Zobacz pełną wersję : Jakie są rzeczywiste czasy trwania błysku lamp?
Witam.
Dyskusja na innym forum skłoniła mnie do sprawdzenia rzeczywistej długości czasów błysku lampy SB-900 przy różnych ustawieniach mocy. Przy okazji sprawdziłem też lampy wbudowane w aparaty Nikon D60 i D300.
Układ pomiarowy składał się z fototranzystora, opornika ograniczającego prąd, źródła zasilania oraz oscyloskopu cyfrowego RIGOL, który rejestrował czasowy przebieg spadku napięcia na fototranzystorze. Oscyloskop mierzył automatycznie czas przewodzenia tranzystora, czyli czas trwania błysku lampy. Przykład takiego przebiegu można zobaczyć na rysunku 1 (1/32 mocy lampy SB-900).
https://forum.nikoniarze.pl/imgimported/2012/05/6565972600_1336667642-1.png
źródło (http://obrazki.elektroda.pl/6565972600_1336667642.png)
Rys. 1. Przebieg spadku napięcia na fototranzystorze podczas błysku lampy SB-900
Każdy pomiar wykonałem czterokrotnie, a następnie obliczyłem wartości średnie czasu trwania błysku lamp. Rozrzut wyników pomiarów był niewielki, obliczone wartości współczynnika zmienności nie przekraczały 5% (z reguły poniżej 2%). Wyniki zamieściłem w tabeli 1 oraz na rysunku 2. Ze względu na spore różnice długości czasów błysku zdecydowałem się na wprowadzenie skali logarytmicznej na tym wykresie.
Tabela 1. Średnie czasy trwania błysku
https://forum.nikoniarze.pl/imgimported/2012/05/1814430000_1336668175-1.png
źródło (http://obrazki.elektroda.pl/1814430000_1336668175.png)
https://forum.nikoniarze.pl/imgimported/2012/05/2955477700_1336668244-1.png
źródło (http://obrazki.elektroda.pl/2955477700_1336668244.png)
Rys. 2. Średnie czasy trwania błysku dla różnych ustawień mocy lampy
Zaprezentowane tu dane mogą być pomóc prawidłowo dobrać moc lampy przy fotografowaniu szybko poruszających się obiektów. W takich sytuacjach należy unikać błyskania z pełną mocą, ze względu na dosyć długi czas działania palnika (ok 1/125 s). Mniejsze moce lampy pozwalają na uzyskanie znacznie krótszych czasów, ale do podawanych w literaturze 1/30000 s jeszcze sporo brakuje. Z pewnym przybliżeniem można przyjąć, że dla SB-900 wygląda to następująco:
M 1/1 - 1/125 s,
M 1/2 - 1/640 s,
M 1/4 - 1/1250 s,
M 1/8 - 1/2000 s,
M 1/16 - 1/3200 s,
M 1/32 - 1/4000 s,
M 1/64 - 1/6400 s,
M 1/128 - 1/8000 s.
Ze względu na mniejsze maksymalne moce lampy wbudowane w aparat potrafią błyskać krócej.
D300 M1/32 - 1/10000 s,
D300 M1/64 - 1/13000 s,
D300 M1/128 - 1/20000 s.
Pozdrawiam.
Ciekawa ciekawostka ;)
Sądzę,. iż błysk na pełnej mocy jest jednak tak krótki, że nawet szybko przemieszczający się obiekt nie będzie rozmyty. Zakładając oczywiście, iż znajduje się w odległości na jaką działa lampa.
Art Erie
10-05-2012, 22:11
[...]Układ pomiarowy składał się z fototranzystora, opornika ograniczającego prąd, źródła zasilania oraz oscyloskopu cyfrowego RIGOL, który rejestrował czasowy przebieg spadku napięcia na fototranzystorze. [...]
A to nie jest tak, że gazy w palniku wymagają dłuższego czasu na wygaszenie niż sam czas przewodzenia tranzystora?
