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STROBO lampada stroboscopica xenon

STROBO è il progetto di una lampada stroboscopica xenon, che ho realizzato quando ero ragazzo. La lampada può lampeggiare autonomamente, a frequenza impostabile, e oltretutto può essere controllata anche dal PC, da un microfono e da altre luci, tramite moduli ausiliari.

Attenzione! Tutto lo stroboscopio è collegato direttamente alla rete 230 Volt, pertanto è molto pericoloso toccare ogni sua parte (anche i suoi piedini 5 e 6). Sono invece elettricamente isolati i terminali 3 e 4. Per l’alimentazione in sicurezza è infatti consigliabile interporre tra la presa rete e lo stroboscopio un trasformatore di isolamento 220 – 220 Volt.

Inoltre, la lampada stroboscopica xenon è alimentata da una tensione di 600Vdc (tra i suoi terminali A e K) e la tensione di innesco della stessa lampada può raggiungere anche 4KV!

Schema elettrico lampada stroboscopica xenon

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I/O:

  • 1, 2 – ingresso tensione di alimentazione (220-230Vac), i componenti non sono isolati, quindi non toccateli!
  • 3,4 – ingresso per comandare l’impulso luminoso (opto isolato, 5-15Vdc)
  • 5, 6 – uscita di alimentazione a bassa tensione (12Vdc, pochi mA)
  • S1 – interruttore di alimentazione generale
  • S2 – scala oscillatore interno (lampeggi lenti / veloci)
  • S3 – interruttore per abilitare l’oscillatore (abilitazione lampeggio automatico)
  • R11 – regolazione frequenza di lampeggio della lampada

Modulo ausiliario 1: innesca un lampeggio della lampada xenon quando viene rilevato un flash di un’altra lampada o un suono.

Modulo ausiliario 2: consente di collegare lo stroboscopio xenon alla porta parallela del computer, per comandare i lampeggi.

Lista dei componenti, resistori:
  • R1  – 1 KOHM     17 W (deve dissipare calore)
  • R2  – 1 KOHM     17 W (deve dissipare calore)
  • R3  – 5600 OHM    5 W (deve dissipare calore)
  • R4  – 27 KOHM   1/2 W
  • R5  – 1 MOHM    1/2 W
  • R6  – 270 KOHM  1/2 W
  • R7  – 330 OHM   1/4 W
  • R8  – 100 OHM   1/2 W
  • R9  – 1 KOHM    1/4 W
  • R10 – 680 OHM   1/4 W
  • R11 – 10 KOHM potenziometro logaritmico
  • R12 – 1 KOHM    1/4 W
  • R13 – 470 OHM   1/4 W
Lista dei componenti, condensatori:
  • C1  – 22 uF   350 V o più, elettrolitico
  • C2  – 22 uF   350 V o più, elettrolitico
  • C3  – 22 uF   350 V o più, elettrolitico
  • C4  – 22 uF   350 V o più, elettrolitico
  • C1, C2, C3, C4, utilizzare condensatori ad alto potere di scarica
  • C5  – 100 nF  630 V poliestere
  • C6  – 470 uF  25 V  elettrolitico
  • C7  – 100 nF  poliestere
  • C8  – 10 nF  poliestere
  • C9  – 47 uF   25 V  elettrolitico
  • C10 – 470 uF  25 V  elettrolitico
Altri componenti elettronici:
  • IC1  – NE.555
  • TR1  – BC.237
  • SCR1 – TYN.612
  • OC1  – 4N.25
  • D1   – 1N.4007
  • D2   – 1N.4007
  • D3   – 1N.4007
  • D4   – diodo al germanio
  • DZ1  – diodo zener 12 V  1 W
  • S1   – interruttore (interruttore di alimentazione)
  • S2   – interruttore
  • S3   – interruttore
  • T1   – trasformatore di innesco per lampade xenon
  • F1   – fusibile 250 V  500 mA
  • LN1  – lampada al neon senza resistore
  • LP1  – lampada stroboscopica xenon
Componenti dei moduli ausiliari, resistori:
  • R14 – 4700 OHM  1/4 W
  • R15 – 1 KOHM    1/4 W
  • R16 – 10 KOHM   1/4 W
  • R17 – 10 KOHM   1/4 W
  • R18 – 470 KOHM  trimmer
  • R19 – 470 OHM   1/4 W
  • R20 – 100 KOHM  1/4 W
  • R21 – 820 OHM   1/4 W
Componenti dei moduli ausiliari, condensatori:
  • C11 – 100 nF  poliestere
  • C12 – 10 uF   25 V  elettrolitico
  • C13 – 220 pF  ceramico
  • C14 – 2,2 uF  25 V  elettrolitico
  • C15 – 100 uF  25 V  elettrolitico
Altri componenti dei moduli ausiliari:
  • IC2   – uA.741
  • MIC1 – capsula microfonica pre-amplificata electret
  • FD1   – fotodiodo BPW.34
  • DL1   – diodo led
  • TR2   – BC.237
  • CONN1 – connettore a vaschetta, 25 poli maschio (per la porta LPT del PC)

Analisi dello schema elettrico dello stroboscopio xenon

La tensione presa dalla rete 230 Vac, tramite R1 e R2, viene raddrizzata e duplicata da D1 e D2 e carica i condensatori C1 C2 C3 C4 con un potenziale totale di circa 600 V. Questa tensione continua serve per alimentare la lampada XENO, che emetterà un lampo solo se sarà presente un picco di tensione elevatissimo sul suo terminale centrale. Questo picco viene fornito da T1 quando un piccolo impulso sul Gate di SCR1 farà scaricare immediatamente C5 in T1.

