Стробоскопия

Как работает стробоскопическая лампа?

Когда предмет движется быстро, то глаза не могут сосредоточиться на нём. В зависимости от скорости движения предмета по отношению к расстоянию от смотрящего предмет может казаться размытым (расплывчатым) изображением. Например, лопасти вентилятора при вращении кажутся полупрозрачной плоскостью. Наблюдатель пытается сконцентрироваться на лопастях, но так как они продолжают движение, глаза получают только размытую картинку:

Размытие изображения называется «motion blur» (смазывание). Из-за эффекта смазывания невозможно чётко видеть предмет, движущийся со скоростью 80 м/мин, и довольно затруднительно различить предмет, скорость которого находится в диапазоне от 40 до 80 м/мин.

Попытки сконцентрироваться на движущемся предмете ясно демонстрируют нам ограниченность нашего зрения. Реагирование глаза на свет можно сравнить с реакцией химических веществ на плёнке фотоаппарата. Когда свет попадает на химические вещества, они активируются и формируют изображение на плёнке. Если фотографируемый объект движется слишком быстро, изображение получается смазанным. Чтобы решить эту проблему, фотограф увеличивает выдержку затвора. При короткой выдержке сокращается время активации светом химического материала. Так как затвор открыт на меньший интервал времени, объект лучше фиксируется и получается менее размытым на плёнке. Таким образом, фотограф получает более чёткое изображение. Очевидно, что мы не можем увеличить частоту восприятия наших глаз, поэтому нам необходимо подобрать подходящий фотографический затвор, который не произведёт разрушающий, раздражающий или ограничивающий наши возможности эффект.

Вспышка стробоскопической лампы замораживает движение предмета так же, как это делает затвор фотоаппарата. На вспышку длиною 10-30 мкс сетчатка глаза реагирует как на стоп-кадр. Объект, движущийся со скоростью 600 м/мин, проходит расстояние в 0,1 мм за это время, и оно представляется настолько ничтожным, что глаз воспринимает его как отсутствие движения. Таким образом устраняется эффект размытости и повышается контрастность, которая имеет решающее значение для выделения и распознавания предмета. При увеличении частоты вспышки в поле зрения глаза прокручивается последовательность изображений, которая стимулирует выявление и идентификацию дефектов. Когда глаз видит один и тот же дефект несколько раз, он сосредотачивается на нём и дефект отпечатывается в сознании.

Стробоскопы в рекламе и архитектурной подсветке

Еще одним местом, где часто используются стробоскопы, является рекламная и архитектурная подсветка зданий и рекламных щитов.

Стробоскопическая подсветка наружной рекламы

С помощью такой подсветки можно добиться многих положительных моментов:

• привлечение потенциальных клиентов;
• качественная подсветка зданий или рекламных щитов;
• выделение магазина или архитектурного сооружения на фоне остальной иллюминации ночного города;
• эстетичный и декоративный вид подсветки различных объектов.

В этой области используют два типа светодиодных приборов:

• накладные модели, включающие группу из 20 светодиодов. Они помещаются в герметичный корпус и прозрачный плафон;
• флеш-лампы. Здесь светодиоды также собраны в группу и помещены в корпус, имеющий цоколь Е-27.

Выбор модели стробоскопа здесь основывается на поверхности, которую нужно подсветить.

Классификация приборов

Кроме классификации по конструкционным особенностям стробоскопы подразделяются еще на три группы:

• цокольные;
• бесцокольные. Они имеют два выводных контактных поля для подсоединения их напрямую к электросети;
• суперстробы. Имеют вид пластиковой трубы, длина которой может составлять 1,5 м. Внутри размещается от 4 до 8 стробоскопических лампочек. Для их работы необходимо специальное подключение посредством соответствующего контроллера. С его помощью можно будет создать эффект «бегущего огня». Такие приборы были разработаны корпорацией Neo-Neon.

Суперстробы

Различные виды стробоскопов применяются, соответственно, в разных сферах.

