Een zware flitser op batterij


Fotografie » TechTalk » Flitsers » Electronica » Slaves » Zware slave op batterij

Er zijn ogenblikken dat je een echt zware flitser nodig hebt, bijvoorbeeld voor het uitlichten van een oude fabriekshal. Liefst op batterij, want de electriciteit is al lang afgesloten. Dan komt deze extra zware flitser goed van pas.

Een modelling light, een vermogen van 50 of 400 Joule, een recycle time van minder dan 10 of 60 seconden, 350 à 650 flitsen op één batterijlading: voorwaar dit is een flitser die niet moet onderdoen voor een studio-flitser!

Als je een dergelijke stroboscooplamp kan bemachtigen is het prijs. Deze lampen zijn gebouwd om continu te kunnen flitsen (let op de extra zwaar uitgevoerde electroden op de uitvergrote foto!). Normale flitslampen zijn uit glas gebouwd, deze speciale stroboscooplampen zijn uit quartz gemaakt. Glas breekt als de temperatuur oploopt (bij zeer intensief flitsen of als je een te zware elko gebruikt).

Dergelijke lampen kunnen aangesloten worden op een flitscondensator van meer dan 1000μF geladen tot 400V. (daarmee kan je een hele weide koeien doden — opletten!).

De middenste draad wordt verbonden met de ontsteektransfo. Deze draad maakt contact met een ring dat over beide benen van het glas schuijft. Je zal experimenteel de juiste positie moeten bepalen van de ontsteekring, want een ontsteektransfo dat je uit een kleine afbraak-flits gehaald hebt is echt nipt. Deze flitslampen hebben een puls van minstens 4kV nodig om te ontsteken! Met de originele ontsteektransfo in de disco-stroboscoop zit je normaal goed. De ontsteektransfo nooit zonder belasting (xenon-buis) laten werken! Zonder belasting wordt de spanning te hoog en slaan de wikkelingen door.

Toen ik een afgedankte stroboscooplamp in een container zag liggen was mijn besluit heel vlug genomen. Slechts een paar extra componenten heb ik nodig om de stroboscoop om te bouwen tot een batterijgevoede zware slave flitser. Alles wordt uit de behuizing verwijderd, behalve de ontsteekinstallatie (ontsteekcondensator van 0.1μF, ontsteekspoel en thyristor)

Bij het onwerp moet je bepaalde regels van de fysica in acht nemen. Het in een elko opgeslagen vermogen is proportioneel met de capaciteit, maar stijgt kwadratisch met de spanning. De condensatoren opladen tot 350V in plaats van 250V levert een dubbel zo hoog vermogen (en een enorme vonk als je een kortsluiting maakt).

We werken hier met twee vermogens, namelijk 50J, ongeveer hetzelfde vermogen als een normale flitser, en 400J, wat overeenkomt met een redelijk zware studio-flitser. Het laag vermogen gebruik ik om schaduwen weg te werken bij portretfotografie, het hoog vermogen om een verlaten gebouw uit te lichten bij urbex-fotografie (indirekt uitlichten om de mooiste resultaten te bekomen).

We laten de flitser op 12V werken, de voeding wordt geleverd door een loodbatterij (gelbatterij die gebruikt worden in noodvoedingen). Deze batterijen lopen niet uit en leveren standaard 12V, zodat je niet verplicht bent 10 NiMH-cellen in serie te plaatsen. Dergelijke batterijen moeten na gebruik snel opnieuw geladen worden.

In tegenstelling met een slave flitser op netspanning moet je de hoogspanning zelf produceren. Het ontwerp van de vorige pagina's (bestaande flitser ombouwen tot slave en slave flitser op netspanning) moeten we uitbreiden met een hoogspanningsgenerator die minstens 350V gelijkspanning kan leveren.

Er bestaan kant-en-klare DC-DC converters, maar die zijn bijzonder duur. Ik had toevallig een klein invertor-printje over (voor de aansturing van een TL lamp of CCFL). Een invertor voor een lamp van 10W is ideaal, daarmee halen we een recycle time van minder dan 30 seconden voor 150 joules. Kies een exemplaar met symmetrische aansturing (er zitten twee identieke transistoren op de print die als push-pull werken); deze halen een hoger rendement over een groter spanningsbereik. Vergeet niet dat we nagenoeg lege elko's moeten opladen tot minstens 350V. De hoogspanningsgenerator uit een oude flitser is te zwak om de batterij elko's op te laden (een normale flitser gebruikt een elko van 400μF; hier zullen we tot minstens 2000μF gaan). Een ander pluspunt van onze generator is dat de oscillator op een hogere (onhoorbare) frekwentie werkt.

