Illuminator 3.0: Licht, wo es benötigt wird

[Ando]

Vor genau einem Monat dachte ich darüber nach, wie ich bei Kamera- und Objektivchecks Licht gezielt dorthin bringen kann, wo ich es brauche. Und dabei noch eine Hand freimachen kann, die besseres zu tun hat, als eine Taschenlampe zu halten.

Insbesondere zum Überprüfen und beim Reinigen der Batterieschächte meiner Canon T90 und Motor Drives suchte ich nach einer komfortablen und dabei leistungsstarken Lösung.

Denn am Grund dieser finsteren und engen Schächte sitzen die Batterieklemmen, die der Kamera Spannung zuführen und oft verschmutzt oder oxydiert sind. Dann tut sich nichts mehr und ein Check and Clean ist fällig.

Dafür braucht es Licht und zwei freie Hände.

Die Idee für den Illuminator war geboren, der bei diesen Tätigkeiten unterstützen soll

Die Version 3.0 ist nun im Einsatz, zur Entwicklung der elektronischen Schaltung s. im Forum

„Kleines Bastelprojekt: Batterieschacht-Lampe“

https://www.digicamclub.de/showthread.php?t=25931


Merkmale:

• Zwei blendfreie mattweiße LED zum Einhängen und Ausleuchten von Batterieschächten.
• Eine superhelle weiße LED zum Durchleuchten von Objektiven mit Zeitschaltung. Start über Druckknopf, Laufzeit ca. 30 Sekunden hell, automatisches Abdimmen bzw. manuelle Abschaltung über zweiten Druckknopf (nur bei optionalem Betrieb mit Schaltnetzteil)
• Lichtführung über Anschlussdrähte ermöglicht flexible Positionierung der LEDs.
• Leistungsregelung der Batterieschacht-LEDs automatisch, abhängig vom Umgebungslicht, oder manuell.
• Betrieb mit 9-Volt-Blockbatterie oder Schaltnetzteil 9 Volt.
• Automatische Umschaltung von Batterie- auf Netzbetrieb bei Einstecken des Schaltnetzteilsteckers.
• Zwei Kontroll-LEDs zur Anzeige der jeweils aktiven Spannungsversorgung.
• Die stabilisierte Eingangsspannung ermöglicht gleichmäßige Helligkeit bei Batterie- und Netzbetrieb. Batteriespannung bis 7 Volt getestet.
• Analoge Schaltung, Aufbau auf Platine ohne Gehäuse, Ausführung „basic“.
• Idee, Konzept, Entwicklung und Umsetzung durch den Autor.

Der Illuminator 3.0 im Betrieb



Helles Licht für Batterieschacht- und Objektivkontrolle - gezielt, wo man es benötigt




Batterie- und Netzbetrieb




Superhelle weiße LED zum Durchleuchten von Objektiven. Durch automatische Zeitschaltung und Anschluss der LED auf der Platine bleibt die Hand frei.




Zwei blendfreie weiße LEDs bringen Licht in Batterieschächte.




Die Unterseite der Platine




Die rote Kontroll-LED zeigt Batteriebetrieb an. Grün: Schaltnetzteil ist eingesteckt. Die Umschaltung erfolgt automatisch.




Canon T90 mit herausgenommenen Batteriehalter. Der Batterieschacht ist offen.




Die Batterieschacht-LEDs werden über eine flexible Drahtverbindung in den Schacht eingehängt.




Betrieb mit manueller Leistungsregelung, Stellung des Reglers auf Maximal: Zwei LEDs leuchten die zu prüfende Stelle - zB die Batterieklemmen am Grund - hell aus.




Automatische Leistungsregelung: Bei wenig Umgebungshelligkeit wird der Regler auf LOW gestellt. Das genügt, da weniger Kontrast zwischen Batterieschacht und Umgebung.




Nimmt die Umgebungshelligkeit zu steigt auch der Kontrast. Der Illuminator 3.0 regelt die LED-Helligkeit stufenlos bis zur Maximaleinstellung nach.




Verwendung der superhellen LED zwischendurch für dekorative Effekte …






… und in der eigentlichen Funktion zur kräftigen Durchleuchtung von Objektiven, um den Zustand der Optik zu kontrollieren.




Bauteile und Einstellelemente auf der Platinenoberseite.