Le due resistenze R1 e R2 devono sopportare una corrente elevata, dovuta ai lampi (cortocircuiti) di LP1. Per lo stesso motivo sono stati inseriti in serie a due a due dei condensatori da 22 uF da 350 V anziché uno solo da 10 uF. Non adottando questi accorgimenti, ben presto si distruggeranno sia i condensatori C1 C2 C3 C4 che le resistenze R1 e R2.

T1 deve essere un trasformatore di innesco per lampade XENO a quattro terminali. Per alcuni trasformatori occorre eliminare R8.

Funzionamento della lampada stroboscopica xenon

La vera novità di questo stroboscopio è comunque nell’oscillatore IC1, che permette di ottenere una vasta gamma di frequenze (lampi di luce). Con S2 chiuso la lampada lampeggerà lentamente (fino ad un impulso ogni tre secondi), con S2 aperto questa lampeggerà più velocemente (fino a 10 e più impulsi al secondo).

Un’altra novità di questo circuito è di poterlo collegare a qualsiasi apparato elettronico tramite OC1 (per disattivare l’oscillatore dello stroboscopio, aprire l’interruttore S3). Affinché si ottenga un lampo, bisognerà dare tensione (5-15 V) ai terminali 3 e 4 dello stroboscopio.

Lo si può, ad esempio, collegare al circuito ausiliario che permette di far lampeggiare LP1 a ritmo di musica (con MIC1) o quando FD1 viene colpito da un raggio di luce. Il trimmer R18 di tale interfaccia serve per regolare la sensibilità.

E’ possibile collegare questo stroboscopio anche ad un computer compatibile IBM, tramite la porta LPT1 (stampante) e il connettore CONN1. Si collegheranno i terminali 3 e 4 dello stroboscopio rispettivamente ai piedini 2 e 25 della presa LPT1 del computer.

Collegamento al PC dello stroboscopio xenon

Ho programmato il software della lampada stroboscopica xenon in QuickBasic per DOS. Il software consente di impostare i lampeggi della lampada in funzione del tempo, nonché di salvare e caricare tutte le sequenze di lampeggi.

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Altri esempi di programmazione

I programmi che seguono sono in linguaggio BASIC dell’epoca (GWBasic, QBasic, TBasic, ecc…):

   10 DEF SEG=0: PN=PEEK(1032)+256*PEEK(1033): DEF SEG
   ' Indirizzo della porta LPT1 su variabile PN
   ...
   ...
   100 OUT PN,255: OUT PN,0  ' Lampo dello stroboscopio

La riga 10 richiede al computer la locazione di memoria della porta LPT1. Quando nel programma si verificherà una determinata condizione, il controllo verrà inviato alla linea 100, per ottenere un lampo. Nel caso il computer fosse troppo veloce (non accade neppure con i 486), la linea 100 andrà sostituita con la seguente:

   100 OUT PN,255: FOR T=1 TO n: NEXT T: OUT PN,0

n è un numero direttamente proporzionale alla velocità del computer.

Questo programma emette un lampo ogni S secondi (infine, premere un tasto per uscire):

   10 S=1  ' Tempo che trascorre tra due lampi (secondi)
   20 DEF SEG=0: PN=PEEK(1032)+256*PEEK(1033): DEF SEG
   30 WHILE INKEY$=""
   40 IF TIMER>=T+S THEN T=TIMER: OUT PN,255: OUT PN,0
   50 WEND

Questo programma emette un lampo ogni volta che si preme INVIO (premere ESC per uscire):

   10 DEF SEG=0: PN=PEEK(1032)+256*PEEK(1033): DEF SEG
   20 I$="": WHILE I$="": I$=INKEY$: WEND
   30 IF I$=CHR$(13) THEN OUT PN,255: OUT PN,0
   40 IF I$=CHR$(27) THEN END
   50 GOTO 20

Il seguente programma emette lampi programmabili, modificando i byte (0 – non lampo ; 1 – lampo ; 2 – fine ; 3 – ripeti dall’inizio) separati da una virgola delle istruzioni DATA. Il tempo è dato da S (premere un tasto per uscire):

   10 S=0.4 ' Tempo di lettura dati (secondi)
   20 DEF SEG=0: PN=PEEK(1032)+256*PEEK(1033): DEF SEG
   30 RESTORE: WHILE INKEY$=""
   40 IF TIMER>=T+S THEN T=TIMER: READ X: ON X GOTO 70,60,30
   50 WEND
   60 END
   70 OUT PN,255: OUT PN,0: GOTO 50
   80 ' Dati (si possono inserire anche altre linee DATA)
   90 DATA 1,0,1,1,1,0,1,0,1,1,1,1
   100 DATA 1,0,1,2

Aggiungere ,2 o ,3 alla fine dell’ultimo DATA a seconda che il programma debba uscire o riprendere il ciclo da capo.

Inizio progetto: Gennaio 1994. Stato: per pubblicazione tecnica.

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