ИК подсветка для камеры

Добрый день. Сегодня хочу предложить Вам схему простой авторской ИК подсветки, которая может найти широкое применение дома и не только… Схема исходного варианта ИК-подсветки показана на рисунке ниже.

Схема электрическая принципиальная ИК подсветки

Основу данной схемы составляет генератор импульсов, собранный на широко распространённом интегральном таймере NE555. Частота данного генератора должна находиться в интервале от 11 до 15 килогерц и при заданных на схеме элементах она составляет чуть более 13300 герц (Она задаётся цепочкой R1-R2-C1). С выхода данного генератора, через резистор R3, колебания поступают на вход составного транзистора Т1-Т2. Нагрузкой данного транзистора являются 28 параллельно соединённых ИК светодиодов TSAL5100, объеденённых в излучатель. Благодаря применению генератора светодиоды данной подсветки работают в импульсном режиме (динамическая индикация), что позволяет добиться повышения эффективности работы устройства и повышения отдаваемой мощности практически в 2 раза.

Мощность данной подсветки составляет 6.5 Ватт, потребляемый ток 1.5 Ампера при напряжении питания 6.3 Вольта. Транзисторы Т1 и Т2 следует установить на радиаторы из алюминия размером 50*40*2 мм. Резисторы R4 и R5 должны быть по мощности не менее 15 Ватт. Лучше установить 20-ти Ваттные в целях повышения надёжности и уменьшения нагрева. (На фото опытного образца ниже установлены резисторы мощностью 10 Ватт, но при работе подсветки они сильно греются, поэтому в законченном устройстве после испытания и были установлены резисторы мощностью 20 Ватт).

Излучатель изготавливается из любого старого фонарика с 28 светодиодами. Для нас важен только сам отражатель с передним стеклом. Для изготовления излучателя выпаиваем все старые светодиоды и на их место впаиваем TSAL5100. После этого устанавливаем на место переднее стекло и отражатель. Переднее стекло нужно установить обязательно. Оно выполняет 2 функции: Защищает излучатель от попадания влаги и выполняет роль рассеивателя (Так как светодиоды имеют малый угол излучения, то при отсутствии стекла отчетливо различимы темные и светлые пятна). После этого с обратной стороны (Со стороны пайки) плата герметизируется слоем клея «Момент», эпоксидной смолой или растворенным в дихлорэтане полистиролом. В итоге получится излучатель, представленный в подборке фото ниже.

На фото свечение светодиодов имеет розовый оттенок из-за установленного в фотоаппарате ИК светофильтра, практически его задерживающего.

На видео чуть ниже наглядно сравнивается заводская, встроенная в камеру ИК подсветка, с самодельной. В самом начале видео демонстрируется заводская подсветка, далее заклеиваем излучатель и включаем самодельную, а в самом конце наглядно показано различие заводской и самодельной подсветок. Как видно из видео самодельная подсветка является более мощной по сравнению с заводской.

Данную подсветку можно использовать с бытовой камерой, имеющей, режим ночной съёмки (Для чего она первоначально и собиралась); для подсветки камер видеонаблюдения; для работы с ПНВ нулевого поколения и т.д


P.S. Как оказалось позже в расчёты вкралась небольшая ошибка. Несмотря на работоспособность подсветки она не отдавала полной требуемой мощности. Благодаря консультации и некоторых разъяснений форумчан с замечательного сайта РадиоКот ошибка была исправлена. Текст изменений, которые нужно внести в исходную схему прилагаю ниже.

В схеме не совсем верно рассчитано гасящее сопротивление. В исходной схеме резистор R4 следует исключить из схемы, а сопротивление резистора R5 должно быть равно 0,5 Ом. В этом случае пиковый ток через излучатель составит 5,6 А, а средний, соответственно, будет 2,8 А, так как питание осуществляется меандром (половину периода ток течет через светодиоды, а вторую половину — нет). Излучаемая мощность составит в среднем 3,64 Вт/ст. Вообще, данное сопротивление R5 лучше подобрать более точно по потребляемому току, контролируя его электронным амперметром, выставить ток 2,8 А. Это связано с тем, что у транзистора VT2 большой разброс напряжения насыщения коллектор-эмиттер в открытом состоянии. А от данного падения напряжения напрямую зависит номинал рассчитываемого резистора. Кроме того, следует увеличить емкость конденсатора С1 до 75 нФ. При этом частота генератора будет примерно равна 5300 Гц, что соответствует нужному рабочему режиму светодиодов излучателя.

На этом на сегодня всё. Удачи в повторении данной подсветки. С уважением, Андрей Савченко.

P.P.S. Обновление от 19.03.2020: Данная подсветка собиралась мной примерно на втором курсе университета.

Конструкция является, по-сути, первым опытом импульсного управления светодиодами. Само собой, в идеале, можно взять для этих целей любой специализированный драйвер, предназначенный для подобного применения и реализовать устройство более эффективно (я об этом знаю, но при этом мне об этом регулярно напоминают последние лет 7). К тому же, подобные драйверы позволяют избавиться от гасящих резисторов большой мощности (повысив тем самым КПД устройства), а необходимый режим работы устройства (например, при изменении напряжения питания) будет поддерживаться применением отрицательной обратной связи. На момент сборки мне срочно нужна была ИК подсветка с мощностью, превышающей мощность встроенной подсветки — мной она была реализована из подручных средств в таком исполнении.

Если же кто-то всё же будет повторять данную конструкцию в таком исполнении, то я рекомендую вместо составного транзистора в качестве выходного каскада использовать драйвер для управления mosfet транзисторами (на основе комплементарной пары транзисторов, например) в связке с самим mosfet транзистором. При этом излучатель подключается в сток транзистора.