Tester migawki aparatu fotograficznego
Tester (shutter speed tester) umożliwia sprawdzenie działania migawki aparatu fotograficznego. W układzie pomiarowym jak na zdjęciach możliwe jest badanie czasów 1/8-1/1000 (szybszych czasów nie sprawdzano).



Ważne.
Z uwagi na znaczną rozbieżność czasu reakcji elementu światłoczułego w zależności od rodzaju i siły oświetlenia wymaga się aby elementem oświetlającym była żarówka LED 2,8W 4k. Jest to element do dostania za kwotę poniżej 10zł w marketach budowlanych. Na światło z takiej żarówki dostosowano tester. Wydaje mi się, że właściwe światło to takie, które jest wystarczające do pewnego uruchomienia testera przy zdjętym obiektywie i jednocześnie jest za słabe aby wyzwolić tester przy założonej klasycznej pięćdziesiątce F2. W testerze używane są dwie baterie rozmiaru AA. Uruchomienie testera polega na skierowaniu otworu elementu optycznego w stronę światła. Odebranie sygnału świetlnego sygnalizowane jest górną kropką. Urządzenie załączy się. Może przez chwilę pokazać się przypadkowa liczba, która następnie wyzeruje się. Od tej pory mamy ok 15 sekund na podstawienie aparatu fot. i wyzwolenie/uruchomienie migawki.

Nastawiając w aparacie fot. określony czas możemy porównać jego wartość z wyświetlaną liczbą na wyświetlaczu. Czas jest wyświetlany w przyjętym w fotografii formacie 1/x s. Tester po 15-20s od uruchomienia wyłącza się automatycznie w celu oszczędzania baterii. Przechowując urządzenie w ciemnym miejscu (szafka, szuflada) prąd pobierany z baterii ma pomijalnie małą wartość. Jeżeli po uruchomieniu wyświetli się litera b to należy wymienić baterie.
Przy wymianie baterii należy zwrócić szczególną uwagę na rurkę nałożoną na fotoelement. Pełni ona bardzo ważną rolę w układzie i powinna być prosto nałożona na fotoelement. Jeżeli wystąpiłyby jakieś nielogiczne znaki na wyświetlaczu to należy poczekać na wyłączenie się układu lub na chwilę wyjąć baterię. W przypadkach, gdzie sprawdza się migawkę centralną i nie można odłączyć obiektywu, dopuszcza się nieco mocniejszą żarówkę.

Budowa i dokładność testera (dla dociekliwych)
W założeniu miało to być urządzenie samodzielne, proste w użyciu i jak najbardziej dokładne. W zasadzie słowa proste i dokładne wykluczają się nawzajem i trzeba zgodzić się na na jakiś kompromis.

A) Wewnętrzny zegar -rzecz na którą nie zwracają uwagi zwolennicy patentów podłączanych do karty dźwiekowej w przekonaniu, że jak jest dużo gigaherców to dokładny jest pomiar -a to nie prawda. W układzie użyto mikrokontroler Atmega88 napędzany wewnętrznym zegarem 8Mhz, który niekoniecznie ma znamionową częstotliwość pracy i ma wahania częstotliwości w zależności od np. temperatury, napięcia itp... Zakładając, że będziemy pracowali w domu, biurze itd. gdzie pomieszczenia mają stabilną temperaturę ok 20-24'C oraz używać będziemy świeżych baterii pozostaje nam tylko postarać się o właściwą częstotliwość pracy zegara. Kontrolery Atmega88 mają możliwość kompensowania wewnętrznego zegara na drodze programowej -z tego skorzystałem. Do układu wgrano testowy program wytwarzający na wyjściu sygnał pwm(8bit) o częstotliwości 15.625kHz (8000000/256/2). Dokonując pomiaru częstotliwości tak dobrano wartość osccal aby jak najbardziej zbliżyć się do 15.625kHz. W ten sposób poznano wartość bajtu kompensującego i wpisano ją do właściwego programu testera. Mamy zatem w miarę dobry zegar 8Mhz. Jak mierzyć czas?

