100Hz-Lichtquelle für Plattenspieler-Stroboskopscheiben
Hallo zusammen,
im Glühbirnen- und Leuschtstoffröhren-freien Zeitalter können die Stroboskopscheiben auf den Plattenspielern zur Drehzahlkontrolle nicht mehr ohne Weiteres verwendet werden, da diese mit einer mit 100Hz 'flackernden' Lichtquelle beleuchtet werden müssen. Heutige LED-Lampen geben aber ein mehr oder weniger unmoduliertes (oder hochfrequent moduliertes) Licht ab und sind daher ungeeignet. Daher habe ich mit Bauteilen aus der Bastelkiste eine 100Hz-LED-Lichtquelle zusammengenagelt, die sich für diesen Zweck hervorragend eignet. Wer keine Stroboskopscheibe hat, findet im Kompendium eine Vorlage zum Ausdrucken.
Hier das Schema:
D1 ist die LED, die die Stroboskopscheibe beleuchten soll. Hier eignet sich eine weisse oder auch farbige superhelle LED mit 20..30mA, wie sie heute schon fast Standard sind. Diese wird mit einem rechteckigen Strom mit 100Hz betrieben. Warum 100Hz (das Netz hat ja 50Hz)? Der Grund ist einfach: eine Glühbirne leuchtet unabhängig von der Polarität der angelegten Spannung, folglich leuchtet sie während der positiven und negativen Halbwelle und wird in den dazwischenliegenden Nulldurchgängen dunkler, sie flackert also mit 100Hz.
T1 bildet mit R1 eine Stromquelle, so dass die Helligkeit unabhängig von der Versorgungsspannung wird. Die LED D2 stabilisiert die Basisspannung auf etwa 1.6V, daher muss es eine normale rote LED sein. R1 bestimmt den Strom durch D1, der etwa 40mA beträgt, was bei 50% Pulsweite einen mittleren Strom von 20mA durch D1 ergibt. Bei ausreichend hoher Betriebsspannung können auch zwei oder sogar drei LEDs in Serie geschaltet werden.
Die 100Hz werden mit dem Quarz Q1 und dem Binärteiler mit IC1 und IC2 gemacht, diese teilen durch 32768 (2^15), was dann 100Hz ergibt. IC1 teilt durch 2^14 und somit IC2 durch 2. Für IC2 hätte auch ein Flipflop gereicht (z.B. 4013), ich hatte aber nur diese ICs im Lager. IC1 arbeitet ab etwa 4V, spezifiziert ist es nach Datenblatt ab 5V bis 15V. Somit ist eine 9V-Batterie zur Speisung gut, der Stromverbrauch beträgt etwa 10..15mA, je nach Toleranz der roten LED und ist unabhängig von der Betriebsspannung, die bei einer weissen oder blauen LED für D1 zwischen 6V und 15V liegen darf. Werden mehrere LEDs in Serie geschaltet, erhöht sich die minimale Betriebsspannung um die Fluss-Spannung der zusätzlichen LEDs.
Damit die Logik nicht durch die geschalteten Ströme der LED gestört wird, ist es wichtig, den Stromkreis der LED sauber von der Logik zu trennen, also ab dem Elko C1 separate Leitungen zu den ICs und dem Leistungsteil zu legen (sowohl Plus als auch Masse), so wie es gezeichnet ist. Sind die Leitungen vom Elko zu den ICs kurz, brauchen diese keinen separaten Abblockkondensator an der Betriebsspannung.
Diese Lampe kann auch als (Not-) Taschenlampe verwendet werden, wenn man ungeplant im Dunkeln sitzt, weil der FI-Schalter ausgelöst hat... soll vorkommen
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Re: 100Hz-Lichtquelle für Plattenspieler-Stroboskopscheiben
Hallo HB9,
nette Schaltung. Allerdings noch ein kleiner Hinweis: Wenn man die Potentiale in der Schaltung verfolgt, ist die Batterie verkehrt herum angeschlossen. Daran ändert auch das Pluszeichen am parallel geschalteten Elko nichts.
Re: 100Hz-Lichtquelle für Plattenspieler-Stroboskopscheiben
Reichen für den 100Hz Stroboskop-Effekt nicht auch zwei antiparallel geschaltete LEDs mit einem strombegrenzenden X2 Vorschalt-Kondensator an der 230V/50Hz Netzwechselspannung? 680nF würden etwa 50mA , 330nF dann nur ca. 25mA usw. effektitven Stromfluss ergeben.
Re: 100Hz-Lichtquelle für Plattenspieler-Stroboskopscheiben
Dann gebe ich auch noch meinen Senf dazu.
Die Schaltung von HB9 gefällt mir gut. Sie kommt ohne Netzkabel aus, und das macht die Handhabung angenehm unkompliziert. Wer direkt am Netz hängt, braucht nämlich mehr als nur ein Kabel. Ohne galvanische Trennung muss ein Gehäuse her, damit niemand beim Plattenwechsel versehentlich die Netzspannung mit der Fingerspitze kennenlernt, und eine Feinsicherung würde ich auch noch einbauen. So wird aus der verblüffend einfachen 50 Hz Schaltung schnell ein aufwendiges, unhandliches Ding.
Dazu kommt: Geräte, die mit Kleinspannung und geringen Strömen auskommen, bauen sich einfach entspannter. Der Lötkolben darf ruhig mal wackeln, und ein Fehler in der Schaltung endet allenfalls mit einer beleidigten LED statt mit einem Knall und einem FI-Schalter, der sich meldet. Zumindest geht es mir so, mein Puls beim Einschalten dankt es mir.
Ich habe mal recherchiert: Ein fertiges LED-Stroboskop für Plattenspieler wird für 30 bis 40 Euro angeboten. Der Selbstbau lohnt sich also.
