Proyecto: Luces estroboscópicas.

La luz estroboscópica fue inventada para observar vibraciones u objetos en movimiento.
como las pistolas estroboscopicas que se utilizan para calibrar la chispa de encendido en los automóviles (tambien llamadas lámparas o pistolas de tiempo).

Las luces estroboscópicas se popularizaron como luces de discoteca, dando un efecto de "cámara lenta"

Estas luces utilizan generalmente una lámpara de Xenón, siendo la luz que se utilizan en los "flash" de cámaras fotográficas, luces de aviso en las carreteras (balizas), en los aviones y vehículos de emergencia.

Para nuestros proyectos podemos utilizar leds pero no se logra la brillantés de la luz de Xenón.
aunque en el comercio existen luces estroboscópicas que utilizan más de 200 leds para lograr suficiente brillo.

Las bombillas de Xenón, utilizan un voltaje alto entre las puntas, generalmente mayor a 150 voltios y un pulso de disparo de muy alto voltaje, pero muy baja corriente.

Al realizarse el disparo la fuerza del destello es determinada por la carga de un capacitor y el voltaje cargado.

Cuando se utilizan baterías debemos hacer un elevador de voltaje.

El principio podemos verlo en el ejemplo siguiente:

Diagrama de un flash de cámara con elevador de 3 voltios.

El transistor D879 y el transformador T1 forman un oscilador que es un elevador de voltaje,
rectificado por el diodo de alta velocidad D1, cargando C1 a más de 200 voltios.

Para un flash pequeño se utiliza hasta 150µF y para luces de discoteca puede ser menor a 10µF.

A través de una resistencia de 150K también se carga el capacitor 203, cuando está cargado y pulsamos el interruptor SW es descargado en T2 el cual genera un voltaje muy alto en su secundario, de muy corto tiempo y muy poca corriente, suficiente para activar el gas en el interior del tubo (bombilla de Xenón).

Para una baliza, y para una luz de discoteca es necesario un disparador automático, que generalmente se activa en función de la carga del capacitor C1, al llegar a cierto voltaje se dispara, generalmente a mayor velocidad, menor brillo.

El capacitor de una baliza o flash en aviones generalmente utilizan un capacitor de bastantes microfaradios, entonces es más lento cada disparo y más brillante, para una luz estroboscópica de discoteca o una pistola de tiempo, el capacitor es de menor capacidad (µF) y es usual que utilicen un voltaje más alto.

Para el circuito de disparo automático lo más usual es utilizar un SCR (diodo controlado), el CR02AM funciona bien.





Utilizar un DIAC es ideal pero no es indispensable, tambien podemos utilizar un diodo zener de 30voltios (o 33V) utilizados en televisores.

El diodo controlado (SCR) CR02AM consume poco en la entrada (gate), activa el disparo con 100µA y polarizado con 0,8 Voltios.

En las series navideñas que tienen un control electrónico, es común encontrar un SCR PCR406J que es similar pero la conexión de las patas no (es: K G A), a veces queda polarizado, yo lo soluciono con una resistencia de 470K entre Puerta y Cátodo (G-K).

T2 es la bobina o transformador de disparo, puede tener una relación 1:25
Por ejemplo: 20 vueltas primario,500 vueltas secundario.
Para bombillas de Xenón más grandes podemos usar relaciones hasta de 1:40, abajo expongo algunas que fabriqué.

Luz estroboscópica conectada a la linea (110V/220V)

Vamos a experimentar con voltajes altos y hay que tener mucho cuidado,
el experimentador debe conocer los riesgos y será el único responsable por
cualquier accidente o daño que pueda causar al realizar alguno de estos proyectos.

Tambien recuerde que los capacitores quedan cargados.

Para luces estroboscópicas es mejor utilizar voltajes alrededor de 300 Voltios, en mi caso que la linea de alta tensión es de 110V (±120V) se hace un doblador de voltaje, el capacitor de la entrada C3 es parte del doblador y al mismo tiempo es limitador de corriente por su bajo valor (Casi siempre menos de 1 µF.), debe ser de por lo menos 450 Voltios y es mejor utilizar capacitores con dieléctrico de poliester o similar (Film capacitor).

En la mayoría de los casos es mejor utilizar 2 o más capacitores en paralelo, para distribuir mejor el calor.



RD es una resistencia que descarga C3 al desconectarse, puede ser de 330K o 470K

Los diodos D1 y D2 son 1N4007 o equivalentes (1A 1000V).

C1 es de 350 voltios o más, para velocidad y menor brillo puede ser de 10 µF, y para mayor brillo 22 µF, incluso se puede usar 47µF, para señales o balizas.

