Для чего нужен стробоскоп
Стробоскоп
Из Википедии — свободной энциклопедии
Стробоско́п (от греч. στρόβος — «кружение», «беспорядочное движение» и σκοπέω — «смотрю») — прибор, позволяющий быстро воспроизводить повторяющиеся яркие световые импульсы.
Стробоскопом также назывался прибор для демонстрации движущихся рисунков, изобретённый в 1832 году учёным Жозефом Плато.
Современный стробоскоп часто используется на вечеринках, дискотеках и концертах.
Музыкальный стробоскоп — один из вариантов светодинамической установки для дискотеки, использующий вспышки с разной частотой импульсной лампы.
Также стробоскоп — прибор для наблюдения быстрых периодических движений, действие которого основано на стробоскопическом эффекте.
Для чего нужен режим стробоскопа в фонарях?
Что это такое
Согласно энциклопедическим справочникам, стробоскоп – прибор, воспроизводящий быстро повторяющиеся световые вспышки. Иными словами, это безинерционная лампа, которая мигает с той или иной частотой. Частота вспышек выбирается в зависимости от поставленных задач, а задач стробоскоп может выполнять множество. С его помощью, к примеру, измеряют скорость повторяющихся процессов, в частности, вращения или возвратно-поступательного движения тех или иных узлов машин.
На левом снимке мы видим неподвижный диск проигрывателя с нанесенными на него специальными метками. В свете стробоскопической лампы они, естественно, неподвижны. На среднем снимке диск вращается со скоростью 33 оборота в минуту – верхний ряд меток сливается, нижний кажется неподвижным.
Если скорость вращения изменится, то метки «побегут» вперед или назад в зависимости от повышения или понижения скорости вращения. То же самое происходит и при вращении диска со скоростью 45 оборотов в минуту, только на этот раз в работе участвует верхний ряд меток.
Используется стробоскоп и для визуальных эффектов. Ты наверняка видел, как на дискотеке люди, до этого просто танцующие, в свете стробоскопа начинают неестественно и забавно дергаться.
Стробоскоп автомобильный, по сути, ничем не отличается от обычного, но служит просто для украшения, как, к примеру, «ангельские глазки», установленные в фары.
На заметку. Автомобильный стробоскоп тоже может использоваться для визуальных эффектов, скажем, на пикнике. Если его частота правильно подобрана (обычно 3-5 Гц), то в его свете картинка движущихся людей может быть весьма эффектна.
Видео
Наблюдение за технологической линией печати
В определённых областях применения, таких как полиграфия, частота вспышки, скорее всего, будет ниже 50 Гц и световой импульс будет заметен. И в этом случае благодаря инерции глаза вы не будете испытывать дискомфорт, потому что передаваемое на сетчатку глаза изображение будет оставаться там до тех пор, пока следующая вспышка не обновит изображение.
Подобно лопастям вентилятора, синхронизированным со вспышкой, печатная серия также будет казаться неподвижной. Глазам станет дискомфортно, только когда частота будет ниже 20 Гц. Тем не менее, такая частота вспышки допускается и в определённых случаях понижается до 5 Гц.
Синхронизация стробоскопической вспышки
При изменении времени появления вспышки стробоскопа или интервалов между вспышками (частоты вспышек) движущийся или вращающийся объект может казаться:
В вышеупомянутом примере с вентилятором лопасть будет казаться неподвижной, если вспышка будет синхронизирована с определённым положением лопасти при вращении. Это происходит оттого, что стробоскопическая вспышка отображает одно и то же изображение на сетчатке глаза. Поскольку сетчатка не видит движения лопастей между импульсами стробоскопа, глаз воспринимает это как состояние покоя.
Если стробоскоп синхронизирован на частоту вспышек, немного превышающую скорость вращения вентилятора, то лопасть не будет успевать принимать то же положение при возникновении следующей вспышки. В таком режиме на сетчатке глаза будет отображена последовательность положений лопасти с отклонением назад в каждом последующем кадре. Поэтому будет казаться, что вентилятор медленно движется в обратном направлении.
Рис1: Если кажется, что вентилятор движется в обратную сторону, то частота стробоскопической вспышки выше скорости вращения лопастей:
Если стробоскоп синхронизирован на частоту вспышек, немного отстающую от скорости вращения вентилятора, то лопасть будет вставать в то же положение раньше возникновения следующей вспышки. В таком режиме на сетчатке глаза будет отображена последовательность положений лопасти с отклонением вперёд в каждом последующем кадре. Поэтому будет казаться, что вентилятор медленно движется вперёд.