Механический

В своей простейшей механической форме стробоскоп может представлять собой вращающийся цилиндр (или чашу с приподнятым краем) с равномерно расположенными отверстиями или прорезями, расположенными на линии прямой видимости между наблюдателем и движущимся объектом. Наблюдатель одновременно смотрит через отверстия / щели на ближней и дальней стороне, при этом щели / отверстия движутся в противоположных направлениях. Когда отверстия / прорези выровнены на противоположных сторонах, объект становится видимым для наблюдателя.

В качестве альтернативы, одно подвижное отверстие или прорезь можно использовать с фиксированным / неподвижным отверстием или прорезью. Стационарное отверстие или прорезь ограничивает свет до единственного пути обзора и уменьшает блики от света, проходящего через другие части движущегося отверстия / прорези.

Просмотр через одну линию отверстий / щелей не работает, поскольку кажется, что отверстия / щели просто проходят по объекту без стробоскопического эффекта.

Скорость вращения регулируется так, чтобы она синхронизировалась с движением наблюдаемой системы, которая, кажется, замедляется и останавливается. Иллюзия вызвана временным наложением спектров , широко известным как стробоскопический эффект .

Электронный

В электронных версиях перфорированный диск заменен лампой, способной испускать короткие и быстрые вспышки света. Обычно используются газоразрядные или твердотельные лампы, поскольку они способны излучать свет почти мгновенно при подаче питания и так же быстро гаснуть при отключении питания.

Для сравнения, лампы накаливания имеют кратковременный прогрев при включении, за которым следует период охлаждения при отключении питания. Эти задержки приводят к смазыванию и размытию деталей частично освещенных объектов во время периодов разогрева и охлаждения. Для большинства применений лампы накаливания слишком медленные для четких стробоскопических эффектов. Тем не менее, при работе от источника переменного тока они в большинстве случаев достаточно быстрые, чтобы вызывать слышимый гул (с удвоенной частотой сети) при например, при проецировании пленки.

Частота вспышки регулируется таким образом, что он является равным или долей единицы циклической скорости объекта, в какой момент объект виден быть либо стационарными или медленно двигаются назад или вперед, в зависимости от частоты вспышки.

Неоновые лампы или светодиоды обычно используются для стробоскопов низкой интенсивности. Неоновые лампы были более распространены до появления твердотельной электроники, но в большинстве стробоскопов низкой интенсивности их заменяют светодиоды.

Ксеноновые лампы-вспышки используются для стробоскопов средней и высокой интенсивности. Достаточно быстрое или яркое мигание может потребовать активного охлаждения, такого как принудительное воздушное или водяное охлаждение, чтобы предотвратить плавление ксеноновой лампы.

Преимущества и недостатки

К преимуществам всех стробоскопов, вне зависимости от сферы их применения, можно отнести:

создание разнообразных световых эффектов;

Вариант стробоскопического эффекта

• возможность подключения музыкального сопровождения;
• создание необходимой атмосферы праздника и торжества;
• возможность регулировать яркость излучаемого светового потока.

Наибольшей популярностью на сегодняшний день пользуются именно светодиодные приборы. Это связано с достоинствами самих источников света, к которым относят:

• экономичность в вопросе потребления электроэнергии;
• создание качественного светового потока;
• различные цвета свечения диодов;
• длительный период службы;
• они обладают высокой устойчивостью к различным видам воздействий, особенно механического плана;
• полная безопасность и экологичность.

К недостаткам таких изделий, вне зависимости от источника света, можно отнести высокую стоимость, а также невозможность длительный период времени находиться в стробоскопическом эффекте, так как это приводит к переутомлению глаз.

Схема подключения

Обычно автомобильные тюнинговые стробоскопы устанавливаются в фары, но существуют модели в виде источников света, устанавливаемых на тех или иных элементах автомобиля. Проблесковый маячок или так называемая «мигалка» на крыше спецмашины – это тоже своего рода автомобильный стробоскоп только с очень маленькой частотой вспышек, и служит он для привлечения внимания.

Независимо от того, в каком месте авто будет устанавливаться прибор и для чего использоваться, схема его подключения останется та же. Для запуска в работу большинству имеющихся в продаже устройств достаточно питания, поэтому подключить прибор не составляет никакого труда. К примеру, его можно запитать просто от аккумулятора, включив через переключатель, установленный в любом удобном месте.