• Hinten, links: Leistungsregler und Schalter für automatischen/manuellen Betrieb
• Hinten, rechts: Schaltnetzteilanschluss mit Printsicherung
• Darunter: Relais zur automatischen Umschaltung Batterie- und Netzbetrieb
• Mitte: Diode, Widerstände, Transistoren, LED-Anschlüsse, Kontroll-LEDs
• Unten: Druckknöpfe für Start/manuellen Stopp der superhellen LED, dazwischen ein Elektrolytkondensator für die Zeitschaltung und eine zweite Printsicherung ganz links unten zur Absicherung des Batteriestromkreises.

Unterseite der Platine mit Handlötung, Verbindungsdrähten und 3 x Bus für die Spannungsversorgung



Alle Hinweise selbstverständlich ohne Gewähr. Was in meinem Fall klappte, muss bei anderen nicht funktionieren. Bzw. gibt es sicher auch geeignetere Vorgangsweisen. Nachbau und Betrieb auf eigene Gefahr. Fehler im Schaltungsdesign können nicht ausgeschlossen werden. Zu prüfende Geräte müssen spannungsfrei sein, Sicherheitsbestimmungen beim Umgang mit elektronischen Geräten beachten. Kurzschlüsse vermeiden. Betrieb nur unter Aufsicht, Hauptschalter bei Nichtgebrauch auf OFF stellen. Bei längerer Stehzeit Batterie entnehmen/Schaltnetzteil abtrennen. Bauteile können beim Betrieb bei höherer Umgebungstemperatur überlastet werden - Verbrennungs- und Brandgefahr. LED-Licht kann blenden. Für die ordnungsgemäße und gefahrfreie Funktion der Schaltung und ihrer Anwendung wird keine Haftung übernommen. Kein kommerzielles/professionelles/zertifiziertes und geprüftes Gerät/Schaltung, Projekt im Hobbybereich.

[Ando]

Die Feiertagsruhe nutzend habe ich die Schaltung in der Simulation erweitert.

Illuminator 4.0 bietet nun für die superhelle LED (zum Objektivdurchleuchten) automatisch gesteuerte Einstellzeiten in der Abstufung 30, 60 und 90 Sekunden (ca.). Dazu auch Dauerbetrieb.

Dafür habe ich dem Elko für die Zeitsteuerung (470 uF) noch zwei weitere Artgenossen mit derselben Kapazität parallelgeschaltet und den Basiswiderstand für den zugehörigen Transistor von 10 kOhm auf 20 kOhm erhöht.

Dadurch steht mehr Ladung zur Ansteuerung der Basis zur Verfügung, die zusammen mit dem stärkeren Basiswiderstand die superhelle LED länger leuchten lässt.

Im Dauerbetrieb wird die Basis direkt über Schalter mit der Betriebsspannung verbunden.

Den Widerstand, über den die Elkos kurzgeschlossen werden können (zum vorzeitigen Abschalten der superhellen LED) habe ich von 240 Ohm auf 360 Ohm geändert. Für den Fall, dass im Dauerbetrieb der zuständige Druckknopf betätigt wird und damit die Betriebsspannung am Widerstand anliegt. Damit wird eine Überschreitung der maximalen Verlustleistung von 0,25 W am Widerstand verhindert.

Interessant war auch die Lösung der Verschaltung der drei Druckknöpfe mit den Elkos.

• Taster 1 lädt Elko 1
• Taster 2 lädt Elko 1 und 2
• Taster 3 lädt Elko 1, 2 und 3

Damit das auch so geschieht, habe ich Dioden eingesetzt, die dafür sorgen, dass der Strom zu den Elkos richtig „gerouted“ wird.

Beim Entladen müssen die Elkos jeweils ca. 0,7 Volt Vorwärtsspannung an die Dioden abgeben. Damit kommt auch weniger Spannung an die Basis des Transistors, der die superhelle LED schaltet. Da, je nach Konstellation, nicht jeder Elko „über die gleiche Schwelle muss“, liefern die parallelgeschalteten drei Elkos unterschiedliche Eingangsspannungen. Ob das einen negativen Effekt hat, zeigt dann die gelötete und erweiterte Schaltung.

Es kommen also neben den Dioden noch zwei weitere Druckknöpfe und ein Schalter dazu, was die Oberseite des Illuminator 4.0 bereits zur Schalttafel erhebt

Auf der Platine, die derzeit den Illuminator 3.0 trägt, ist noch Platz für die Erweiterung.

