Tìm hiểu chế độ tự động bật flash trên camera smartphone và máy ảnh số. Thiết kế mạch tự động phát hiện ánh sáng môi trường , đưa ra quyết định bật tắt đèn flash.Báo cáo môn kĩ thuật đo lường đại học bách khoa hà nội
Trang 1Bài tập tìm hiểu chế độ auto bật Flash
trên máy ảnh và camera smartphone
Nghiên cứu : Độ sáng bao nhiêu LUX thì bật Flash , nguyên lý làm việc , hãng sản
xuất , dải đo , datasheet , sơ đồ khối , sơ đồ nguyên lý
Trả lời :
Trên thực tế , máy ảnh và Camera Smartphone không sử dụng cảm biến
quang để làm công việc bật tắt đèn flash tự động Mà sử dụng ngay chính cảm biến
ảnh trong ống kính , kết hợp với phần mềm xử lý , đo độ sáng , đưa ra các preset
cho các thông số phần cứng như độ nhạy sáng ISO , Tốc độ màn trập ,bật tắt flash
hay thông số phần mềm như nhiệt độ màu để cho ra bức ảnh đẹp nhất Camera sẽ
không sử dụng riêng một cảm biến ánh sáng chỉ để thực hiện chức năng bật tắt
flash , mà sử dụng ngay cảm biến ảnh , vì thực tế cảm biến ảnh thừa thãi khả năng
để thực hiện công việc này
Tuy nhiên , ta vẫn có thể thiết kế được mạch đơn giản thực hiện công việc
trên như sau :
Chọn cảm biến quang : CdS PhotoResistor
PGM12** series Resistor Electronics Characteristics
Model (VDC) Vmax (mW) Pmax
Ambie
nt Temp (°C)
Spectr
al Peak (nm)
Photo Resistanc
e (10Lx) (KΩ)
Dark Resistan
ce (MΩ)mi
n
γ mi
n
Response Time (ms) Ris
e Decay PGM120
PGM120
PGM120
PGM120
PGM120
PGM120
5 250 250 -30 ~ +70 560 140~300 20 0.8 30 30
Ø12Max
Ø0.5
9
Trang 2Chọn Model PGM1200
Giải thích một thông số cần thiết :
Ambient Temp : Nhiệt độ hoạt động : -30 -> 70 oC
Photo Resistance : Điện trở (10Lx) 2~5 K Ôm : Điện trở đo được khi cảm biến được chiếu sáng 10Lx – nhiệt độ màu 2854K khi trước đó được chiếu sáng 2 tiếng liên tục bởi ánh sáng cường độ 400-600lx
Dark Resistance min : Điện trở nhỏ nhất đo được sau khi tắt ánh sáng 10Lx
10 giây
Gama min : Được tính bằng log(R10/R100) Trong đó R10 là điện trở đo được khi được chiếu sáng 10Lx Tương tự với R100 là điện trở đo được khí được chiếu sáng 100lx
Vmax : 250 Điện áp lớn nhất cần cung cấp khi trong môi trường tối để đảm bảo cảm biến hoạt động liên tục
Ở đây ta sử dụng thông số điện trở tại 10 Lx để làm căn cứ cho tín hiệu ra từ cảm biến 10 Lx chính là ranh giới giữa trời sáng và tối
Cường độ sáng lớn hơn 10Lx –( điện trở nhỏ hơn 2 ôm ) thì cảm biến sẽ tắt Cường độ sáng lớn hơn 10Lx –( điện trở lớn hơn 5 ôm ) thì cảm biến sẽ bật
1 Mạch tạo tín hiệu điều khiển
Từ tín hiệu liện tục từ cảm biến , ta chuyển sang tín hiệu số 0 – 5V
Trang 3VCC = 12V
Trong sơ đồ có 2 phần :
Phần 1 : Lấy tín hiệu điện áp từ phân áp cho qua mạch lặp
Chọn Rp = 4k7
Suy ra 2 ngưỡng điện áp là : U1 = 3.6V U2 = 6.2V
Phần 2 : Mạch so sánh Trigger Smith
Ta đã có các thông số
U ngưỡng cao = U2 = 6.2 V;
U ngưỡng thấp = U1 = 3.6 V;
Mạch trigger Smith đảo , chọn :
U ra cao = 5V
U ra thấp = 0V
Tính toán thu được R1 = 6k ; R2 = 10k ; R3 = 3.46k
Đồ thị điện áp có dạng :
Trang 42 Mạch điều khiển đèn flash :
Sơ đồ mạch như sau :
Giải thích nguyên lý của mạch điều khiển
Tụ C1 là tụ dự trữ năng lượng phục vụ cho việc phóng điện bật sáng flash Được nạp bởi mạch nạp LT3468
Tụ được nạp với điện áp cao vào khoảng 300V
Lúc đầu , Tụ sẽ không được xả vì Flashlamp đang ở trạng thái cao trở Tụ chỉ
được xả khi có 1 xung áp cao kích hoạt vào cực T của đèn , đèn sẽ cho phép thông Khi tụ phóng , dây điện và điện trở của đèn cỡ vài ôm , nên dòng điện cỡ khoảng
100A, tạo ra ánh sáng cực mạnh ở flash
Tín hiệu Trigger sẽ là tín hiệu đóng mở cực T của đèn , cho phép tụ phóng – nạp
Khi trigger = 0 , Q1 và Q2 khuếch đại dòng để mở Q3, C2 phóng dòng qua cuộn sơ cấp của T2 , cảm ứng sang cuộn thứ cấp 1 xung cao áp kích hoạt vào cực
T của đèn , phá vỡ trạng thái cao trở và cho phép dòng điện thông qua đèn Khi ấy
tụ C1 phóng qua đèn tạo ra ánh sáng flash
Khi trigger = 1 , đóng Q1 Q2 , đóng Q3 , cực T không có xung điện áp , đèn
về trạng thái cao trở , Tụ C1 về trạng thái nạp
Trang 53 Ghép nối các mạch :
Tín hiệu Trigger từ mạch điều khiển được điều khiển bởi tín hiệu bật tắt flash
từ cảm biến , tín hiệu bật tắt flash bằng tay , tín hiệu chụp ảnh Giả sử tất cả các tín hiệu trên đều là tích cực thấp
Như vậy ta có : A = (Tín hiệu cảm biến) AND (tín hiệu bật tắt flash bằng tay) Trigger = (A) OR (Tín hiệu bật tắt chụp ảnh)