Pisząc o "wygaszeniu gazów" oczywiście mocno upraszczam.
Sam test bardzo pożyteczny i pouczający, gdybyś mógł zrobić coś takiego z lampami studyjnymi (?).
Szacun, kawał dobrej roboty.
amirez
Blysk na pelnej mocy trwa najdluzej. Dlatego ze rozladowujesz kondensator naladowany do max napiecia, wiec czas blysku jest proporcjonalny do wysokosci napiecia jego naladowania.
Natomiast przy takim napieciu palnik uzyskuje najszybciej pelna moc blysku (tzn zapala z racji wiekszej roznycy potencialow, to tak jakbys zalozyl ze napiecie to cisnienie a prad to przeplyw a blysk to wysuwany tlok np w koparce, bardzo upraszczajac ten model), swiecac do momentu ponizej napiecia podtrzymujacego luk, i jest to kilka kv na milimetr odleglosci miedzy elektrodami (ile konkretnie to zalezy od palnika i jego konstrukcji).
kazwita
Jak dla mnie to to ten przebieg jest zaladnie odfiltrowany przez twoj zastosowany uklad pomiarowy, sonda w postaci fotorezystora ladnie go wygladzila brakuje szpilki w chwili t0 (napiecia zaplonu) jak na moj gust. Przydalby sie szybszy oscyloskop, i prawdziwa sonda wlutowana w obwod, pewnie jakas stara lampe bys znalazl. Takto masz pomiar posredni, lepszy rezultat bylby mierzac prad bezposrednio. Ale te wyniki to i tak nadto do w/w zastosowan.
Fajnie ze ci sie chcialo.
Art Erie
10-05-2012, 22:46
Coś chyba namieszałeś kolego kolarz.
*Kondensator w lampie reporterskiej zawsze jest ładowany do pełnej pojemności, a moc błysku jest sterowana za pomocą tranzystora odcinając prąd w odpowiednim momencie ( coś jak kran z wodą ).
*Kondensator w lampie studyjnej jest ładowany do poziomu błysku jaki jest ustawiony ( na potrzeby błysku jest wyzwolona cała energia zmagazynowana w kondensatorze / kondensatorach).
*Kondensator ma stałą pojemność (jak wiadro z wodą) i może być naładowany do pełna, lub na przykład w połowie.
*Wysokość napięcia naładowania kondensatora zależy wyłącznie od wysokości napięcia przyłożonego do kondensatora ( dla bezpieczeństwa stosuje się nieco niższe napięcie ładowania od wytrzymałości kondensatora).
*"Dlatego ze rozladowujesz kondensator naladowany do max napiecia, wiec czas blysku jest proporcjonalny do wysokosci napiecia jego naladowania. " - rozładowuje się pojemność, nie napięcie kondensatora.
Mam nadzieję, że nie popełniłem błędu, choć elektrotechnikę miałem tylko w podstawówce ;)
Dziękuję za zainteresowanie i wszystkie uwagi. :)
Sądzę,. iż błysk na pełnej mocy jest jednak tak krótki, że nawet szybko przemieszczający się obiekt nie będzie rozmyty. Zakładając oczywiście, iż znajduje się w odległości na jaką działa lampa.
Blysk na pelnej mocy trwa najdluzej. Dlatego ze rozladowujesz kondensator naladowany do max napiecia, wiec czas blysku jest proporcjonalny do wysokosci napiecia jego naladowania.
Natomiast przy takim napieciu palnik uzyskuje najszybciej pelna moc blysku (tzn zapala z racji wiekszej roznycy potencialow, to tak jakbys zalozyl ze napiecie to cisnienie a prad to przeplyw a blysk to wysuwany tlok np w koparce, bardzo upraszczajac ten model), swiecac do momentu ponizej napiecia podtrzymujacego luk, i jest to kilka kv na milimetr odleglosci miedzy elektrodami (ile konkretnie to zalezy od palnika i jego konstrukcji).