Viele wissen, dass die Netzfrequenz nicht konstant ist. Manche glauben sogar, das zu hören. Ich bezweifle das, lasse mich aber gerne eines Besseren belehren. Mit einem Quarzoszillator liegt man jedenfalls auf der sicheren Seite. Ein gebrauchtes Cäsium- oder Rubidium-Frequenznormal aus der Bucht oder ein GPS-gestützter Referenzoszillator (GPSDO) mit 10 MHz Ausgang wäre hier dagegen übertrieben, denn die Genauigkeit eines normalen Quarzes genügt für die Drehzahlkontrolle völlig.
Viele Grüße Volker
PS: Zum Zeitpunkt des Verfassens hat die Netzfrequenz 50,020 Hz
Re: 100Hz-Lichtquelle für Plattenspieler-Stroboskopscheiben
Schöne Lösung. Glimmlampe mit Vorwiderstand ist ja veraltet :) und Netztfrequenz kann bei Wartungarbeiten auch mal bei 52 Hz liegen, um die Rückeinspeisungen abzuschalten.
Jetzt fehlt noch eine CNY70 am Quarzstabilen µC, der per BT auf eine HändyÄpp den Teller+Antrieb vermisst :D (Oder gleich ein (Heidenhain?) Inkrementalgeber mit 4+x Leseköpfen (da ja auch die Teilerscheiben eiern) Nicht auszudenken, sollte etwa das Loch in der Schalllatte exzentrisch sein?
Re: 100Hz-Lichtquelle für Plattenspieler-Stroboskopscheiben
Hallo zusammen,
das gab ja ordentlich Resonanz
Zur Batterie: die ist verkehrt herum gezeichnet, das war ein Aufmerksamkeitstest
Man kann die LED natürlich auch mit 100Hz aus dem Netz versorgen (Brückengleichrichter), das habe ich bisher so gemacht, aber aus dem ohnehin im Plattenspieler vorhandenen Netztrafo, somit ungefährlich, und mit Vorwiderstand statt Kondensator. Der Kontrast ist aber mit dem Rechtecksignal grösser, und das fehlende Kabel macht die Sache etwas anwenderfreundlicher. Bei einem Stromverbrauch von etwa 15mA hält die Batterie ewig.
Wenn man die LEDs direkt am Netz betreiben will, sollte man nicht nur einen Kondensator, sondern eine Reihenschaltung eines Kondensators mit einem 1W-Widerstand (am besten in Drahtausführung) in der Grössenordnung 100 verwenden, zudem ist eine leistungsfähige Z-Diode (Transzorb) bei der LED Pflicht. Der Grund ist einfach: einerseits ist die Momentanspannung vom Netz beim Einschalten zufällig, kann also gerade der Spitzenwert sein, andererseits hat es auf der Netzspannung immer wieder Spikes mit hohen Amplituden und Energien (Surge). Beides sorgt für die Zerstörung der LED, wenn man den Strom durch die LED und die Spannung nicht begrenzt. Moderne LEDs vertragen Stromspitzen überhaupt nicht, und die zulässige Sperrspannung ist im besten Fall wenige Volt.
Die Netzfrequenz schwankt in der Tat kurzfristig, nur über längere Zeit (Tage) ist sie exakt 50Hz, daher ist sie als Frequenznormal für Uhren eine gute Lösung. Die Kurzzeit-Abweichungen dürfen bis +/-2.5Hz betragen, bevor der Blackout kommt. Eine zu tiefe Netzfrequenz bedeutet dabei Überlast, während eine zu hohe Netzfrequenz Überproduktion bedeutet. So kann man als 'Normalsterblicher' den momentanen Zustand der europaweiten Stromversorgung abschätzen, wenn man die Netzfrequenz misst. Normalerweise ist die Abweichung von 50Hz aber <0.5Hz. Ob das für die Messung der Plattenspieler-Drehzahl relevant ist, bleibe mal dahingestellt. Ältere Plattenspieler mit Asynchron-Spaltpolmotoren richten sich ja sowieso nach der Netzfrequenz, und wegen der fehlenden Regelung hängt die tatsächliche Drehzahl auch von der momentanen Nadelposition und der Aussteuerung der Schallplatte ab (je höher die Aussteuerung, umso grösser die Reibung zwischen Nadel und Platte und damit die Bremswirkung).
......................................................................................................................... . Da will man endlich mal in Ruhe die Werkstatt aufräumen und was passiert? ...Man hat keine Lust.
Re: 100Hz-Lichtquelle für Plattenspieler-Stroboskopscheiben
Hallo zusammen,
unter https://play.google.com/store/apps/detai...hl=de&pli=1 ist die kostenlose App "Turntable Speed" für Android Smartphones vorgestellt, welche die Drehzahl des Plattentellers messen kann und die Messwerte selbstverständlich dokumentiert. Aber wenn man einen Plattenspieler aus dem letzten Jahrtausend gerettet hat, dann ist die diese Lösung mit dem Smartphone ein eklatanter Stilbruch, finde ich.
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verwenden, zudem ist eine leistungsfähige Z-Diode (Transzorb) bei der LED Pflicht. Der Grund ist einfach: einerseits ist die Momentanspannung vom Netz beim Einschalten zufällig, kann also gerade der Spitzenwert sein, andererseits hat es auf der Netzspannung immer wieder Spikes mit hohen Amplituden und Energien (Surge). Beides sorgt für die Zerstörung der LED, wenn man den Strom durch die LED und die Spannung nicht begrenzt. Moderne LEDs vertragen Stromspitzen überhaupt nicht, und die zulässige Sperrspannung ist im besten Fall wenige Volt.