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高速LEDストロボの製作-1(試作中)

 12月の中頃にやっていたLEDのパルス駆動の実験が中途半端になっていたので再開しました。最終的な目標は、フェナキストスコープの画像を鮮明に見ることです。鮮明な画像を見るためにはLEDを短時間で点滅させる、つまり高速で駆動する必要があり、具体的な仕様としては、発光時間100μs程度、発光周期20Hz程度で、照射面積は5cm角程度のLEDストロボの完成を目指します。

 これまでの経緯は以下の記事をご覧下さい。
・パワーLEDのパルス駆動の限界実験結果
・白色LEDのパルス駆動特性の測定

 特性的にはパワーLEDより砲弾型のLEDをたくさん並べた方が良さそうなので、そういう方向で作ることにします。

 まずは実験回路です。基板は、とあるケースに入れることを想定したサイズに切っています。

▼高速LEDストロボの実験
高速ストロボ開発中
 上の黒い物体は以前作ったLEDストロボで、これから出るCMOSレベルのトリガ信号を使ってLEDの駆動回路を動かしています。

▼回路図
LEDストロボ駆動回路
 LMC555のパルス発生回路で通してLEDを駆動しています。VRでパルス幅は最大180μsまで調節出来ます。

 以前はLEDに直列に電流制限抵抗を入れていました。でもこれまでの実験で、パルス幅が狭ければ電流制限抵抗無しでも大丈夫そうなので入れていません。このあたりはLEDの個体差でどうなるか判りません。またLEDを駆動する場合の常識に反していますが、とりあえず気にしないことにします。

▼電流波形
電流波形
 0.1Ωのシャント抵抗の両端電圧の波形で、4.7Aくらい流れています。LEDを6個使っているので、1個当たりだと780mAになります。電源電圧を上げればもっと電流を流すことが出来ますがそのあたりは後のお楽しみとして、まずは単純にLEDの数をもっと増やして照度を稼いでいくことにします。

 ところで、この状態でフェナキストスコープの画像を確認してみました。回転数は1000rpmでは発光パルス幅を100μs以下にすると鮮明な画像を見ることができました。以前作ったストロボは1000rpmの時の最小パルス幅は240μsだったので、もうちょっと狭いパルスまで出せるような仕様にしておけば良かったです。まあ、そんなことすると以前のストロボでは実用的な照度が得られなくなっちゃうのですが。

 ということで、こうやって少しずつ性能を確認しながら、最終的にどういう物に仕上げるか考えていきたいと思います。
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