Faktem jest, że podczas błysku jasność palnika się zmienia, bo spada napięcie na kondensatorze zasilającym palnik. Moje pomiary zostały wykonane z fotoelementem ustawionym na wprost lampy, więc nawet przy niezbyt silnym świetle czas był zliczany. Odwróciłem więc lampę tak, że do czujnika dochodziło jedynie światło odbite nie powodujące jego nasycenia. Pozwoliło to na zobrazowanie zmian jasności pracy palnika (rys. 3).
https://forum.nikoniarze.pl/imgimported/2012/05/3141697000_1336681569-1.png
źródło (http://obrazki.elektroda.pl/3141697000_1336681569.png)
Rys. 3. Błysk SB-900 przy pełnej mocy
Jak widać wygaszanie łuku w palniku trwa dosyć długo i stąd tak długie czasy błysku w tabeli 1. Rzeczywiście jednak większość energii zostanie wyemitowana na początku błysku. Układ sterujący mocą lampy działa tak, że w odpowiedniej chwili nagle wygasza palnik, co można zaobserwować na rysunku 4 (oba przebiegi mają taką samą skalę).
https://forum.nikoniarze.pl/imgimported/2012/05/6812520400_1336681569-1.png
źródło (http://obrazki.elektroda.pl/6812520400_1336681569.png)
Rys. 4. Błysk SB-900 ustawionej na połowę mocy
Jak dla mnie to to ten przebieg jest zaladnie odfiltrowany przez twoj zastosowany uklad pomiarowy, sonda w postaci fotorezystora ladnie go wygladzila brakuje szpilki w chwili t0 (napiecia zaplonu) jak na moj gust. Przydalby sie szybszy oscyloskop, i prawdziwa sonda wlutowana w obwod, pewnie jakas stara lampe bys znalazl. Takto masz pomiar posredni, lepszy rezultat bylby mierzac prad bezposrednio. Ale te wyniki to i tak nadto do w/w zastosowan.
Fajnie ze ci sie chcialo.
Nie używałem fotorezystora tylko znacznie szybszyego od niego fototranzystora, dokładnie to wygrzebałem z szuflady dziadunia BPYP22 produkcji CEMI - zabytkowy zabytek (ale sprawny). :D
Kształt przebiegu napięcia na rys. 1. (brak szpilek) tłumaczy bardzo szybkie wejście czujnika w stan nasycenia. Mam nadzieję że nowe rysunki pozwolą dokładniej zobrazować pracę palinka. Pomiary prądu płynącego w obwodzie zasilania palnika też by się na upartego dało zrobić (mam 3 stare lampy 18LA2), ale nie chcę uwalić obwodów wejściowych oscyloskopu impulsem wyzwalającym palnik. [bym chciał ale się boję... :D]
kazwita
Musialbys miec sonde aktywna pradowa a taka sporo kosztuje, oczywiscie nic nie podlaczaj do wejscia bo pewnie mozesz je upalisz oscyloskop ma max230V a rzeczywiste napiecie to kilka kv z transformatora zaplonowego i dzielnik na sondzie nic nie pomoze. A dlatego ze masz pomiar posredni to na pierwszym wykresie szpilki nie ma. Ale nie ma sie o co spierac, poprostu ciekawi mnie jakby wygladal przebieg pradu zbadany porzadna sonda aktywna (wydaje mi sie ze szpilka by byla i przebieg bylby mocno poszarpany, pozatym sam oscyloskop z racji swojej budowy ja ladnie wygladza no ale rigol to sprzet sam wiesz jak dobry). Dlatego tez pisalem ze sam zastosowany uklad pomiarowy ladnie ci wygladzil przebieg. A pomiar dokladny pradu zeby wykonac z duza czestosliwoscia probkowania to trzeba miec sprzed za sporo kasy, wraz ze wspomniana sonda.