In de hoogspanningsgenerator werden de twee transistoren 2SD1616AL vervangen door twee 2SD1266 die wat meer stroom kunnen leveren en meer warmte kunnen dissiperen. Beide transistoren krijgen eveneens een koelplaatje: er moeten 400 joules in de elko's gepompt worden in minder dan een minuut, dat is dus een nuttig vermogen van 5W gedurende de recycle-tijd. Aangezien de generator ongeveer 1A trekt, halen we een rendement van 50%. Deze 'mod' kan je niet toepassen als je meer licht uit je TL buis wilt halen. De schakeling werkt namelijk volgens het collector-resonance principe, en die gaat de mist in (en de transistors in rook) als je niet de originele transistoren gebruikt. Voor gebruik als hoogspanningsgenerator speelt dit een mindere rol wegens de belasting aan secundaire zijde die de oscillatie onderdrukt.

Deze invertors geven echter een te hoge spanning af in onbelaste toestand (dit is normaal, want de hogere spanning is nodig om de TL buis te ontsteken). We gaan de invertor niet belasten als de spanning bereikt is (bijvoorbeeld met een VDR (voltage dependent resistor) of varistor), maar de voedingsspanning verminderen. Daardoor zal onze akku ook veel langer meegaan. De spanning stabiliseren door in te grijpen in de generator zelf (basisstroom verminderen) werkt niet: de generator blijft oscilleren zelfs zonder basisspanning. Dit maakt onze schema complex, want we moeten volgende deelschakelingen voorzien: (het schema kan u hier vinden)

De flitser heeft een opening (lichtkonus) die overeenkomt met 20mm op een spiegelreflex (als de flitser naast mij staat), wat nogal breedhoekig is en ervoor zorgt dat bij portretfotografie het model ook door indirekt licht uitgelicht wordt. Bij urbex wordt er uitsluitend met indirekt licht gewerkt, dus flitser gericht naar de tegenovergestelde muur om een mooiere uitlichting te bekomen met één enkele flitser.

Wat je eigenlijk niet zou verwachten van een stroboscoop: de lichtverdeling is heel uniform (geen “pillamp effekt”). Vanwege de grote cirkelvormige flitskop (Ø 165mm) is een softbox zelfs niet nodig.

Het is de bedoeling dat het flitsvermogen instelbaar is door min of meerdere elko's in gebruik te nemen. Het inschakelen van extra elko's gebeurt door middel van een speciale schakelaar met tussenstand, zodat de lading tussen de elko's wordt geëgaliseerd. In de middenstand wordt de egalisatiestroom tussen een geladen en lege elko beperkt door een draadgewonden weerstand van 100Ω 5W.

De foto onderaan rechts is een testopstelling van de slave flitser. De flitser heeft enkel een kleine condensator van 5µF en de opening van het fototoestel wordt dichtgedraaid tot ƒ/11. De flitser wordt ontstoken door de lichtimpuls van de hoofdflitser (de hoofdflitser werkt manueel op 1/128 van zijn nominaal vermogen).

In een eerste fase zal de flitser 200 maal sterker moeten worden: dan hebben we een vermogen van 120 Joule; meer dan dubbel zoveel als een normale flitser, hetzelfde als een kleine studioflitser. Zou je dezelfde lichtintensiteit met een halogeenlamp willen bereiken, dan heb je lamp van 1000W nodig. Om een dergelijke lamp één uur te laten branden heb je 20 motorbatterijen of gelbatterijen nodig (capaciteit 5Ah, spanning 240V, totaal gewicht 35kg). Hier bereiken we hetzelfde met één enkele batterij.

Bij de tweede foto wordt de opening nog verder dichtgedraaid tot ƒ/16 zodat we de oplichtende buis goed kunnen zien.

Het is zo dat zware xenon-buizen minder oplichten dan kleinere buizen bij eenzelfde lading (voedingsspanning en capaciteit): het rendement stijgt namelijk als de buis dichter bij zijn limiet gebruikt wordt.

Uiteindelijk zal de flitser ook uitgerust worden met een zogenaamde "modelling light", dit is een continu-lichtbron zoals gebruikelijk is in echte studioflitsers. De bedoeling is niet een modelleerlicht te bekomen, maar gewoon een achtergrond-verlichting bij urbex-fotografie. Natuurlijk gebruik ik hiervoor geen gloeilamp, maar een led-lamp die een hoger rendement haalt. Dergelijke witte leds die op 12V werken zijn gemakkelijk te vinden op ebay bij de auto-onderdelen. Er worden 4 leds van 1W gemonteerd in de hoeken van de flitser en de metalen zwarte behuizing zorgt voor de koeling.

Geen flitser
enkel openbare verlichting (hoge druk natrium)
Externe flitser Canon 580EX
op maximaal vermogen
Externe flitser Canon 580EX minimum en slave op 400Ws
(zo sterk dat de struiken op 6 meter totaal overstuurd zijn)


Zware stroboscooplamp


Hoogspanningstransfo zet 12VDC om in 350VDC


Ontsteekspoel


Zicht op de batterij elko's

Paginas die volgens Google je zouden kunnen interesseren