Circuito di controllo della luce stroboscopica allo xeno

I circuiti presentati nel seguente articolo potrebbero essere utilizzati per generare effetti di illuminazione in modalità strobo su 4 tubi allo xeno in modo sequenziale.

L'effetto di illuminazione sequenziale allo xeno proposto potrebbe essere applicato nelle discoteche, nelle feste con DJ, nelle auto o nei veicoli, come indicatori di avvertimento o come decorazioni di luci ornamentali durante i festival.

Una vasta gamma di tubi allo xeno è disponibile sul mercato con un set di trasformatori di accensione corrispondente (di cui parleremo in seguito). In teoria, quasi tutti i tubi allo xeno funzionano molto bene nel circuito di controllo dello strobo presentato nella figura seguente.

Come viene calcolata la valutazione del tubo allo xeno

Il circuito è progettato per un tubo allo xeno da 60 Watt al secondo e questo è tutto ciò che può ospitare. Purtroppo, le potenze nominali dei tubi allo xeno sono generalmente indicate come 'x' watt al secondo, il che spesso significa un problema!

Il motivo alla base dei particolari valori del condensatore nel diagramma e del livello di tensione CC può essere compreso attraverso la seguente semplice equazione:

E = 1/2 C.U^Due

La quantità di energia elettrica utilizzata dal tubo allo xeno può essere determinata semplicemente moltiplicando l'energia e la frequenza dell'impulso di ripetizione dello xeno.

Con una frequenza di 20 Hz e una potenza di 60 W, il tubo potrebbe 'consumare' circa 1,2 kW! Ma sembra enorme e non può essere giustificato. In realtà, la matematica di cui sopra utilizza una formula errata.

In alternativa, ciò dovrebbe dipendere dalla dissipazione ottimale del tubo accettabile e dall'energia risultante rispetto alla frequenza.

Considerando che le specifiche del tubo allo xeno di cui siamo entusiasti dovrebbero essere in grado di gestire una dissipazione massima possibile fino a 10 W, oppure un livello ottimale di 0,5 W di energia dovrebbe essere scaricato a 20 Hz.

Calcolo dei condensatori di scarica

I criteri sopra spiegati richiedono una capacità di scarica con un valore 11uF e una tensione anodica di 300 V. Come si può vedere, questo valore corrisponde relativamente bene ai valori di C1 e C2 come indicato nel diagramma.

Ora la domanda è: come selezioniamo i valori corretti del condensatore, in una situazione in cui non abbiamo alcun valore stampato sul tubo allo xeno? Al momento, poiché abbiamo con noi la relazione tra 'Ws' e W ', è possibile testare l'equazione della regola del pollice mostrata di seguito:

C1 = C2 = X. Ws / 6 [uF]

Questo in realtà è solo un indizio rilevante. Nel caso in cui il tubo allo xeno sia specificato con un intervallo di lavoro ottimale inferiore a 250 ore continue, è meglio applicare l'equazione su una dissipazione ammissibile ridotta. Una raccomandazione utile che potresti voler seguire per quanto riguarda tutti i tipi di tubi allo xeno.

Assicurarsi che la loro polarità di collegamento sia corretta, ciò significa che collegare i catodi a terra. In molti casi, l'anodo è contrassegnato da una macchia di colore rosso. La rete a griglia è disponibile come un filo sul lato terminale del catodo o semplicemente come un terzo 'conduttore' tra l'anodo e il catodo.

Come si accende il tubo allo xeno

Bene, quindi i gas inerti hanno la capacità di generare illuminazione quando elettrificati. Ma questo non riesce a chiarire come il tubo allo xeno sia effettivamente acceso. Il condensatore di accumulo di energia elettrica descritto in precedenza è indicato nella figura 1 sopra, tramite una coppia di condensatori C1 e C2.

Dato che il tubo allo xeno necessita di una tensione di 600 V attraverso l'anodo e il catodo, i diodi D1 e D2 costituiscono una rete duplicatrice di tensione insieme ai condensatori elettrolitici C1 e C2.

Come funziona il circuito

La coppia di condensatori a è costantemente caricata al valore massimo di tensione CA e di conseguenza R1 e R2 sono incorporati per limitare la corrente durante il periodo di accensione del tubo allo xeno. Se R1, R2 non fossero inclusi, il tubo allo xeno a un certo punto si degraderebbe e smetterebbe di funzionare.

