Xenon Strobe Light Control Circuit

De schakelingen die in het volgende artikel worden gepresenteerd, kunnen worden gebruikt om op een sequentiële manier een stroboscooplichteffect over 4 xenonbuizen te genereren.

Het voorgestelde sequentiële xenonverlichtingseffect zou kunnen worden toegepast in discotheken, op dj-feesten, in auto's of voertuigen, als waarschuwingsindicatoren of als versiering van sierlichten tijdens festivals.

Er is een ruim assortiment xenonbuizen in de markt met een bijpassende ontstekingstransformatorset (daar gaan we het later over hebben). In theorie werkt vrijwel elke xenon-buis buitengewoon goed in het stroboscoopcontrolecircuit dat wordt weergegeven in de onderstaande afbeelding.

Hoe Xenon Tube Rating wordt berekend

Het circuit is ontworpen voor een xenonbuis van '60 watt per seconde 'en dit is alles wat het kan accommoderen. Helaas wordt het vermogen van xenonbuizen doorgaans aangeduid als 'x' watt per seconde, wat vaak een probleem betekent!

De reden achter de specifieke condensatorwaarden in het diagram en het gelijkspanningsniveau kan worden begrepen door de volgende eenvoudige vergelijking:

E = 1/2 C.U^twee

De hoeveelheid elektrisch vermogen die door de xenonbuis wordt gebruikt, kan eenvoudig worden bepaald door energie en de xenonherhalingspulsfrequentie te vermenigvuldigen.

Met een frequentie van 20 Hz en een vermogen van 60 W zou de buis ongeveer 1,2 kW kunnen 'verbruiken'! Maar dat ziet er enorm uit en kan niet worden gerechtvaardigd. In feite gebruikt de wiskunde in het bovenstaande een onjuiste formule.

Als alternatief zou dit afhankelijk moeten zijn van de optimaal aanvaardbare buisdissipatie en de resulterende energie met betrekking tot de frequentie.

Gezien het feit dat de specificaties van de xenonbuis waar we enthousiast over zijn, in staat moeten zijn om een ​​zo hoog mogelijke dissipatie tot 10 W aan te kunnen, of een optimaal niveau van 0,5 W moet energie worden ontladen bij 20 Hz.

Berekening van de ontladingscondensatoren

De hierboven toegelichte criteria vragen om een ​​ontladingscapaciteit met een waarde van 11uF en met een anodespanning van 300 V. Zoals kon worden gezien, komt deze waarde relatief goed overeen met de waarden van C1 en C2 zoals aangegeven in het diagram.

Nu is de vraag, hoe selecteren we precies de juiste condensatorwaarden, in een situatie waarin we geen beoordeling hebben afgedrukt op de xenonbuis? Aangezien we momenteel de relatie tussen 'Ws' en W 'bij ons hebben, kan de hieronder getoonde duimregelvergelijking worden getest:

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

Dit is eigenlijk slechts een relevante aanwijzing. Als de xenonbuis is gespecificeerd met een optimaal werkbereik van minder dan 250 ononderbroken uren, is het het beste om de vergelijking toe te passen op een verminderde toelaatbare dissipatie. Een nuttige aanbeveling die u misschien wilt volgen met betrekking tot alle soorten xenonbuizen.

Zorg ervoor dat hun aansluitpolariteit correct is, dit betekent dat u de kathodes op aarde bevestigt. In veel gevallen is de anode gemarkeerd met een roodgekleurde vlek. Het roosternetwerk is ofwel beschikbaar als een draad aan de kathodeaansluiting of gewoon als een derde 'leiding' tussen de anode en de kathode.

Hoe Xenon Tube wordt ontstoken

Oké, dus inerte gassen kunnen verlichting genereren wanneer ze worden geëlektrificeerd. Maar dit maakt niet duidelijk hoe de xenonbuis eigenlijk wordt ontstoken. De eerder beschreven opslagcondensator voor elektrisch vermogen is aangegeven in figuur 1 hierboven, via een paar condensatoren C1 en C2.

Aangezien de xenonbuis een spanning van 600 V nodig heeft over de anode en de kathode, vormen diodes D1 en D2 een spanningsverdubbelingsnetwerk in combinatie met de elektrolytische condensatoren C1 en C2.

Hoe het circuit werkt

De a-paar condensatoren worden constant opgeladen tot de maximale wisselspanningswaarde en als resultaat worden R1 en R2 opgenomen om de stroom te beperken tijdens de ontstekingsperiode van de xenonbuis. Als R1 en R2 niet waren opgenomen, zou de xenonbuis op een gegeven moment verslechteren en niet meer werken.