Такая схема удобна тем, что автомобильный стробоскоп можно использовать на стоянках с заглушенным двигателем

Забыть же автомобиль в гараже с включенным прибором довольно сложно – слишком уж он обращает на себя внимание

Простая схема включения автомобильного стробоскопа (выключатель не показан)

Важно! Кроме выключателя, в цепь питания устройства нужно поставить предохранитель. Это поможет избежать крупных неприятностей вплоть до пожара при поломке прибора

Еще один вариант подключения – параллельно габаритным огням. В этом случае прибор будет включаться из салона вместе с габаритными огнями.

Подключение автомобильного стробоскопа к габаритным огням

Следующий вариант – подключение автомобильного стробоскопа к замку зажигания. В этом случае стробоскоп будет включаться при пуске двигателя.

Подключение автомобильного стробоскопа к замку зажигания

Есть модели приборов, которые включаются при помощи беспроводного пульта ДУ. Оптимальная схема подключения такого устройства – к аккумулятору (I вариант).

“Мигалка” с радиопультом ДУ

Что собой представляет прибор и его виды

Стробоскоп представляет собой специальную осветительную установку, которая способна создавать стробоскопический эффект для излучаемого светового потока. Этот эффект основан на восприятии мозгом человека так называемого «остаточного изображения». В результате для создания этого эффекта прибор производит с высокой скоростью яркие и повторяющиеся вспышки света.

Стробоскопический эффект

Принцип работы основан на характерных нюансах восприятия зрительными анализаторами человека перемещения предметов на фоне вспышек источника света. В ситуации, когда происходит сочетание (совпадение) частоты движения вращающегося предмета с частотой вспышек света для человека, который наблюдает за данным явлением, будет казаться, что перемещающийся объект покоится. Несмотря на то, что создать стробоскопический эффект не так уж и легко, подобного рода приборы в самой своей незатейливой интерпретации существовали уже в прошлом веке. В те времена стробоскоп с газоразрядной лампой применялся для обеспечения регулировки скорости вращения диска в проигрывателе грампластинок. На сегодняшний день имеется несколько разновидностей стробоскопов, которые по своим конструкционным особенностям подразделяются на такие виды:

• электронно-оптические. С целью прерывания светового потока в такого родах приборах используют затворы света. Их работа основана на разнообразных оптико-электронных эффектах;
• оптико-механические. Такие приборы еще называют тахометры. В роли светового прерывателя здесь применяются диски со щелями;
• электронные. В своем составе имеют электронную схему. Она представляет собой импульсный генератор, осуществляющий регуляцию частоты импульсов, а также источника света. В роли источника света в электронных моделях зачастую применяются либо светодиодные лампочки, либо газоразрядные лампы;
• осциллографические. Применяются для всевозможных обследований электронных цепей.

Электронный тип стробоскопа

Но это далеко не единственная классификация приборов, работающих на принципе создания стробоскопического эффекта.

Как уйти от наказания

Сразу стоит отметить, что если инспекторы ДПС обнаружат стробоскопы красного и синего цветов, договориться с ними вряд ли получится. Почти всегда в такой ситуации водитель лишается прав, лучше не нарушать закон и выбирать нейтральные варианты белого цвета.

Стоит отключать оборудование, если навстречу едет полицейская машина или экипаж ДПС. Любой стробоскоп – это нарушение, поэтому если машину не остановили несколько раз, это не значит, что все законно. Рекомендуется устанавливать приборы так, чтобы они не были видны или не бросались в глаза. Один из вариантов – установка в салоне, если цвет белый, водитель ничего не нарушает, так как в КОаП есть указание только о световом оборудовании, расположенном в передней части машины.

Если все-таки возникли проблемы, нужно акцентировать внимание на том, что это не спецсигнал, чтобы получить минимальный штраф. Некоторые водители делают систему, при которой можно переключить стробоскоп в режим постоянного света, в этом случае можно избежать наказания

Стробоскопы не должны быть красного и синего цветов, этот вариант запрещен, оранжевые варианты тоже являются нарушением. А вот белый свет ставить не запрещено, но при этом штраф все равно могут выписать за нарушение Правил пользования световыми приборами.