Ich bin gespannt, ob ich die Verdrahtung auf der Rückseite noch überblicken werde und ob diese Erweiterung aufgehen wird

Da nun auf dem Arbeitsblatt in der Simulation sinnvoll kein Platz mehr ist für weitere Features, bleibt der Illuminator 4.0 wohl die höchste Version

Hier der aktuelle Schaltplan:

[Ando]

Das Kind in mir hat gewonnen, jetzt hat der Schalter für den Dauerbetrieb der superhellen LED auch noch seine Kontroll-LED bekommen

Dafür musste ich aber eine Stunde lang die Bauteile am Arbeitsblatt so rangieren, damit das alles noch einigermaßen übersichtlich bleibt. Mehr geht wirklich nicht mehr.

Also, die finale Version ist hiermit die 4.1:




Alle Hinweise selbstverständlich ohne Gewähr. Was in meinem Fall klappte, muss bei anderen nicht funktionieren. Bzw. gibt es sicher auch geeignetere Vorgangsweisen. Nachbau und Betrieb auf eigene Gefahr. Fehler im Schaltungsdesign können nicht ausgeschlossen werden. Zu prüfende Geräte müssen spannungsfrei sein, Sicherheitsbestimmungen beim Umgang mit elektronischen Geräten beachten. Kurzschlüsse vermeiden. Betrieb nur unter Aufsicht, Hauptschalter bei Nichtgebrauch auf OFF stellen. Bei längerer Stehzeit Batterie entnehmen/Schaltnetzteil abtrennen. Bauteile können beim Betrieb bei höherer Umgebungstemperatur überlastet werden - Verbrennungs- und Brandgefahr. LED-Licht kann blenden. Für die ordnungsgemäße und gefahrfreie Funktion der Schaltung und ihrer Anwendung wird keine Haftung übernommen. Kein kommerzielles/professionelles/zertifiziertes und geprüftes Gerät/Schaltung, Projekt im Hobbybereich.

[Ando]

Heute habe ich eine Vorarbeit für die Erweiterung des Illuminator auf die neue Version 4.1 erledigt.

Die superhelle LED für die Objektivprüfung (Durchleuchtung) soll auch über einen Schalter dauerhaft aktiviert werden können, also nicht nur Zeitsteuerung.

In meinem Vorrat fand ich einen Kippschalter mit eingebauter Kontrolllampe. Genau das was ich suchte

Da ich die eingebaute Lampe nicht zum Leuchten bringen konnte, entfernte ich sie samt 100-Kiloohm-Widerstand:




Vorgesehen ist dieser Schalter für einen Anschluss bis zu 250 V/10 A Wechselstrom.

Die Lampe kenne ich nicht, kann sie jemand identifizieren?




In den Schalter baute ich eine weiße matte 3-Millimeter-LED ein und lötete Anschlüsse für die Spannungsversorgung der LED und der extern anzuschließenden Last:




Mit einem 12-Kiloohm-Widerstand fließen bei 9 V gerade 0,5 mA Strom durch die LED. Hell genug zur gut sichtbaren Beleuchtung des orangen Fensters im Schalter:




Hier ein Test auf dem Steckbrett, Last ist die orangefarbene LED rechts:




Der Schalter ist jetzt bereit zum Einbau auf der Illuminator-Platine. Hier sitzt er schon einmal Probe




Kommenden Montag folgt das Upgrade der Schaltung auf Ver. 4.1. Einige Lötarbeit steht bevor

[Bessamatic]

Die Lampe kenne ich nicht, kann sie jemand identifizieren?

Das ist eine Glimmlampe:
https://de.wikipedia.org/wiki/Glimmlampe

[Ando]

Es ist getan

Der Illuminator 4.1 steht in der finalen Version auf dem Tisch :-)

Dazugekommen sind eine erweiterte Zeitsteuerung für die superhelle LED (zum Objektivdurchleuchten bei Netzanschluss) und Dauerbetrieb mit Schalter.

Die Superhelle leuchtet jetzt auf Tasterdruck ca. 30, 60 und 90 Sekunden ausreichend hell. Danach geht sie von selbst aus oder kann mit einem weiteren Taster gelöscht werden.

• Netzbetrieb mit Schaltnetzteil, 9 Volt, grüne Kontrollleuchte EIN
• superhelle LED über Schalter mit Kontrollleuchte im Dauerbetrieb
• Batterieschachtleuchten mit zwei weißen LED dazugeschaltet.

Automatische Umschaltung auf Batteriebetrieb nach Abtrennen des Netzteils, rote Kontrollleuchte EIN





Superhelle LED mit automatischer Zeitsteuerung:

• Taster grün: ca. 30 Sek.
• Taster grau: ca. 60 Sek.
• Taster gelb: ca. 90 Sek.
• Taster rot: für vorzeitige Abschaltung der drei Automatik-Modi

Auf der Platine kamen einige Bauteile dazu:

Schalter, Taster, Elektrolytkondensatoren und Dioden.





