Советская вспышка и импортный цифровой фотоаппарат: работаем вместе.

Автор этой страницы гарантирует только то, что он является ее автором :) А за последствия сборки и использования приводимых здесь схем никакой ответственности он не несет !

За что мне нравится советская аппаратура ? За глобализм :). За то, что старались делать ее не столько максимально продаваемой [с последующим "впариванием"], сколько технически изящной и почти вечной... Ну не всегда получалось, конечно - особенно этап перехода чертежей в готовое устройство - чего стоят конденсаторы к50-6 - или цветные кинескопы, но все таки. Вот, например, осциллограф c1-19a, 1965 года выпуска - за последние 8 лет использования в нем сгорел только один выпрямительный столбик. Все остальное работает. Это вместо пролога.

Недавно купил я цифровой фотоаппарат. С маа-а-аленькой вспышкой, которая только при очень большом желании и предельной чувствительности матрицы могла вытянуть пятиметровый диапазон. А как снимать застолья ?

Хитроумными японцами был предусмотрен т.н. hot shoe или "башмак" или подставка с синхроконтактом, но в инструкции был предельно конкретно сказано: пользоваться им можно только с нашими же японскими вспышками, иначе возможно все, включая полную дохлость аппарата. Особенно, - добавляли они предупредительно, - не стоит пользоваться высоковольтными вспышками. Разумеется, ни инструкция ни сайт не пояснял, сколько именно вольт будет "высоко...". Кстати, не упоминалась там и токовая нагрузка. Отсюда начинается схема номер 1...

...Согласующее устройство

Логично предположить, что если питание аппарата составляет около пяти вольт, то максимальная допустимая разность потенциалов на синхроконтактах также должна лежать по крайней мере в диапазоне 5-10в. Хотя, возможно, и больше. Ток, даже для весьма маломощных транзисторов, а тем более стоящих в интерфейсных схемах, может достигать, по крайней мере, единиц ма. Тем более при таком низком напряжении.

Сделав это предположение, я его проверил, собрав простейшую схему из источника питания (5v) и резистора 1ком. Осциллографом уверенно показал перепад напряжения при срабатывании затвора, но тут же выяснился первый неожиданный для меня факт: фотоаппарату не все равно, какая используется полярность сигнала. Ему явно импонировал минус на корпусе и плюс на центральном контакте.

Теперь нужно было разобраться, как правильно поджигать вспышку. Во первых, какую она дает нагрузку на контакты, во вторых, как она отнесется к предложенным в качестве управляющих элементов тиристорам. Не вдаваясь в детали и результаты отмечу только: используемая в экспериментах СЭФ-3М (и, вероятно, большинство ей подобных пых) весьма чувствительна к резкости фронта коммутации, что, впрочем, логично следует из ее схемотехники.

В итоге родилась следующая схема. Она обеспечивает уверенное срабатывание СЭФ, одновременно ограничивая нагрузку на фотоаппарат разностью потенциалов 1.5 в и током 5 ма. Кстати, похожие схемы предлагались в книжке: [Фотолюбитель-конструктор / Массовая фотографическая библиотека / Сост. В. Анцев, А. Доброславский второе издание, стереотипное. Москва "Искусство" 1991 г.], правда, там речь шла о "размножении" синхроконтактов (использование нескольких вспышек с одним фотоаппаратом... но к этому мы еще вернемся). Обратите внимание, что батарейка в состоянии ожидания никак не используется, таким образом время ее жизни будет, в основном, определяться саморазрядом. Можно, конечно, заменить ее каким-нибудь трансформаторным решением, но, на мой взгляд, это нецелесообразно.

Случайно наткнувшись на упомянутую выше литературу, обнаружил в ней схему оптической синхронизации вспышек. Что это такое ? Очень просто: при срабатывании затвора и одновременном зажигании связанной с ним вспышки, другая вспышка, снабженная специальной схемой, улавливает резкое нарастание освещенности и срабатывает "за компанию". В зависимости от взаимного расположения вспышек, фотоаппарата и объекта съемки можно получить разные эффекты: двойное увеличение освещенности, освещение широкой панорамы и т.д.. Наконец, можно попробовать просто использовать внешнюю вспышку совместно с аппаратом без гнезд синхронизации (при наличии встроенной, но безобразно слабой, вспышки).

Что мне не понравилось в книжной реализации: в качестве оптического датчика там использовался тиристор ку103 со спиленной крышкой, которого у меня нет (как нет и желания потрошить другие имеющиеся тиристоры), кроме того, схема, на мой взгляд, будет иметь не очень большой допустимый диапазон внешней освещенности (она будет срабатывать при превышении определенного порога освещенности, в то время как мой вариант реагирует не столько на абсолютный уровень освещенности, сколько на его резкий перепад).