Какие могут быть штрафы за стробоскоп

Тут все зависит от ситуации и цвета установленных стробоскопов. Если исходить из сложившейся практики, можно выделить такие варианты:

1. Если нарушение не грубое и работает световой прибор белого или другого цвета, не относящегося к спецсигналам, может быть наложен штраф за нарушение правил пользования световыми приборами, он составляет 500 рублей.
2. При использовании огней красного цвета, а также приборов, режим которых не соответствует Правилам допуска штраф составит 3 тысячи рублей для обычного водителя и от 15 до 20 тысяч для должностных лиц. А если нарушение допущено юридическим лицом, сумма вырастет и составит от 400 до 500 тысяч.

Автомобильные стробоскопы

Для адекватной работы автомобиля необходим правильный монтаж начального момента зажигания. Кроме этого также необходима правильная работа регуляторов (вакуумного, центробежного) опережения зажигания. Если эти элементы были установлены неправильно, то это приведет к увеличению расхода топлива, а также уменьшению срока функционирования в правильном режиме двигателя транспортного средства. Для оптимальной регулировки столь важных для машины процессов и были созданы автомобильные стробоскопы.

Автомобильный стробоскоп

С помощью автомобильных стробоскопов можно проверить или установить начальный момент зажигания. Его установка позволяет устранить все возможные неполадки на данном участке, что положительным образом скажется на движении машины, работе двигателя и растратах на топливо.
Кроме этого изделия, оснащенные светодиодными источниками света, часто устанавливаются на бамперах или радиаторах

С помощью их можно привлечь внимание к машине других водителей. Особенно полезен свет стробоскопа в темное время суток.Схема стробоскопа, оснащенного светодиодными лампочками, не предполагает использования бортового токопреобразователя для автомобиля

Здесь для питания светодиодов необходим аккумулятор на 12 В. При этом вместо задающего генератора для импульсного источника питания led можно использовать одновибратор. Он при образовании искры будет синхронизировать сигналы, поступающие от цилиндра двигателя. Для питания led необходим импульс от задающего каскада, попадающего на электронный коммутатор. В него входят мощные транзисторы.

Светодиодный автомобильный стробоскоп

Кроме светодиодных моделей для машин часто используют изделия, оснащенные газоразрядными лампами. Схема такого прибора имеет следующие элементы:

• безынерционная импульсная газоразрядная лампа. Ее цепи поджига в двигателе подключены к свече первого цилиндра;
• резисторы и конденсаторы, которые формируют в цепи напряжение.

Газоразрядный автомобильный стробоскоп

В момент, когда в цилиндре двигателя образуется искра, газоразрядная лампа выдает импульс света. Настройка адекватности функционирования момента зажигания, а также действия регуляторов опережения зажигания ведутся по меткам, размещенным на движущейся части двигателя.

Что нужно для изготовления стробоскопа

Для изготовления стробоскопа потребуются следующие комплектующие:

1. Собственно фонари. Можно использовать готовые фонари (например, несложно приобрести комплект дневных ходовых огней). Можно собрать что-то самодельное (на базе противотуманок и т.п.). Безусловно, фонари стробоскопа строятся на светодиодах. Лампы накаливания применять бессмысленно, и дело тут не только в токе потребления. Срок службы нити традиционного источника света зависит от количества включений и выключений. Поэтому в режиме мигания такая лампа долго не протянет.
2. Плата управления. Можно построить на различной элементной базе.
3. Дополнительные элементы – предохранитель и выключатель (кнопка с фиксацией или тумблер). Плавкий элемент можно использовать резервный, если такой имеется в автомобиле, или поставить дополнительный. Выключатель не обязателен, но крайне желателен. Должна быть возможность отключить стробоскоп (например, чтобы не раздражать сотрудников дорожной полиции). Кнопку или тумблер можно смонтировать на панели автомобиля в любом удобном месте.

Для установки потребуется слесарный инструмент – подбирается по месту, в зависимости от способа и места монтажа.