Рис2: Если кажется, что вентилятор движется вперёд, то частота стробоскопической вспышки ниже скорости вращения лопастей:
Как устроен стробоскоп
Чтобы понять, как пользоваться автомобильным стробоскопом, нужно изучить принцип его действия. Самое простое устройство включает в себя следующие элементы:
С помощью преобразователя вольтаж аккумуляторной батареи 12 B преобразуется в 300 B для энергопитания лампочки. Он сохраняет свои функции при перепадах электронапряжения в промежутке от 7 до 15 B. Прохождение электротока по первичным намоткам преобразователя обеспечивается открывающимися транзисторами. Это обеспечивает рост напряжения во второй обмотке, которое после поступления на диодный мост дает заряд конденсатору до 400 B. Через лампу и сдерживающий ток варистор заряжается конденсатор узла воспламенения.
Датчик точки образования искры собран с использованием катушки индуктивности, транзистора и тиристора. Катушка наводит электродвижущую силу на закрывающийся базис транзистора, а положительно заряженный вольтаж передается через резистор на главный электрод тиристора. Благодаря его открытию, разрежается конденсатор, величина емкости которого определяет яркость вспышки.
Схема автомобильного стробоскопа представлена на рисунке.
Законность установки
Насколько законна установка автомобильного стробоскопа? Думаю, практически каждый автовладелец знает ответ на этот вопрос. Ну а для того, кто не знает, привожу выдержки из некоторых правовых документов, которые нарушаются при установке стробоскопа для автомобиля:
Постановление от 10 сентября 2009 г. N 720 Об утверждении технического регламента о безопасности колесных транспортных средств.
Статья 12.5 КоАП
Установивший автомобильный стробоскоп нарушает все эти пункты и согласно действующего законодательства лишается права управления транспортными средствами на срок от полутора до двух лет.
Где используются стробоскопы
Применение стробоскопов (разных видов) на данный момент возможно в самых различных сферах человеческой деятельности. По сфере применения такие установки делятся на:
Работа стробоскопа в ночном клубе
Помимо этого очень часто подобные изделия используются в научной сфере для изучения процессов, имеющих периодический характер. Например, для снятия измерений касательно амплитудных движений различных предметов и объектов. Еще одной сферой, в которой вы не ожидали встретить стробоскоп, окажется медицина. Здесь подобного рода приборы применяются в качестве строболарингофона для людей, имеющих различные нарушения речи. Рассмотрим особенности работы, а также преимущества и недостатки наиболее популярных видов осветительных приборов, способных на создание стробоскопического эффекта.
Фонарь-стробоскоп
Еще одной интересной моделью являются фонари-стробоскопы. Такие осветительные имеют два режима работы обычный и, собственно, стробоскопический.
Заметьте, при работе фонаря в стробоскопическом режиме возможны следующие последствия:
В связи с этим такие приспособления можно использовать в качестве элемента самозащиты при нападении агрессивно настроенных лиц в темное время суток. Очень часто такими приборами в своей работе пользуются полицейские.
Для чего нужен режим стробоскопа в фонарях?
Сегодня всё чаще многочисленные режимы работы фонарей включают в себя «стробоскоп». Рассмотрим практическое назначение этого функционала.
Стробоскоп – это источник света, быстро воспроизводящий повторяющиеся яркие световые импульсы. На способность таких вспышек дезориентировать человека обратили внимание еще в 1950-х годах. Пилоты вертолетов стали всё чаще жаловаться на головокружение и сложности в управлении машиной. Дело в том, что вращающиеся лопасти вертолета заставляли мерцать солнечный свет, создавая эффект стробоскопа.
В чем он заключается? Под воздействием яркого точечного света в мозгу человека создается некое изображение. Эта картинка может меняться в зависимости от длительности и частоты светового воздействия. Если изображения появляются и пропадают очень часто, мозг не успевает приспособиться к их циклу. Он пытается совместить картинки в цельный образ, меняющийся с каждой вспышкой. При этом такие «остаточные изображения» накапливаются, загружая мозг, нарушая зрение, вызывая смятение и дезориентацию.
Таким образом, одна из основных целей режима «стробоскоп» – дезориентировать, ослепить и психологически нейтрализовать противника. Немаловажный факт: результат воздействия стробоскопа зависит от его частоты мерцания. Так, полноценный стробоскопический ослепляющий эффект оказывает частота порядка 10-16 Гц (10-16 вспышек в секунду). Но необходимо помнить: стробоскоп, даже если его направить в другую сторону, слепит и своего владельца. Поэтому для использования тактического фонаря со стробоскопом необходим опыт. Также желательно иметь второй источник света – немерцающий. С этой ролью справится, например, налобный фонарь.