Оптическая синхронизация вспышки

Описание схемы: Питание составляет приблизительно +10 v (в моем варианте блок питания состоит из трансформатора от зарядного устройства сотового телефона Sagem, моста из четырех диодов д9 и конденсатора 500мкф, хотя можно попробовать использовать химические источники питания - "крону", 7д-0,125д или какой-нибудь "не-ретро" аналог. Схема потребляет около 15 ма).

r1 и c2 образуют фильтр для питания фотодиода и базовых смещений первых двух каскадов. Падение напряжения на r1 составляет около полувольта.

d1 и его нагрузка r2 - датчик освещенности. Падение напряжений при комнатном не прямом освещении около 1в на r2 и, соответственно, около 9в на d1.

Первый каскад на транзисторе q1 работает в режиме, близком к линейному. На его коллекторе при неизменной освещенности должно быть примерно половина напряжения питания - т.е. около 5-7в. Если это не так, проверьте на утечку c1 и c3, а также номинал r3. После этого нужное коллекторное напряжение подбирается коррекцией r4.

Второй каскад на транзисторе q2 работает в районе насыщения, импульсом с q1 частично (или полностью) закрываясь. Соответственно, напряжение на его коллекторе близко к нулю (я ставил около 0.3в), его нужно подобрать резистором r5.

Каскад на q3 работает усилителем тока (в общем, схема может работать и без него, но чувствительность будет хуже, срабатывание неуверенное... хотя, если поставить менее мощный тиристор, возможно, все будет работать и без q3 (кстати, в одном старом номере журнала "Радио" в подобной ситуации использовался тиратрон МТХ-90)). r8 ограничивает максимальный ток через управляющий электрод тиристора. d2 обеспечивает "чистый ноль" - когда напряжение на эмиттере q3 не превышает полувольта диод закрыт и ток через управляющий электрод тиристора не протекает. При отсутствии d2 тиристор может начать приоткрываться - ток будет еще недостаточным для "защелкивания", но уже приведет к существенному разряду конденсатора поджига вспышки. Обратите внимание, что предлагаемый тиристор чувствителен к полярности нагрузки. Т.е. нужно вольтметром или по схеме вспышки разобраться - где на ее синхроконтактах плюс, а где минус.

К сожалению, мне неизвестны марки транзисторов и фотодиода, но во первых - возможно вы их опознаете по фотографии (у транзисторов только одна белая точка сверху и никаких иных опознавательных знаков (если не учитывать форму корпуса)), во вторых - должны подойти любые маломощные n-p-n транзисторы. Ну вот хоть кт315. Думаю, и фотодиод можно воткнуть практически любой, нужно будет только подобрать резистор r2 так, чтобы получить максимальный перепад напряжений в точке их соединения. Диод d2 - любой кремниевый средней мощности (можно попробовать настроить схему и с германиевым диодом или вообще без него), что нибудь вроде кд208 - основной критерий: прямой кратковременный ток не менее 300-400 ма. Я выбирал диод по его корпусу ;).

Сборка: Я собирал схему покаскадно, добиваясь работы каждого каскада (без влияния последующих), контролируя коллекторные напряжения осциллографом. В качестве источника резкой вспышки использовался пульт дистанционного управления телевизором. Мой экземпляр схемы уверенно реагирует на пульт, расположенный в двух метрах. Чтобы зря не эксплуатировать лампу вспышки, можно использовать источник внешнего напряжения (10-30в) катод-анод тиристора (подключив его через резистор 1-3 ком), а для контроля подключить к тиристору вольтметр. Конденсаторы c4 и c5 подавляют возникновение паразитной генерации в схеме. Их нужно устанавливать при ее возникновении.

Замечание 1: Синхронизация внешней вспышки по встроенной в фотоаппарат у меня не получилась - аппарат перед съемкой дает слабую предварительную вспышку до открытия затвора, и ведомая срабатывает именно на этот сигнал, а не на основной - когда затвор открыт. Поэтому в моем случае схема съемки работает только если ведущая вспышка - внешняя (подключенная по схеме 1). Тогда аппарат дает только один синхроимпульс и все работает нормально.

По сообщениям людей, пытавшихся повторить эту конструкцию, существуют фотоаппараты, которые дают предварительную вспышку почти неотличимую от основной (т.е. кажется, что была всего одна вспышка). Способ борьбы с этим явлением лежит на поверхности: нужно в синхронизатор добавить счетчик вспышек - он будет пропускать первый пых и срабатывать на второй, третий ... в зависимости от конструкции вашего фотоаппарата. Схемы, реализующие эту возможность, встречаются в интернете.

