Nowy mikroświatłomierz do starej kamery Voigtländer (vito Clr): 5 kroków

2024 Autor: John Day | [email protected]. Ostatnio zmodyfikowany: 2024-01-30 11:27

Dla każdego, kto jest entuzjastą starych analogowych kamer z wbudowanym światłomierzem, może pojawić się jeden problem. Ponieważ większość tych kamer jest budowana w latach 70./80., stosowane fotosensory są naprawdę stare i mogą przestać działać w prawidłowy sposób.

W tej instrukcji dam ci możliwość zmiany starego wyświetlacza elektromechanicznego na miernik światła LED.

Najtrudniejszym zadaniem było umieszczenie elektroniki wraz z baterią w niewielkiej przestrzeni wewnątrz kamery i nadal posiadanie wszystkich diod LED bezpośrednio pod okienkiem sygnalizacyjnym (patrz zdjęcie). Dlatego dodałem tę instrukcję do konkursu na małe przestrzenie. Jeśli Ci się spodobało, oddaj głos =)

W moim przypadku kamera to clr voigtländer vito.

Krok 1: Stary miernik światła

Stary działa jak prosty miernik napięcia. Za przezroczystą płytką aparatu znajduje się czujnik. Czujnik ten to system paneli słonecznych/fotodiod, który pojawia się jako źródło prądu, gdy światło przechodzi przez aktywną płaszczyznę.

Czujnik ten jest połączony z układem cewek, które poruszają igłą.

Jeśli na czujniku jest wystarczająco dużo światła, prąd wytwarza pole magnetyczne w cewce i igła zaczyna się poruszać. Odpowiada to starym miernikom VU, używanym w kilku aplikacjach. W tej technice prąd fotoelektryczny i ruch igły są w pewnym stopniu proporcjonalne i dlatego ruch ten wskazuje ilość światła.

Dużym minusem niektórych starych typów czujników jest to, że z czasem starzeją się, a prąd wyjściowy na luks (jednostka natężenia światła) zmniejsza się z każdym rokiem. Dlatego w pewnym momencie procesu starzenia element czujnika nie może już dostarczać wystarczającego prądu, a igła nie porusza się.

Można pomyśleć o wymianie elementu czujnika na nowszy, ale z mojego doświadczenia wynika, że czujniki stosowane w latach 70-tych są wykonane z jakiegoś toksycznego metalu i są teraz zabronione, a nowsze albo nie pasują do krzywki, albo nie dostarcza wystarczającą ilość prądu do starego systemu cewki/igły.

W tym momencie postanowiłem wymienić cały światłomierz na nowszy!

Krok 2: Projektowanie nowego

Ponieważ stare mierniki VU z cewką i igłą są teraz wymieniane na nowsze, napędzane diodami LED, postanowiłem zrobić to samo.

Chodzi o to, aby zmierzyć sygnał, który pochodzi z fotoczujnika, wzmocnić go do odpowiedniego zakresu i wyświetlić za pomocą szeregu diod.

Aby to osiągnąć, użyłem układu scalonego LM3914, który jest świetnym narzędziem do sterowania diodami LED i wykrywania napięć. Ten układ scalony wykrywa napięcie wejściowe (w stosunku do odniesienia) i wyświetla je za pomocą jednej diody LED z rzędu dziesięciu diod LED.

To sprawiło, że zaprojektowanie reszty obwodu było naprawdę łatwe! Najtrudniejsze jest dopasowanie wartości do elementu czujnika. Musisz mierzyć napięcia i wzmacniać je w odpowiednim zakresie dla układu scalonego. Musisz trochę poeksperymentować i dlatego potrzebujesz multimetru.

Użyłem fotokomórki (ze starego kalkulatora) i umieściłem ją za przezroczystym plastikiem aparatu. Następnie zmierzyłem prąd przy braku i maksymalnym świetle (kilka mA). Ponieważ potrzebowałem napięcia, ale mam źródło prądu, zaimplementowałem wzmacniacz transimpedancyjny, czyli źródło napięcia sterowane prądem (więcej informacji można znaleźć w Wikipedii). Rezystor R4 określa wzmocnienie prądu do napięcia. Rezystancja obciążenia spowoduje przepływ mniejszej ilości prądu, więc musisz poeksperymentować z typem czujnika, rezystorów i wzmacniacza. Upewnij się, że podłączasz ogniwo we właściwy sposób, jeśli nic nie mierzysz na wyjściu opampa, zmień polaryzację. Użyłem czegoś w zakresie kiloomów i uzyskałem poziom napięcia od 0V do 550mV. R1, R2 i R3 definiują poziom napięcia odniesienia z LM3914.