I valori del resistore R1 e R2 sono selezionati per garantire che C1 e C2 vengano caricati fino al livello di tensione di picco (2 x 220 V RMS) con la massima frequenza di ripetizione dello xeno.

Gli elementi R5, Th1, C3 e Tr rappresentano il circuito di accensione del tubo allo xeno. Il condensatore C3 si scarica attraverso l'avvolgimento primario della bobina di accensione che genera una tensione di rete di molti kilovolt attraverso l'avvolgimento secondario, per accendere il tubo allo xeno.

È così che il tubo allo xeno si accende e si illumina intensamente, il che implica anche che ora attira istantaneamente l'intera energia elettrica contenuta all'interno di C1 e C2 e la dissipa per mezzo di un abbagliante lampo di luce.

I condensatori C1, C2 e C3 si ricaricano successivamente in modo che la carica permetta al tubo di andare per un nuovo impulso di flash.

Il circuito di accensione ottiene il segnale di commutazione tramite un optoaccoppiatore, un LED integrato e un fototransistor racchiusi insieme all'interno di un unico contenitore plastico DIL.

Ciò garantisce un eccellente isolamento elettrico tra le luci stroboscopiche e il circuito di controllo elettronico. Non appena il fototransistor viene illuminato dal LED, diventa conduttivo e attiva l'SCR.

L'alimentazione in ingresso per il fotoaccoppiatore è presa dalla tensione di accensione di 300 V ai capi C2. Tuttavia è abbassato a 15V dal diodo R3 e D3 per fattori apparenti.

Circuito di controllo

Poiché la teoria di lavoro del circuito del driver è stata compresa, ora possiamo imparare come il tubo allo xeno potrebbe essere progettato per produrre un effetto stroboscopico sequenziale.

Un circuito di controllo per produrre questo effetto è mostrato nella figura 2 di seguito.

La frequenza massima di ripetizione dello strobo è limitata a 20 Hz. Il circuito ha la capacità di gestire contemporaneamente 4 dispositivi strobo ed è essenzialmente costituito da una gamma di dispositivi di commutazione e da un generatore di clock.

Il transistor unigiunzione 2N2646 UJT funziona come un generatore di impulsi. La rete associata a questo ha lo scopo di consentire la regolazione della frequenza del segnale di uscita intorno alla frequenza 8… 180 Hz utilizzando P1. Il segnale dell'oscillatore viene inviato all'ingresso del segnale di clock del contatore decimale IC1.

La Figura 3 di seguito mostra un'immagine delle forme d'onda del segnale all'uscita di IC1 rispetto al segnale di clock.

I segnali provenienti dall'interruttore IC 4017 alla frequenza di 1… 20 Hz vengono applicati agli interruttori S1… S4. Il posizionamento degli interruttori decide il pattern sequenziale dello strobo. Consente di regolare la sequenza di illuminazione da destra a sinistra, o viceversa, ecc.

Quando da S1 a S4 sono impostati completamente in senso orario, i pulsanti entrano in modalità operativa, consentendo l'attivazione manuale di uno dei 4 tubi allo xeno.

I segnali di controllo attivano gli stadi driver LED tramite i transistor T2. . . T5. I LED D1… D4 funzionano come indicatori funzionali per le luci stroboscopiche. Il circuito di controllo potrebbe essere testato semplicemente mettendo a terra i catodi di D1… D4. Questi mostreranno immediatamente se il circuito funziona correttamente.

Un semplice stroboscopio che utilizza IC 555

In questo semplice circuito stroboscopico l'IC 555 funziona come un oscillatore astabile che pilota un transistor e un trasformatore collegato.

Il trasformatore converte 6 V CC in 220 V CA a bassa corrente per il palco dello stroboscopio.

Il 220 V viene ulteriormente convertito in un picco di alta tensione 300 V con l'aiuto del raddrizzatore del condensatore a diodi.

Quando il condensatore C4 si carica fino alla soglia di attivazione della lampadina al neon del gate SCR, attraverso la rete resistiva, l'SCR accende e attiva la bobina della griglia del driver della lampada dello stroboscopio.

Questa azione scarica tutti i 300 V nella lampadina dello stroboscopio illuminandola intensamente, fino a quando il C4 è completamente scarico per la ripetizione del ciclo successivo.