Auf der Platinenunterseite nun einige Wege mehr für den Strom




finale Schaltung


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Illuminator 4.1 im Überblick:

• Zwei blendfreie mattweiße LED zum Einhängen und Ausleuchten von Batterieschächten in Kameras/sonstigen elektronischen Geräten.
• Eine superhelle weiße LED zum Durchleuchten von Objektiven mit Zeitschaltung.
  Start über Taster, Laufzeit ca. 30, 60 oder 90 Sekunden hell.
  Automatisches Abdimmen bzw. manuelle Abschaltung über Taster (nur bei optionalem Betrieb mit Schaltnetzteil)
• Dauerbetrieb der superhellen LED mit Schalter
• Lichtführung über Anschlussdrähte ermöglicht flexible Positionierung der LEDs.
• Leistungsregelung der Batterieschacht-LEDs automatisch, abhängig vom Umgebungslicht, oder manuell.
• Betrieb mit 9-Volt-Blockbatterie oder Schaltnetzteil 9 Volt.
• Automatische Umschaltung von Batterie- auf Netzbetrieb bei Einstecken des Schaltnetzteilsteckers.
• Zwei Kontroll-LEDs zur Anzeige der jeweils aktiven Spannungsversorgung.
• Die stabilisierte Eingangsspannung ermöglicht gleichmäßige Helligkeit bei Batterie- und Netzbetrieb. Batteriespannung bis 7 Volt getestet.
• Analoge Schaltung, Aufbau auf Platine ohne Gehäuse, Ausführung „basic“.
• Idee, Konzept, Entwicklung und Umsetzung: Autor

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Damit ist das Projekt nach rund 1,5 Monaten abgeschlossen :-)

Was ich noch für meine Dokumentation machen werde, ist das Durchmessen der Schaltung jetzt auf Platine und Vergleich mit den Werten in der Schaltungssimulation.

Aufgefallen ist mir, dass die Zenerdiode 5,6 V mit Vorwiderstand recht warm wird im Betrieb. Aber es sollte sich alles im zulässigen (Verlustleistungs-)Rahmen bewegen.

Allfällige Fehler/Probleme werden sich im Praxisbetrieb zeigen.

Der Illuminator 4.1 wird ab sofort bei meinen Kamerareparatur-Sessionen zu sehen sein


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Alle Hinweise selbstverständlich ohne Gewähr. Was in meinem Fall klappte, muss bei anderen nicht funktionieren. Bzw. gibt es sicher auch geeignetere Vorgangsweisen. Nachbau und Betrieb auf eigene Gefahr. Fehler im Schaltungsdesign können nicht ausgeschlossen werden. Zu prüfende Geräte müssen spannungsfrei sein, Sicherheitsbestimmungen beim Umgang mit elektronischen Geräten beachten. Kurzschlüsse vermeiden. Betrieb nur unter Aufsicht, Hauptschalter bei Nichtgebrauch auf OFF stellen. Bei längerer Stehzeit Batterie entnehmen/Schaltnetzteil abtrennen. Bauteile können beim Betrieb bei höherer Umgebungstemperatur überlastet werden - Verbrennungs- und Brandgefahr. LED-Licht kann blenden. Für die ordnungsgemäße und gefahrfreie Funktion der Schaltung und ihrer Anwendung wird keine Haftung übernommen. Kein kommerzielles/professionelles/zertifiziertes und geprüftes Gerät/Schaltung, Projekt im Hobbybereich.

[Ando]

Eine Korrektur habe ich noch vorgenommen:

Wenn über das Poti die Batterieschachtleuchten abgeschaltet sind, fließt dennoch ein Ruhestrom von knapp 60 mA durch die Zenerdiode nach Masse.

Insbesondere bei Batteriebetrieb soll diese Belastung ohne Nutzen nicht sein.

Über einen Schalter lässt sich jetzt die Stromversorgung rund um die beiden Batterieschachtleuchten ausschalten. Damit fließt auch kein Ruhestrom mehr durch die Zenerdiode.

Sollten die beiden Leuchten über das Poti dunkel geschaltet sein, erinnert eine blaue Kontroll-LED daran, den Schalter auf AUS zu stellen.