Art Erie
Nie wiem jak jest sterowana lampa reporterska bo jej nigdy nie rozbieralem, jedyna jaka mialem rozebrana w lapach to lampa dodawana do malpki typu kodak gdzie tylko byl kondensator i to co potrzebne zeby wygenerowac zaplon i blysk oraz stara ruska na 220V(swoja sb-910 narazie mam na gwarancji wiec nie mam powodu zeby w niej grzebac).
Natomiast nie ma to znaczenia jak jest sterowana jest czy to tyrystorowo czy przez uklad ogranicznie napiecia kondensatora, bo uzyskujemy ten sam efekt inna droga (blysk jest efektem przeplywu pradu/ zapalenie i palenie sie luku).
http://pl.wikipedia.org/wiki/Kondensator Jesli wezmiesz zastanowisz sie nad wyzwoleniem blysku co go powoduje to jest to napiecie, wiec sposob sterowania wysokoscia napiecia jest w tym przypadku bez znaczenia (czy uzyskasz go ladujac kondensator do pewnego napiecia, czy zalaczysz i wylaczysz tyrystor na odpowiedni czas) bo efekt bedzie ten sam, poplynie ten sam prad powodujac ten sam blysk.
U=Q/C jak widac kondensator to twor magazynujacy energie (ladunki elektryczne) Napiecie jest wiec pewna iloscia ladunkow zawartych w pojemnosci danego kondensatora. Kondensator buduje sie na rozne napiecia w zaleznosci od wymogow (odp dielektryk do budowy wnetrza sa to poprostu 2 elektrody przedzielone izolatorem i zwiniete) oraz roznej pojemosci, tak wiec kondensator oda nam tyle emergi (ladunkow) ile zgormadzil czyli U*C.
Nastepnie blysk czyli rozladowanie kondensatora powstaje poprzez przeplyw pradu wen zgromadzonego do odbiornika co opisuje rownanie rozniczkowe I = C du/dt i przebieg tego pradu ladnie przedstawia rys 3 zalaczony przez kolege os pionowa prad pozioma czas.
*"Dlatego ze rozladowujesz kondensator naladowany do max napiecia, wiec czas blysku jest proporcjonalny do wysokosci napiecia jego naladowania. " - rozładowuje się pojemność, nie napięcie kondensatora.
Mam nadzieję, że nie popełniłem błędu, choć elektrotechnikę miałem tylko w podstawówce
Rozladowujesz nagromadzony ladunek, pojemnosc to stala, ktora sie nie zmienia zmienia sie za to napiecie bo gdy tego ladunku mniej to napiecie tez maleje aperiodycznie do zera .
Reasumujac nie ma znaczenia jak sterujesz napieciem bo blysk spowdowany jest przeplywem pradu przez palnik. Palnik to powiedzmy taka zarowka, zarowka jest zwyklym opornikiem/rezystorem jak kto woli. U=I*R stad prad plynacy przez palnik to I=U/R R jest stala bo palnik jest taki sam zawsze dla danego przypadku. Zmieniasz wysokosc napiecia to zmieniasz prad, a wiec moc blysku i czas jego trwania. I nie ma tu znaczenia czy naladujesz kondensator do polowy czy zakluczujesz to tyrystorem.
Na koniec jeszcze dodam ze lampa reporterska jest sterowana tyrystorowo ze wgledow tylko i wylacznie czysto techniczych (wymagane sa rozne czasy blyskow), lampa reporterska bez sterowania tyrystorowego musialby miec tyle kondensatorow ile czasow miala by do ustawienia (mialby te same max napiecie a rozne pojemnosci) aby uzyskac ten sam efekt co lampa sterowana kluczem tyrystorowym. Przez to bylby drozsza o koszt kilkunastu dodatkowych kondensatorow i ich powielonych ukladow wyzwalania oraz odpowiednio wieksze gabaryty.