Законность установки

Насколько законна установка автомобильного стробоскопа? Думаю, практически каждый автовладелец знает ответ на этот вопрос. Ну а для того, кто не знает, привожу выдержки из некоторых правовых документов, которые нарушаются при установке стробоскопа для автомобиля:

Постановление от 10 сентября 2009 г. N 720 Об утверждении технического регламента о безопасности колесных транспортных средств.

п.1.3.6. Никакой огонь не должен быть мигающим, за исключением огней указателей поворота, огней аварийного сигнала и боковых габаритных огней желтого цвета, применяемых совместно с указателями поворота.

Статья 12.5 КоАП

• п.3. … а равно световые приборы, цвет огней и режим работы которых не соответствуют требованиям Основных положений по допуску транспортных средств к эксплуатации и обязанностей должностных лиц по обеспечению безопасности дорожного движения…
• п.4. Управление транспортным средством, на котором без соответствующего разрешения установлены устройства для подачи специальных световых или звуковых сигналов (за исключением охранной сигнализации)…

Схема стробоскоп для авто своими руками

Одним из важнейших условии исправной работе! автомобильного бензинового двигателя является правильная установка угла опере­жения зажигания. В двигателях автомобилей ВАЗ установка угла опережения зажигания произво­дится по четырем меткам, — одной на шкиве коленвала, и трем на корпусе блока. Обычно, для регули­ровки зажигания пользуются довольно громоздким прибором. -стробоскопом. По питанию стробо­скоп подключают к аккумулятору автомобиля, а третий провод. — к свечному проводу первого цилинд­ра. При работающем двигателе лампа стробоскопа вспыхивает каждый раз. как только импульс высокого напряжения поступает на свечу первого цилиндра. Свет пампы направляют на метки. В результате синхронною вспыхивания лампы мы видим четыре метки, — три на блоке и одну на шкиве, которая нам кажется неподвижной По взаимному расположению этих моток опре­деляют правильность установки зажигания (метка на шкиве должна быть напротив сред­ней метки на блоке, если это не так, нужно поправить поворотом корпуса трамблера).

Стандартный стробоскоп довольно громозд­кий, тяжелый и хрупкий прибор, в основном, бпагодаря имеющейся в нем газоразрядной пампе и импульсному трансформатору. Но, используя современную элементную базу, можно сделать стробоскоп немногим больше шариковой ручки.

На рисунке 1 показана схема стробоскопа, в котором вместо газоразрядной пампы рабо­тает свсодиодная автомобильная лампочка на 12V (сейчас такие светодиоды-пампы ста­ло модно устанавливать в подфарники вместо памп накаливания).

Рис. 2.

Подключается прибор к системам автомоби­ля тремя проводами с зажимами «Крокодил» Два — к аккумулятору, а третий к проводу 1-го цилиндра. Третий «Крокодил» (подключае­мый к свечному проводу) немного переде­лан. — его «зубы» загнуты внутрь, чтобы не портить свечной провод, и он скорее напоми­нает металлическую прищепку.

Как только импульс высокого напряжения поступает на свечу 1-го цилиндра, через емкость между жилой свечного провода и корпусом «Крокодила-прищепки» всплеск напряжения поступает на вывод 2 элемента 01.1 (стабилитрон VD1 защищает вход эле-мента от перенапряжения) Одновибратор на элементах 01.1-D1.2 сформирует импульс, длительность которого около 1 mS. Этот импульс через буферный каскад на элемен­тах 01.3 и 01.4 поступает на базу транзисто­ра V11, входящего в состав импульсного ключа VT1-VT2.
Ключ открывается и вспыхи­вает светодиодная лампочка HL2-

Теперь о деталях схемы С1. R1 и R2 рас­паяны непосредственно в ручке «Крокоди­ла», подключаемого   на   свечной провод.

Соединительный кабепь. — мягкий экраниро­ванный, длиной не более ЬО см. Для подклю­чению к аккумулятору. — обычные провода, как для «переноски», любой длины (в разум­ных пределах). Диод V02 служит для заши­ты схемы от случайной переполюсовки пита­ния. Светодиод HL1 — индикатор правильного подключения к аккумулятору.