B) Pomiar. W mikrokontrolerze uruchomiono Timer z preskalerem 64. Zwiększa on swoją wartość z częstotliwością 125kHz (8000000/64). 125kHz to czas 8us. Jeżeli więc fotoelement da sygnał Start i timer zacznie zliczać a później fotoelement da sygnał Stop to otrzymaną wartość można łatwo zamienić w czas. Jeśli podczas pomiaru Timer zliczy wartość 1000, która przyrasta co 8us to otrzymujemy 1000x8us czyli 8ms a to po przeliczeniu 1/x da nam 1/125 sekundy. Jak widać rozdzielczość takiego pomiaru to 8us i błąd może być +/-8us. Przy czasach 1/1000s daje to rozbieżność 1/992 do 1/1008. Metoda pomiaru wydaję się całkiem dokładna ale...

C) Układ wejściowy testera. Aby nie komplikować konstrukcji podłączono do wejść INT0/1 uc fotortanzystor w układzie WE i badane jest napięcie na kolektorze. Oświetlony fototranzystor zaczyna przewodzić, uc widzi spadające zbocze i startuje Timer. Po zaniku oświetlenia napięcie/zbocze rośnie i uc widzi że trzeba zatrzymać Timer i zerknąć ile naliczyło. Zasada działania wydaje się prosta ale zawsze jest jakieś ale. Element światłoczuły reaguje z opóźnieniem i coś trzeba z tym zrobić. Opóźnienie zależy od wartości światła i w pewnym sensie od układu pracy w którym pracuje fototranzystor. W internecie spotyka się proste układy z fototranzystorem gdzie podkreśla się, że zastosowano superszybki element i że w ogóle to jest naj. Fototranzystor jest szybkim elementem -owszem, ale na papierze. W praktycznym układzie nie jest już tak różowo. Odbiegając od tematu weźmy taki wzmacniacz audio i zajrzyjmy do środka. Widzimy jakiś mały tranzystor, spiszmy jego nazwę i poszukajmy datasheeta. W danych widzimy częstotliwość graniczną kilka-klikanaście Mhz a wzmacniacz ma pasmo przenoszenia do 20-40kHz. Nie wyjaśniając dalej wracamy do fototranzystora. W dokumencie an3009 jest podsumowanie czasów fototranzystora zabudowanego w transoptorze. Czasy opóźnienia sięgają ponad 80us !


Na stronie również ktoś bada fototranzystor i na wykresie widać wzrost sygnału w czasie ok. 80us.
W układzie testera, zapisano w programie poprawkę czasu zw. z ww. opóźnieniem układu wejściowego na -80us. Czy to już koniec?

D) Źródło światła. Podczas testów zauważono, że prezentowane czasy pomiaru zależą od ilości/siły źródła światła. Związane jest to ze zjawiskiem "przesterowania" elementu optycznego. Uzyskiwane czasy zmieniały się +/- 40us co daje wartości przy pomiarach 1/1000 od 1/960 – 1/1041. Przy czasach 1/250 odpowiada to zakresowi 1/247-1/252. Wszystkie poważniejsze fabryczne urządzenia pomiarowe mają więc swoje źródło światła do którego dostosowano układ wejściowy i wskazania.

E) Migawka szczelinowa -zmora pomiaru. O ile w migawce centralnej życie jest proste to w migawce gdzie kurtyna goni kurtynę jest trudniej. Stosując odkryty fotoelement będziemy otrzymywać dłuższe czasy niż to jest faktycznie. Ciekawych zapraszam do własnej analizy. Podsumowując to szerokość szczeliny przemieszczającej się przed fotoelementem jest powiększana przez powierzchnie, którą ma czujnik. Dlatego tester ma na elemencie optycznym rurkę termokurczliwą zwężającą się przy wyjściu. Najlepsza byłaby prostokątna szczelina ale tester czasami trzeba potrzymać w ręku w różnej pozycji i mały otwór wydaje się najbardziej odpowiedni.

F) Podsumowując. Biorąc pod uwagę problemy wyżej opisane, spodziewany błąd pomiaru to +/-48us. Dla 1/1000 jest to zakres 1/954-1/1050 Stanowi to 5% wartości 1/1000 Przy wolniejszych czasach jest lepiej. Dla 1/250 jest to zakres 1/247-1/253

Ufff, rozpisałem się. Moje urządzenie jest może prymitywne ale uczciwie przed samym sobą przeanalizowałem jak to działa i jak bardzo może być źle. Rozwijać konstrukcji nie będę.
Zbieram siły na F-Stop Timer.