C2 no es indispensable, ayuda para evitar interferencias, puede ser de 1000pF (marcados como 102 o .001µF)

El capacitor de carga (203) del transformador de disparo T2 puede ser de un valor mayor, dependiendo del transformador a usar.
Puede probar con .033µF y .047µF. (333 y 473)

Los valores que acompañan a P1 puede ser necesario variarlos, para que siempre esté en el rango de funcionamiento del tubo, ya que un disparo en falso hace que no dispare más (hasta desconectarlo y conectarlo de nuevo)

Para utilizar este proyecto con la linea de 220V se agregan 2 diodos a la entrada, formando un cuadro de diodos y no un doblador como en el caso de 110V.

En este caso es preferible que C3 sea de 0.47µF y mayor a 450 voltios, siempre en capacitores de poliester o similares (film capacitor).
Todo lo demás funciona igual que el anterior (110V.)

Las pruebas de estos diseños fueron realizadas con tubos de xenón pequeños, de flash de cámaras fotográficas.
Lo más probable es que para tubos más grandes, solamente falle el transformador de disparo, ya que los tubos pequeños se disparan con voltajes inferiores a 4000 Voltios (4KV) y los tubos más grandes necesitan hasta 8000 Voltios (8KV).
Esto no es un gran problema ya que el transformador de disparo podemos hacerlo nosotros mismos, y si deseamos mayor luminocidad podemos cambiar el valor del capacitor C1 y para recuperar la velocidad aumentar el valor del capacitor C3 hasta 1 µF preferiblemente de buen tamaño para evitar sobrecalentamiento, por ejemplo el capacitor de un horno de microondas o capacitores de arranque del motor de ventiladores (110V.)
Recuerde descargarlo antes de manipularlo. Asumiendo siempre que puede estar cargado.

Hacer tranformador de disparo Flash

Para hacer nuestro transformador de disparo es necesario un núcleo de ferrita, me gustan los núcleos de las bobinas que hay cerca de fly-back de los monitores (con tubo) al yugo, y algunos televisores.

Es una bobina que viene envuelta con una funda plástica y tiene un imán encima.
En mi caso tenía el imán debajo, pero es menos común.

Pero mejor una foto:



Lo mejor es que la ferrita queda como un carrete o tambor donde se puede acomodar bien el arrollado.

Para nuestro transformador primero hay que pensar en que el voltaje de salida es muy alto, entonces el aislamiento es fundamental, por ello hay que arrollar primero una cinta plástica en el fondo para aislar mejor el primer arrollado del núcleo, puede ser cinta delgada, y preferiblemente cubrir los bordes para que no se raspe el cable mientras arrollamos.
El primario es de 20 vueltas o menos. (para flash pequeños uso 20)
este primer arrollado lo soldo directamente a las patillas.

Luego lo cubrimos con cinta, preferiblemente para instalaciones eléctricas o dos vueltas de cinta delgada.

Soldamos el cable delgado a una patilla de las ya utilizadas y arrollamos dejando alguna distancia entre finales, para evitar saltos a los bordes, cada arrollado lo cubrimos de nuevo y continuamos hasta 500 vueltas o más.

El cable final es donde "sale" el alto voltaje y se puede aislar con una funda o forro que le quitemos a un cable que no necesitemos, se puede aislar las últimas vueltas y fijarlo con algún pegamento rápido.

Es bueno llenar la bobina de parafina (de velas o candelas), ya que es muy buen aislante y la mayoría de la veces que estos transformadores fallan es por saltos entre sus mismos arrollados.

El cable del primario es preferible que sea mas grueso que el secundario, por ejemplo yo utilizo el cable más delgado de un yugo de televisor o monitor.
Para el secundario es necesario que sea bien delgado para poder dar mas de 500 vueltas. Yo he utilizado el cable delgado de un transformador de 110V a 12V y el cable de un relevador de 24 voltios (relay).

Para bombillas de Xenon más grandes se puede reducir las vueltas en el primario hasta 10 vueltas, y conservar en el secundario de 400 a 500 vueltas, probablemente hay que aumentar el capacitor de carga al transformador de .02µF a .047µF.

Es casi imposible que nos quede mal el transformador, pero insisto que la mayoría de los fallos es por aislamiento deficiente, ya que son voltajes muy altos pero con corrientes muy bajas.

Recientemente hice un transformador de disparo con el núcleo de una bobina más grande que la anterior, con 10 vueltas en el primario, y poco más de 400 vueltas en el secundario, y funciona perfectamente.

Estas son las imágenes:



Nota: La base de soporte es más gruesa por lo que puede parecer que tiene el imán,
pero no es así.   Cuando tienen un imán hay que quitarlo.