Замечание 2: Синхронизация вспышек дает очень незначительную задержку между срабатываниями ведущей и ведомой вспышками. Это косвенно подтверждается тем, что фотографии, сделанные в диапазоне выдержек 1/30 .. 1/200 (другие диапазоны не пробовал) неотличимы по освещенности и на них явно видно освещение от ведомой вспышки (значит она срабатывает !).

Замечание 3: Когда при съемке используется только одна вспышка, ее расположение и направление, как правило, совпадают с объективом фотоаппарата. В чем особенность использования двух вспышек ? Если вторую вспышку расположить рядом и в направлении первой, интенсивность света увеличится, но останется эффект разной освещенности дальнего и ближнего планов. Можно поставить ведомую вспышку через несколько метров в направлении съемки, но более равномерное освещение получается так: две вспышки ставяться на расстоянии примерно три-четыре метра под углом около 45 градусов, на пересечиии их лучей располагается широкий объект съемки (группа людей, например). При этом важно, чтобы ведомая вспышка была расположена не ниже ведущей, иначе можно получить неестественные тени. Лучший результат в плане теней, но худший по интенсивности света будет достигнут, если ведомая вспышка располагается в центре (между фотоаппаратом и объектом, хотя лучше позицию подобрать под конкретное помещение) сверху (на люстре, например) и направлена либо вниз, либо вверх (тогда можно располагать ее не очень высоко, свет будет отражаться и рассеиваться потолком. Если потолок не белый, возможно, нужно будет сначала настроить балланс белого). В этом случае освещение получается наиболее равномерным, а тени - малозаметными.

Вспышка и синхронизатор прицеплены на штативе к люстре

Замечание 4: Обнаружилось, что схема болезненно реагирует на работающий рядом простой тиристорный регулятор температуры паяльника. Она просто усиливает помехи от него и держит контур поджига вспышки постоянно замкнутым. Избавиться от этой помехи конденсаторно-резисторными путями пока не удалось. Вы вряд ли столкнетесь с этим явлением, но все же если ранее работавшая вспышка не срабатывает, несмотря на светящуюся неонку готовности - оглянитесь - может быть поблизости есть включенный регулятор яркости ламп или что-нибудь похожее. В этом случае можно пробовать включить вспышку в другую розетку.

Устройство в сборе. Конденсатор 500 мкф/12 в - музейная редкость ;).

Эпилог

Потолок моих знаний в электронике - закон Ома (что тоже неплохо ;)) и расчет выделяемой мощности от тока и напряжения. Детали обеих схем были выбраны интуитивно и затем подогнаны под ожидаемые режимы работы. Поэтому, возможно, Вы могли бы предложить более простые/надежные/компактные реализации этих схем (например, первый каскад собрать с общим коллектором или на полевом транзисторе...) - пишите - адрес в конце страницы. Вместе с тем, я старался использовать те детали, которые у меня есть: вероятно, для решения второй задачи вообще существуют готовые кристаллы.

Обе схемы проверялись для вспышек СЭФ-3М (лампа ИФК-120, силовой конденсатор 800 мкф). Однако схемотехника большинства советских вспышек очень похожа, поэтому можно предположить, что все должно работать и на других моделях, где основная лампа зажигается от контура: конденсатор 0.1 мкф, заряженный до напряжения 200-300в + входная обмотка повышающего высокочастотного трансформатора (~1:100), выходная обмотка включается между силовым и поджигающим электродами ИФК.

Эти устройства были сделаны примерно в 2005 году и с тех пор работают без поломок. Не так давно (в конце 2008 года) я попробовал их с зеркалкой Nikon D90. Оптическая синхра работает нормально, даже со встроенной вспышкой, но только если её перевести в ручной режим. Причем достаточно даже 1/128 мощности. А вот СЭФ-3М через синхроконтакт (с тиристорной развязкой) работает.... но ... у СЭФ и встроенной вспышки почти одинаковая мощность. Т.е. пользы от неё с D90 практически нет :(.

Кстати, у Nikon'а в инструкции явно указано допустимое напряжение на контакт - 250 вольт (стр. 234 английской и русской инструкций). Вероятно, это индустриальный стандарт, которого придерживались ещё разработчики плёночных фотоаппаратов: на контактах советских вспышек напряжение тоже было не сетевое 310 в, но делённое.

Кстати2: как это часто бывает, русская версия инструкции переведена неверно: "Negative voltages or voltages over 250 V applied to accessory shoe could not only prevent normal operation, but damage the sync circuitry of the camera or flash". На русский это перевели так: "Пониженное напряжение на контактах вспышки или напряжение свыше 250 В может не только..." и далее по тексту. Я задумался, как именно пониженное напряжение может повредить фотоаппарат, пока не догадался залезть в английский вариант :)).

Владимир