Jeśli chcemy zmierzyć układy scalone z napięciem 5V, musimy zmienić ich wartości na ten zakres. Przy R1 = 1k2 i R2 = 3k3 (R3 = niepodłączony) i uzyskano napięcie odniesienia 4,8 V (więcej informacji w arkuszu danych). Z tym odniesieniem muszę wzmocnić sygnał, który już mam - jest to również konieczne, aby zbuforować impedancje spowodowane przez źródło napięcia zasilane prądem i odłączyć źródło od elementu czujnika = upewniając się, że prąd pozostaje stabilny i niezależny od obciążenia opór.

Niezbędne wzmocnienie w moim przypadku to minimum 4,8V / 550mV = 4,25 - użyłem R5 z 3k3 i R6 z 1k.

Cały obwód będzie zasilany baterią (użyłem 2 ogniw monetowych po 3V każda i regulatora, aby uzyskać stabilne 5V z tych 6V).

Uwaga dla C5 i C7: Jak już wiesz, czujnik fotoelektryczny mierzy światło. Kiedy zbudowałem pierwszą płytkę testową, zauważyłem, że świeci tylko jedna dioda LED, jeśli mierzę naturalne światło - tak powinno się stać! Ale jak tylko zmierzyłem światło z żarówek, co najmniej 3 lub 4 diody LED były włączone i nie to miał robić system (ponieważ wskazanie nie jest teraz jasne).

Żarówki są zasilane z sieci o częstotliwości 50Hz/60Hz i dlatego światło migocze z tą prędkością - zbyt szybko, abyśmy mogli to zobaczyć, ale wystarczająco szybko dla czujnika. Ten sinusoidalny sygnał powoduje, że 3 lub 4 diody LED są aktywne. Aby się tego pozbyć, filtrowanie sygnału jest absolutnie konieczne i odbywa się za pomocą C5 szeregowo z czujnikiem i C7 jako filtrem dolnoprzepustowym w połączeniu z wzmacniaczem operacyjnym.

Krok 3: Budowa płyty perforowanej

Pierwszy test zbudowałem na płycie perforowanej. Jest to ważne, ponieważ wielkość rezystorów należy dobrać spośród miar, które można wykonać tylko przy prawidłowo działającym obwodzie testowym.

Gdy tylko użyłem rezystorów o odpowiedniej wielkości i zaimplementowałem kondensatory filtrujące, układ działał całkiem dobrze i zaprojektowałem układ PCB.

Możesz spróbować z moim wyborem rezystorów, ale może nie działać poprawnie.

Nie sądzę, że można użyć płyty perforowanej do gotowego systemu, ponieważ przestrzeń w aparacie jest zdecydowanie za mała. Może zadziała, jeśli myślisz o użyciu płyty perforowanej SMD.

Krok 4: Budowa PCB

Płytka musi zmieścić się do wnętrza aparatu, dlatego należy zastosować elementy SMD (oprócz LM3914, bo ja już miałem). Kształt płytki PCB jest dokładnie dopasowany do wymiarów kamery. Opamp to standardowy wzmacniacz operacyjny (lm358) z pojedynczym zasilaniem, a regulator jest prostym regulatorem o stałym napięciu 5 V o niskim spadku napięcia (LT1761). Cały obwód realizowany jest na dwóch pojedynczych płytkach drukowanych.

Część baterii i część elektroniczna. Zaimplementowałem wszystko na tej samej płytce, ponieważ muszę zamówić tylko 2 razy tę samą płytkę, co jest tańsze niż kupowanie dwóch różnych typów. Na drugim zdjęciu widać ślad uchwytu baterii nakładający się na inne części obwodu.

Zmontowana płytka drukowana na zdjęciach pokazuje dwie strony płytki elektronicznej i część baterii. Oba są skręcone razem i stały się systemem dwupiętrowym.

Przełącznik on/off jest konieczny, ponieważ system będzie pobierał prąd z akumulatora, nawet jeśli nie jest mierzone światło. Z tego powodu bardzo szybko trzeba było wymienić baterię. Za pomocą przełącznika system mierzy tylko wtedy, gdy jest to konieczne.

Krok 5: Wyniki

Wyniki są pokazane na zdjęciach i załączonym filmie.

Użyłem prawdziwego światłomierza, którego pożyczyłem od znajomego do obliczenia właściwej przysłony @ czasu otwarcia migawki (patrz narysowana tabela na krzywce na zdjęciu 3) przy użyciu źródła światła. Trzymam czujnik w kierunku światła, aż zostanie osiągnięty specjalny poziom LED (jak LED nr 3), a następnie zmierzyłem odpowiednią prędkość migawki przy przysłonie za pomocą profesjonalnego światłomierza.tabela

Myślę, że możesz również użyć innych metod, takich jak miernik światła w aplikacji na Androida.

Mam nadzieję, że spodobał Ci się mój pomysł i to pouczające!

Pozdrowienia z Niemiec - Escobaem