Das war es jetzt aber wirklich, inzwischen kenn ich mich schon selbst in der Schaltung nicht mehr aus



Stromversorgung für Batterieschachtleuchten EIN, blaue Kontrollleuchte EIN, Poti EIN, Lampen EIN




Stromversorgung für Batterieschachtleuchten AUS, blaue Kontrollleuchte AUS, Poti EIN, Lampen AUS




Stromversorgung für Batterieschachtleuchten EIN, blaue Kontrollleuchte EIN, Poti AUS, Lampen AUS




Mit Schaltdraht (isoliert, gelb) kann man jede Lötstelle verbinden

Aber damit wird es auch weniger übersichtlich.




Schaltung Illuminator 4.2



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Alle Hinweise selbstverständlich ohne Gewähr. Was in meinem Fall klappte, muss bei anderen nicht funktionieren. Bzw. gibt es sicher auch geeignetere Vorgangsweisen. Nachbau und Betrieb auf eigene Gefahr. Fehler im Schaltungsdesign können nicht ausgeschlossen werden. Zu prüfende Geräte müssen spannungsfrei sein, Sicherheitsbestimmungen beim Umgang mit elektronischen Geräten beachten. Kurzschlüsse vermeiden. Betrieb nur unter Aufsicht, Hauptschalter bei Nichtgebrauch auf OFF stellen. Bei längerer Stehzeit Batterie entnehmen/Schaltnetzteil abtrennen. Bauteile können beim Betrieb bei höherer Umgebungstemperatur überlastet werden - Verbrennungs- und Brandgefahr. LED-Licht kann blenden. Für die ordnungsgemäße und gefahrfreie Funktion der Schaltung und ihrer Anwendung wird keine Haftung übernommen. Kein kommerzielles/professionelles/zertifiziertes und geprüftes Gerät/Schaltung, Projekt im Hobbybereich.

[waldbeutler]

Hallo Andreas!

Eine Korrektur habe ich noch vorgenommen:

Wenn über das Poti die Batterieschachtleuchten abgeschaltet sind, fließt dennoch ein Ruhestrom von knapp 60 mA durch die Zenerdiode nach Masse.

Insbesondere bei Batteriebetrieb soll diese Belastung ohne Nutzen nicht sein.

Über einen Schalter lässt sich jetzt die Stromversorgung rund um die beiden Batterieschachtleuchten ausschalten. Damit fließt auch kein Ruhestrom mehr durch die Zenerdiode.

Sollten die beiden Leuchten über das Poti dunkel geschaltet sein, erinnert eine blaue Kontroll-LED daran, den Schalter auf AUS zu stellen.

Zur Lösung deines Ruhestrom-Problems brauchst du lediglich den 51 Ohm Vorwiderstand weg lassen und anstatt der Z-Diode einen sogenannten Längsregler einsetzen, den gibt es mit 5 Volt (wie Sand am Meer) für wenig Geld.
Hat drei Beine: + V in, + V stabilisiert out, Ground.

[Ando]

Zur Lösung deines Ruhestrom-Problems brauchst du lediglich den 51 Ohm Vorwiderstand weg lassen und anstatt der Z-Diode einen sogenannten Längsregler einsetzen, den gibt es mit 5 Volt (wie Sand am Meer) für wenig Geld.
Hat drei Beine: + V in, + V stabilisiert out, Ground.

Danke wieder, Michael!

Das Ruhestrom-Problem ist mit dem Schalter gelöst und eine weitere LED strahlt mir entgegen wie einst der Weihnachtsbaum zu Hause

Das kostet ca. 7 mA mehr Belastung, aber besser, als mir mit "vergessenen" 60 mA die Batterie auszusaugen.

Sicher kann man - nicht ich - das alles effektiver, besser, einfacher usw. machen. Aber die Schaltung gibt exakt meinen Stand in der analogen Elektronik wieder.

Sie funktioniert, ist basic, mit Grundbausteinen aufgebaut und absolut transparent.

Hier gibt es - noch - keine ICs, die Features reinbringen und Platz sparen, dafür aber Black boxes sind und deren Innenleben x-fach komplexer ist, als mein bescheidener Aufbau ...

Alles noch unplugged, wie einst im Elektronikbaukasten von Kosmos - nur eben jetzt LEDs statt Glühbirnchen

In ein paar Monaten würde das sicher anders aussehen.

Vielleicht schon mit einem Arduino am Tisch, oder es werkt ein NE555 oder noch etwas Ausgeklügelteres. Vermutlich wird aber das Digitale die Platine aufräumen.

Ich werde sehen

[Ando]

Nächste Woche gibt es eine Präsentation des Projekts im Elektronik Labor von Burkhard Kainka

http://www.elektronik-labor.de/

Mal sehen, was da an Feedback kommt