

На вход счетчика DD1 в зависимости от положения контактов секции SA1.1 переключателя SA1 поступают импульсы с периодом следования 10 мс, 100 мс или 1 с, что соответствует емкости счетчика (микросхемы DD1 и DD15) 1 с, 10 с, 100 с. Для индикации положений пе­реключателя SA1 его секцией SA1.2 коммутируются све-тодиоды HL1HL3, играющие роль запятых, разделяю­щих цифровые индикаторы. Светящийся светодиод информирует о выбранном диапазоне выдержек. По до­стижении двухразрядным счетчиком емкости счета, уста­новленной переключателями SA2 и SA3, на входе 13 элемента DD14.2 и входе 9 элемента DD14.4 окажутся уровни логического 0, а на входах 4 и 5 элемента DD14.3 соответственно уровни 1. При этом на выходе элемента DD14.3 формируется отрицательный перепад напряже­ния, переводящий триггер DD12 в нулевое состояние, а все устройство — в ждущий режим. С повторным на­жатием кнопки SB1 «Пуск» цикл повторится. Эту кноп­ку можно держать нажатой сколь угодно долго — на длительности выдержки это не отразится. Для устра­нения самопроизвольного запуска фотоэкспозиметра в ждущем режиме во время установки переключателями SA2 и SA3 необходимой выдержки или при отпускании кнопки «Пуск» после окончания счета предусмотрены конденсаторы С4 и С2 соответственно. Кнопка SB2 «Сброс» служит для оперативного перевода экспозимет­ра в ждущий режим при ошибках в наборе выдержки.

Для питания фотоэкспозиметра используется сетевой блок с двумя стабилизаторами выпрямленного напряже­ния. Основной стабилизатор с выходным напряжением 5 В для питания микросхем выполнен на операционном усилителе DA1. Он обеспечивает хорошую стабилизацию напряжения при токе нагрузки до 1 А. Практически же ток, потребляемый микросхемами, не превышает 0,4 А. Применение операционного усилителя позволило устра­нить сбои в работе фотоэкспозиметра при включении (или выключении) в сеть различных бытовых приборов (пылесоса, холодильника и др.), создающих помехи по цепи питания. Напряжение +5 В на выходе стабилиза­тора устанавливают подстроечным резистором R11.

Стабилизатор напряжения на стабилитронах VD8, VD9 и транзисторе VT1 служит для питания анодов циф­ровых индикаторов и ждущих блокинг-генераторов (транзисторы VT4, VT5), управляющих симисторами. Его выходное напряжение 22 В несколько ниже паспорт­ного значения для индикаторов ИВ-22, но в условиях малой освещенности фотолаборатории более чем доста­точно для создания необходимой яркости свечения сег­ментов. Яркость свечения индикаторов можно регулиро­вать переменным резистором R15, находящимся на ли­цевой панели устройства.

Все детали фотоэкспозиметра размещены на трех печатных платах из двустороннего фольгированного стеклотекстолита. На одной из них смонтирован инди­каторный блок (узлы УЗ и У 5), на второй — детали узлов У1, У2 и У4, на третьей — блок питания и сими-сторы.

Регулирующие транзисторы VT1 и VT3 стабилизато­ров напряжения установлены на общем радиаторе пло­щадью 40 см2, причем транзистор VT1 изолирован от радиатора слюдяной прокладкой. Транзистор VT3 может быть серий П702, КТ801 — КТ807, КТ902 — КТ904 с лю­бым буквенным индексом, a VT1 — серий КТ801, КТ807, КТ904.

Выпрямительный мост КЦ405А {VD1) можно заме­нить на КЦ402 или четырьмя диодами КД202. Вместо диодов КД504А (VD2VD5) можно использовать вы­прямительные мосты КЦ402, КЦ405 или диоды серий Д226, КД104. Симистор КУ208Г можно заменить двумя тринисторами серий КУ201, КУ202 с индексами К, Л, М, Н, включив их встречно-параллельно, либо одним та­ким же тринистором, но включенным в диагональ моста, составленного из мощных диодов серий Д231, Д245 — Д248, КД202К — С. При замене симистора двумя три­нисторами импульсные трансформаторы Т2, ТЗ необхо­димо дополнить вторыми управляющими обмотками, а при подключении к тринисторам их начала и концы поменять местами.

Сетевой трансформатор Т1 блока питания выполнен на магнитопроводе Ш20Х20. Его обмотка I содержит 3300 витков провода ПЭВ-2 0,12, обмотки II и IV — соответственно 22 и 360 витков ПЭЛ 0,35, обмотка III — 140 витков провода ПЭЛ 0,55. Трансформаторы Т2 и ТЗ выполнены на кольцевых сердечниках типоразмера К18Х8Х5 из феррита 2000НМ. Все обмотки содержат по 40 витков провода ПЗЛШО 0,2. Управляющие обмот­ки должны быть тщательно изолированы от сердечников и от остальных обмоток. Можно также применить гото­вые импульсные трансформаторы МИТ-1, МИТ-2.

Микросхемы серии К155 можно заменить на анало­гичные микросхемы серии К133. Монтаж микросхем осуществлялся по рекомендациям, опубликованным в журналах «Радио», 1978, № 9, с. 63 и 1979, № 5, с. 63. Для обеспечения хорошей помехозащищенности устрой­ства через каждые шесть-семь микросхем на печатной плате установлено по два конденсатора, которые под­ключены параллельно проводникам цепи питания. Один из них — электролитический К53-1 емкостью 15 мкФ на номинальное напряжение 15 В, второй — КМ-5 емкостью 0,015 мкФ.

Перед включением собранного экспозиметра в сеть необходимо тщательно проверить монтаж. При исправ­ных деталях и правильно выполненном монтаже он прак­тически никакой настройки не потребует. Налаживание в основном заключается в проверке блока питания, блокинг-генераторов и установке подстроечньш резисто­ром R11 (см. рис. 2) на эмиттере транзистора VT3 на­пряжения, равного +5 В. Для облегчения теплового режима микросхем и уменьшения потребляемого ими тока допустимо это напряжение уменьшить до 4,5 В, что, как показала практика, не отражается на работоспо­собности фотоэкспозиметра.

Для проверки блокинг-генераторов на их входы Ф и У, отключив предварительно от узла управления У1, подают положительное напряжение 2Д..З В. При этом должна загореться контрольная лампа, подключенная к разъему фонаря или увеличителя. Если лампа не заго­рается, нужно проверить диоды и транзисторы блокинг-генератороз и симисторы, а при их исправности — на­личие импульсов на выходах управляющих обмоток.

Наличие генерируемых импульсов можно проверить с помощью вольтметра на пределе 5… 10 В, подключив его к управляющей обмотке импульсного трансформа­тора. Стрелка вольтметра должна отклониться от нуле­вой отметки. В противном случае необходимо уменьшить номинал резистора R4 {R16). Если контрольная лампа не загорается даже при наличии управляющих импуль­сов, что может быть в случае использования симисторов (или тринисторов) с большим открывающим током управляющего электрода, следует уменьшить номинал резистора R8 (R9).

OCR Pirat

Оставить комментарий

микросхемы мощности Устройство импульсов питания пример приемника провода витков генератора выходе напряжение напряжения нагрузки радоэлектроника работы сигнал сигнала сигналов управления сопротивление усилитель усилителя усиления устройства схема теория транзистора транзисторов частоты