Человеческий организм - очень интересное, и одновременно ещё не до конца изученное творение природы. Многие люди утверждают, что инфразвук очень пагубно влияет на их самочувствие и здоровье. Есть целые статьи, посвящённые тому, как колебания воздуха на низких частотах влияют на мозг и могут буквально свести человека с ума. Верить в пагубное влияние инфразвука, или не верить - каждый решает сам, а вот с тем фактом, что резкие вспышки света с небольшой частотой в несколько герц могут полностью дезориентировать человека - факт. Ведь не зря же многие фонарики полицейских имеют функцию стробоскопа - такие вспышки, особенно когда вокруг темнота и зрачок глаза максимально расширен, могут полностью обезоружить человека. Конечно, стробоскоп в качестве средства самообороны - не самый лучший вариант, однако это не единственное его применение. Мощный стробоскоп может выступать в роли световой установки на дискотеках и концертах, создавая непередаваемую атмосферу. Также с помощью мощного стробоскопа можно наблюдать интересные оптические иллюзии - например, если освещать стробоскопом маятник, частота колебаний которого примерно равна частоте вспышек стробоскопа, то визуально частота колебаний маятника будет совершенно другой. Происходит это из-за этого, что человеческий глаз будет "видеть" маятник только в те моменты, когда он освещён вспышкой. Для того, чтобы стробоскоп был не просто детской моргалкой, а именно стробоскопом, для его построения нужно использовать мощные светодиодные матрицы, рассчитанные на напряжение 220В. Для того, чтобы заставить матрицы не просто светится, а мигать, необходимо собрать схему, представленную ниже.
В левой части схемы видны контакты, обозначенные как "220" - сюда будем подавать переменное напряжение прямо из розетки. Далее по схеме можно увидеть, что к сети 220В подключаются диодный мост (выпрямитель напряжения из переменного в постоянное) и импульсный блок питания, на выходе которого 12В постоянного напряжения. Блок питания нужен для питания логической части схемы, которая собрана на микросхеме-таймере NE555. Эта микросхема потребляет небольшой ток, а потому к импульсному блоку питания не предъявляется больших требований - напряжение в пределах 10-14В, максимальный ток должен быть как минимум 100 мА. Здесь можно использовать, например, вот такие миниатюрные импульсные блоки питания, они не отнимут много места в корпусе будущего стробоскопа. Как правило, они имеют два контакта для подключения к сети 220 и два контакта для вывода готовых 12В. Основное место в таких блоках питания занимают трансформатор и конденсаторы. Более простой, но несколько менее надёжный вариант - использовать блок питания на гасящем конденсаторе, рассчитанный на то же самое напряжение.
Контактами +12В и -12В не схеме помечены выходы блока питания, параллельно им следует поставить фильтрующий конденсатор 470-1000 мкФ, на схеме он обозначен как С1. Далее это напряжение поступает на микросхему NE555, которая генерирует прямоугольные импульсы - те самые, от которых будет зависеть частота вспышек стробоскопа. Схема имеет всего один переменный резистор, обозначенный как R3, от его положения будет зависеть частота вспышек стробоскопа, её можно будет менять в больших пределах. Скважность импульсов в этой схеме уже подобрана так, чтобы обеспечивать эффективный световой поток, но при этом не перегревать светодиодные матрицы даже без массивного радиатора. Поэтому желательно соблюдать все номиналы резисторов и конденсаторов в обвязке NE555, ведь от них будет зависеть правильность работы стробоскопа. Диод на схеме - любой кремниевый, например, 1N4148 или 1N4007. Третий вывод микросхемы - выход, с него поступают прямоугольные импульсы и через токоограничивающий резистор идут на затвор полевого транзистора. Этот полевой транзистор - важная часть схемы, ведь именно он коммутирует светодиодные матрицы. Здесь можно применить практически любой мощный полевой транзистор с током как минимум 5А, напряжением 400 и более вольт. Например, подойдёт IRF740. Предпочтение стоит отдать тем транзисторам, у которых меньше сопротивление перехода в открытом состоянии, в этом случае нагрев транзистора будет меньше. При правильно собранной схеме транзистор не должен сильно нагреваться, так как он работает в ключевом режиме, но радиатор не будет лишним для большей надёжности.
По схеме видно, что к сети 220В, параллельно с блоком питания подключается диодный мост, который служит для превращения переменного напряжения в постоянное. После диодного моста подключаются матрицы таким образом, что аноды (плюсы) матриц соединяются непосредственно с плюсовым выходом диодного моста, а катоды (минусы) матриц подключаются через полевой транзистор, который управляется от логической части. При этом минус диодного моста соединяется с минусом импульсного блока питания. На фотографии ниже показано фото диодного моста. Важно хорошо изолировать все электрические части схемы, ведь замыкание сети 220В может привести к печальным последствиям.
Здесь можно использовать любой готовый диодный мост на напряжение как минимум 500В и ток 1А, либо можно собрать диодный мост самому, в соответствии со схемой. Подойдут для этого распространённые диоды 1N4007, рассчитанные на максимальный ток в 1А и напряжение 1000В. Для стробоскопа можно использовать как всего одну матрицу, так и несколько, соединённых параллельно, в этом случае эффект стробоскопа значительно усиливается.
Вся конструкция монтируется в просторном прямоугольном корпусе, при этом три большие светодиодные матрицы располагаются снаружи. Важно хорошо заизолировать контакты, через которые подводится питание к матрицам, иначе будет легко получить удар током при использовании стробоскопа. В обычном режиме работы, когда матрицы светят непрерывно, они довольно сильно нагреваются и требуют радиаторов для охлаждения, но в режиме стробосокопа они питаются импульсами напряжения, а потому и нагреваться будут в несколько раз меньше и даже не требуют радиатора. Допустим нагрев при длительной работе до 40-50°C без вреда для самих светодиодов. Также наружу корпуса выводится переменный резистор R3, который служит для регулировки частоты мерцаний стробоскопа. Здесь можно использовать любой потенциометр сопротивлением 1 МОм, характеристика линейная. На его ручки для красоты и удобства надевается пластиковая ручка. Сама схема генерации импульсов собирается на макетной плате и располагается внутри корпуса, вместе с диодным мостом и миниатюрным блоком питания. Сетевой шнур выводится из корпуса, при желании можно установить выключатель питания и установить разъём. Также не лишним в такой конструкции будет плавкий предохранитель в цепи 220В.
Схема питается от опасного сетевого напряжения, а потому для сборке и наладке схемы нужно быть крайне внимательным и прикасаться к токоведущим частям конструкции только после отключения от сети. Готовая конструкция начинает работать сразу, не требует настройки. Таким образом, получился достаточно мощный стробоскоп, который запросто может ослепить человека, если направить его прямо в глаза - поэтому так делать не стоит. Данную конструкцию можно усовершенствовать, добавив, например, выключатель, который будет напрямую замыкать сток и исток транзистора, тем самым включая светодиоды на постоянную работу. В этом случае стробоскоп становится простым прожектором. Удачной сборки!
Становитесь автором сайта, публикуйте собственные статьи, описания самоделок с оплатой за текст. Подробнее здесь.