kazwita
Musialbys miec sonde aktywna pradowa a taka sporo kosztuje, oczywiscie nic nie podlaczaj do wejscia bo pewnie mozesz je upalisz oscyloskop ma max230V a rzeczywiste napiecie to kilka kv z transformatora zaplonowego i dzielnik na sondzie nic nie pomoze. A dlatego ze masz pomiar posredni to na pierwszym wykresie szpilki nie ma. Ale nie ma sie o co spierac, poprostu ciekawi mnie jakby wygladal przebieg pradu zbadany porzadna sonda aktywna (…)
Dziękuję za ostrzeżenia, właśnie z obawy o sprzęt wolę stosować bezpieczniejsze, choć mniej dokładne metody pomiarowe. Zdaję sobie sprawę z ograniczeń posiadanego sprzętu, szczęśliwie kombinowanie jak je obejść też daje sporo frajdy, a o to tu przecież chodzi :). Zresztą jak słusznie zauważyłeś prezentowane tutaj pomiary mają charakter przybliżony, bo do szczęścia brakuje mi choćby krzywej kalibracyjnej napięcie czujnika -- strumień świetlny. Każda jednak dyskusja jest cenna, bo w trakcie wymiany poglądów można wpaść na trop nowych rozwiązań. Więc nie odbieram jej jako sporu, a raczej luźnej, przyjacielskiej rozmowy „jak by to można było jeszcze inaczej ugryźć”. :)
Aha, Rigol (jak dla amatora) nie jest wcale taki zły. Natomiast nowsze modele z wyższych serii DS4xxx, DS6xxx mają już bardzo „apetyczne” parametry, tylko znowu ceny są mniej amatorskie (dochodzą nawet do 8000 euro).
fajne opracowanie, dziękuję autorowi i dyskutantom
[B]lampa reporterska bez sterowania tyrystorowego musialby miec tyle kondensatorow ile czasow miala by do ustawienia (mialby te same max napiecie a rozne pojemnosci)
Przerobiłem wieki temu swoją "Czajkę" (po polsku nie czajka tylko mewa - taka walizeczka u biodra). Do oryginalnego 1000uF dałem telewizyjny 350V z 3-ma pojemnościami znacznie mniejszymi. jakimś chamskim przełącznikiem się to dołączało. Dawało 3 poziomy mocy. Z przyjemnością wypieprzyłem jak kupiłem w Pewexie Nationala z "A".
Art Erie
11-05-2012, 15:10
Art Erie
U=Q/C jak widac kondensator to twor magazynujacy energie (ladunki elektryczne)
Jako laikowi ciężko mi się czyta Twoje posty. Co do kondensatora - jako magazynu "ładunków elektrycznych", to oczywiście pełna zgoda.
Napiecie jest wiec pewna iloscia ladunkow zawartych w pojemnosci danego kondensatora.
Jednak definicję "napięcia" znam zgoła inną... Inna sprawa, że im wyższe napięcie - tym więcej ładunków zgromadzimy w kondensatorze ( i chyba o to Ci chodzi).
I jeszcze tutaj:
Reasumujac nie ma znaczenia jak sterujesz napieciem bo blysk spowdowany jest przeplywem pradu przez palnik.
Pełna zgoda, ale wspomniałem o tym ze względu na sposób w jaki wykonane zostały pomiary.
Palnik to powiedzmy taka zarowka, zarowka jest zwyklym opornikiem/rezystorem jak kto woli. U=I*R stad prad plynacy przez palnik to I=U/R R jest stala bo palnik jest taki sam zawsze dla danego przypadku. Zmieniasz wysokosc napiecia to zmieniasz prad, a wiec moc blysku i czas jego trwania. I nie ma tu znaczenia czy naladujesz kondensator do polowy czy zakluczujesz to tyrystorem.
Palnik nie ma nic wspólnego z żarówką (opornikiem / rezystorem). Wysokie napięcie jest potrzebne do zjonizowania gazu, przez który ( plazma ) przepływają ładunki elektryczne z kondensatora powodując emisję światła. Gaz będzie świecił dopóty, dopóki będzie płynać przez niego prąd ( do wyładowania kondensatora ) plus przez krótki czas potrzebny na "wygaszenie palnika" (elektrony wracają na swoje orbity).