De waarden van de weerstand R1 en R2 worden geselecteerd om ervoor te zorgen dat C1 en C2 worden opgeladen tot het piekspanningsniveau (2 x 220 V RMS) met de maximale xenonherhalingsfrequentie.

De elementen R5, Th1, C3 en Tr vertegenwoordigen het ontstekingscircuit voor de xenonbuis. Condensator C3 ontlaadt via de primaire wikkeling van de bobine die een roosterspanning van vele kilovolt over de secundaire wikkeling genereert voor het ontsteken van de xenonbuis.

Dit is hoe de xenonbuis vuurt en helder verlicht, wat ook betekent dat hij nu onmiddellijk het volledige elektrische vermogen trekt dat in C1 en C2 wordt vastgehouden, en hetzelfde verspreidt door middel van een verblindende lichtflits.

Condensatoren C1, C2 en C3 worden vervolgens opgeladen zodat de lading de buis doorlaat voor een nieuwe flits.

Het ontstekingscircuit verkrijgt het schakelsignaal via een opto-coupler, een ingebouwde LED en een fototransistor die gezamenlijk zijn ingesloten in een enkel plastic DIL-pakket.

Dit garandeert een uitstekende elektrische isolatie over de flitslichten en het elektronische stuurcircuit. Zodra de fototransistor door de LED wordt verlicht, wordt deze geleidend en stuurt de SCR aan.

De ingangsvoeding voor de optokoppeling is afkomstig van de 300V-ontstekingsspanning van over C2. Het wordt niettemin verlaagd tot 15V door diode R3 en D3 voor schijnbare factoren.

Besturingsschakeling

Aangezien de werktheorie van het stuurcircuit wordt begrepen, kunnen we nu leren hoe de xenonbuis kan worden ontworpen om een ​​sequentieel stroboscoopeffect te produceren.

Een regelcircuit voor het produceren van dit effect wordt getoond in figuur 2 hieronder.

De hoogste herhalingsfrequentie is beperkt tot 20 Hz. Het circuit heeft de capaciteit om 4 stroboscoopapparaten tegelijkertijd te verwerken en bestaat in wezen uit een reeks schakelapparaten en een klokgenerator.

De 2N2646 unijunction-transistor UJT werkt als een pulsgenerator. Het netwerk dat hiermee is verbonden, is bedoeld om de frequentie van het uitgangssignaal te kunnen tweaken rond de 8… 180 Hz met behulp van P1. Het oscillatorsignaal wordt toegevoerd aan de kloksignaalingang van de decimale teller IC1.

Afbeelding 3 hieronder toont een afbeelding van de signaalgolfvormen aan de IC1-uitgang met betrekking tot het kloksignaal.

De signalen afkomstig van de IC 4017-schakelaar met een frequentie van 1… 20 Hz worden toegevoerd aan de schakelaars S1… S4. De positionering van de schakelaars bepaalt het sequentiële patroon van de flitser. Hiermee kan de verlichtingsvolgorde worden aangepast van rechts naar links, of omgekeerd, enz.

Wanneer S1 t / m S4 helemaal met de klok mee zijn ingesteld, gaan de drukknoppen in de operationele modus, waardoor een van de 4 xenonbuizen handmatig kan worden geactiveerd.

De stuursignalen activeren de LED-stuurprogrammatrappen via transistoren T2.​​T5. De LED's D1… D4 werken als functionele indicatoren voor de stroboscooplampen. Het stuurcircuit kan worden getest door alleen de kathodes van D1… D4 te aarden. Deze zullen onmiddellijk laten zien of het circuit correct werkt.

Een eenvoudige stroboscoop met IC 555

In dit eenvoudige stroboscoopcircuit werkt de IC 555 als een stabiele oscillator die een transistor en een aangesloten transformator aandrijft.

De transformator zet 6V DC om in 220 V lage stroom AC voor de stroboscoopfase.

De 220 V wordt verder omgezet in een hoogspanningspiek van 300 V met behulp van de diode-condensator-gelijkrichter.

Wanneer de condensator C4 wordt opgeladen tot de activeringsdrempel van de SCR-poort-neonlamp, via het weerstandsnetwerk, vuurt de SCR af en activeert deze de aandrijfroosterspoel van de stroboscooplamp.

Deze actie dumpt de volledige 300 V in de stroboscooplamp die deze helder verlicht, totdat de C4 volledig is ontladen om de volgende cyclus te herhalen.