Основой для прибора послужил цилиндри­ческий китайский карманный фонарик. Все его «внутренности» (выключатель лампочка, батарейки) удалены, оставлен пустой корпус и конический отражатель. Основание отра­жателя немного расширено так, чтобы в него можно было установить светодиодную авто­мобильную лампочку. В корпусе размешена печатная плата (рис. 2) на которой смонти­ровано большинство деталей. В корпусе просверлены отверстия под соединительные провода и светодиод HL1.

Подстроечный резистор R4 служит для установки длительности вспышки HL2 такой,

при которой метка на вращаюшемся шкиве работающего двигателя видна неподвижной и не размазанной, но видимость, при этом остается достаточной.

Если прибор не реагирует на импульсы в свечном проводе, к которому подключен «Крокодил-прищепка», ипи реагировать начи­нает только при сильном сжатии «Крокоди­ла», нужно увеличить сопротивление R2.

Вместо светодиодной лампочки можно использовать обычный сверхяркий свето­диод, включив его через резистор сопротив­лением около 10 От. Но пользоваться стро­боскопом будет не так удобно, потому что из-за меньшей яркости света нужно будет его располагать ближе к меткам на двигателе.

Теги

Автомобильные стробоскопы

Для адекватной работы автомобиля необходим правильный монтаж начального момента зажигания. Кроме этого также необходима правильная работа регуляторов (вакуумного, центробежного) опережения зажигания. Если эти элементы были установлены неправильно, то это приведет к увеличению расхода топлива, а также уменьшению срока функционирования в правильном режиме двигателя транспортного средства. Для оптимальной регулировки столь важных для машины процессов и были созданы автомобильные стробоскопы.

Автомобильный стробоскоп

С помощью автомобильных стробоскопов можно проверить или установить начальный момент зажигания. Его установка позволяет устранить все возможные неполадки на данном участке, что положительным образом скажется на движении машины, работе двигателя и растратах на топливо. Кроме этого изделия, оснащенные светодиодными источниками света, часто устанавливаются на бамперах или радиаторах

С помощью их можно привлечь внимание к машине других водителей. Особенно полезен свет стробоскопа в темное время суток

Схема стробоскопа, оснащенного светодиодными лампочками, не предполагает использования бортового токопреобразователя для автомобиля. Здесь для питания светодиодов необходим аккумулятор на 12 В. При этом вместо задающего генератора для импульсного источника питания led можно использовать одновибратор. Он при образовании искры будет синхронизировать сигналы, поступающие от цилиндра двигателя. Для питания led необходим импульс от задающего каскада, попадающего на электронный коммутатор. В него входят мощные транзисторы.

Светодиодный автомобильный стробоскоп

Кроме светодиодных моделей для машин часто используют изделия, оснащенные газоразрядными лампами. Схема такого прибора имеет следующие элементы:

• безынерционная импульсная газоразрядная лампа. Ее цепи поджига в двигателе подключены к свече первого цилиндра;
• резисторы и конденсаторы, которые формируют в цепи напряжение.

Газоразрядный автомобильный стробоскоп

В момент, когда в цилиндре двигателя образуется искра, газоразрядная лампа выдает импульс света. Настройка адекватности функционирования момента зажигания, а также действия регуляторов опережения зажигания ведутся по меткам, размещенным на движущейся части двигателя.

Фонарь-стробоскоп

Еще одной интересной моделью являются фонари-стробоскопы. Такие осветительные имеют два режима работы обычный и, собственно, стробоскопический.

Фонарь-стробоскоп

Заметьте, при работе фонаря в стробоскопическом режиме возможны следующие последствия:

• дезориентация;
• нарушение периферийного и прямого зрения;
• появление кратковременного смятения и страха.

В связи с этим такие приспособления можно использовать в качестве элемента самозащиты при нападении агрессивно настроенных лиц в темное время суток. Очень часто такими приборами в своей работе пользуются полицейские.

Похожие записи:

Как утеплить балкон своими руками Посадка газона осенью: когда сеять, сроки Как выбрать межкомнатные двери: виды и советы Генератор 12 вольт Постройка теплицы по методу доктора митлайдера Схема реверса трехфазного двигателя