Dlatego w pierwszym poście napomknąłem, że pomiar czasu otwarcia tranzystora będzie nie do końca miarodajnie określał czas błysku lampy, choć nie wiem, czy będzie to miało praktyczny wpływ na rejestrowane światło podczas robienia zdjęć.
Biorę więc korektę na Twoje skróty myślowe i wracamy do tematu.
Z testu wykonanego przez kazwita, jasno wynika, że z pełnej mocy lampy możemy skorzystać jedynie wtedy, gdy czas migawki aparatu jest nie krótszy niż 1/125s.
Druga sprawa, to jak działa lampa błyskowa – otóż błysk rozpoczyna się po otwarciu migawki i jest wygaszany w momencie, gdy migawka się zamyka. Tutaj pytanie: czy w takich warunkach kondensator zdąrzy się w pełni rozładować ? Osobiście wątpię.
Idąc dalej tym tokiem myślenia zrozumiałem, dlaczego w trybie A ( priorytet przesłony ) synchronizacja z lampa jest ograniczona do 1/60s :)
Tutaj jeszcze kilka wykresów http://www.chem.helsinki.fi/~toomas/photo/flash-discharge/regular.html
Napiecie z punktu widzenia kondensatora tlumaczy wzor U=Q/C Q -ladunek zgromadzony na elektrodach C - pojemnosc kondensatora ( http://www.bazywiedzy.com/pojemnosc-kondensatora.php ), definicje napiecia jako roznicy potencialow tez znam. Byc moze nieprecyzyjnie sie wyrazilem, lecz to co napisalem jest wynikiem analizy powyzszego wzoru.
Piszac o palniku jako zarowce (rezystorze), mialem na mysli bardzo uproszczony schemat zastepczy luku elektrycznego, jaki wystepuje w palniku. Zaprezentowano to w schemacie zastepczym luku http://www.arcadvisor.com/faq/dc_direct_current_arc.html
Oczywiscie jest tam jeszcze wiele innych zajawisk (w luku), ktore tu mozna w tej chwili pominac, efektem powstania luku jest oczywiscie jonizacja gazu (a wlasciwie najpierw nastepuje jonizacja, ktorej nastepstwem jest zapalenie luku). Wejsciu elektronow na wyzszy poziom towarzyszy emisja promieniowania/swiatla. Palacy sie luk elektryczny w palniku, caly czas dostarcza energi elektronom, podtrzymujac proces emisji promieniowania.
Po obnizeniu sie napiecia ponizej granicy podtrzymania luku, zjawisko emisji swiatla stopniowo zanika.
Co do pomiaru czas otwarcia tyrystora to dobrze byloby nalozyc na siebie 2 przebigi pradu tyrstora (palnika) oraz napiecia zarejstrowanego przez uklad pomiarowy kolegi (lecz borac pod uwage jego bezwladnosci, moze wystapic pewne opoznienie ze wzgledu na czas nasycenia optotranzystora jak to kolega wspominal). Uzyskalibysmy wtedy efektywne czasy trwania luku do porownania. Z racji bezwladnosci ukladow uzyskalibysmy pewne przesuniecie w "fazie" latwe do skorygowania.
Mam nadzieje ze sprostowalem swoja wypowiedz.
Art Erie
11-05-2012, 20:02
Spoko, ja to wszystko wiem; tylko ciężko mi było przyswoić Twoje skróty myślowe :)
W każdym razie test wiele tłumaczy. Gdyby ktoś miał możliwość wykonania takiego testu z lampami studyjnymi, to chętnie przeczytam i przedyskutuję; bo to co podaje producent ( o ile podaje ),to nie wiadomo co to jest ( t1, t1/2???) i jak się to ma do rzeczywistości...
Powered by vBulletin® Version 4.2.5 Copyright © 2026 vBulletin Solutions, Inc. All rights reserved.