Однако режим стробоскопа можно использовать не только в целях обороны. Фонарь с этой функцией – прекрасное устройство для обнаружения. В экстренной ситуации мерцающим сигналом легче привлечь внимание – например, если человек заблудился в лесу.
Все, что полезно знать о стробоскопах
Осветительные приборы, благодаря движению научно-технического прогресса, не стоят на месте и постоянно удивляют потребителей своими новинками и нестандартными решениями. Одним из наиболее нестандартных видов светильников, которые на сегодняшний день нашли обширное применение, являются стробоскопы.
Подобные осветительные установки имеют ряд отличительных особенностей, достоинств и недостатков, о которых мы более детально и поговорим в нашей сегодняшней статье.
Что собой представляет прибор и его виды
Стробоскоп представляет собой специальную осветительную установку, которая способна создавать стробоскопический эффект для излучаемого светового потока. Этот эффект основан на восприятии мозгом человека так называемого «остаточного изображения». В результате для создания этого эффекта прибор производит с высокой скоростью яркие и повторяющиеся вспышки света.
Обратите внимание! Стробоскопический эффект представляет собой некий обман зрения.
Принцип работы основан на характерных нюансах восприятия зрительными анализаторами человека перемещения предметов на фоне вспышек источника света. В ситуации, когда происходит сочетание (совпадение) частоты движения вращающегося предмета с частотой вспышек света для человека, который наблюдает за данным явлением, будет казаться, что перемещающийся объект покоится.
Несмотря на то, что создать стробоскопический эффект не так уж и легко, подобного рода приборы в самой своей незатейливой интерпретации существовали уже в прошлом веке. В те времена стробоскоп с газоразрядной лампой применялся для обеспечения регулировки скорости вращения диска в проигрывателе грампластинок.
На сегодняшний день имеется несколько разновидностей стробоскопов, которые по своим конструкционным особенностям подразделяются на такие виды:
Обратите внимание! Сегодня самыми востребованными и распространенными в мире являются электронные стробоскопы.
Электронный тип стробоскопа
Но это далеко не единственная классификация приборов, работающих на принципе создания стробоскопического эффекта.
Классификация приборов
Кроме классификации по конструкционным особенностям стробоскопы подразделяются еще на три группы:
Обратите внимание! Свет, излучаемый суперстробами, виден на дистанции до трех (!) километров. Это при том, что обычные модели светят на максимальное расстояние до 1 км.
Различные виды стробоскопов применяются, соответственно, в разных сферах.
Где используются стробоскопы
Применение стробоскопов (разных видов) на данный момент возможно в самых различных сферах человеческой деятельности. По сфере применения такие установки делятся на:
Работа стробоскопа в ночном клубе
Помимо этого очень часто подобные изделия используются в научной сфере для изучения процессов, имеющих периодический характер. Например, для снятия измерений касательно амплитудных движений различных предметов и объектов.
Еще одной сферой, в которой вы не ожидали встретить стробоскоп, окажется медицина. Здесь подобного рода приборы применяются в качестве строболарингофона для людей, имеющих различные нарушения речи.
Рассмотрим особенности работы, а также преимущества и недостатки наиболее популярных видов осветительных приборов, способных на создание стробоскопического эффекта.
Автомобильные стробоскопы
Для адекватной работы автомобиля необходим правильный монтаж начального момента зажигания. Кроме этого также необходима правильная работа регуляторов (вакуумного, центробежного) опережения зажигания. Если эти элементы были установлены неправильно, то это приведет к увеличению расхода топлива, а также уменьшению срока функционирования в правильном режиме двигателя транспортного средства. Для оптимальной регулировки столь важных для машины процессов и были созданы автомобильные стробоскопы.
С помощью автомобильных стробоскопов можно проверить или установить начальный момент зажигания. Его установка позволяет устранить все возможные неполадки на данном участке, что положительным образом скажется на движении машины, работе двигателя и растратах на топливо.
Кроме этого изделия, оснащенные светодиодными источниками света, часто устанавливаются на бамперах или радиаторах. С помощью их можно привлечь внимание к машине других водителей. Особенно полезен свет стробоскопа в темное время суток.
Схема стробоскопа, оснащенного светодиодными лампочками, не предполагает использования бортового токопреобразователя для автомобиля. Здесь для питания светодиодов необходим аккумулятор на 12 В. При этом вместо задающего генератора для импульсного источника питания led можно использовать одновибратор. Он при образовании искры будет синхронизировать сигналы, поступающие от цилиндра двигателя. Для питания led необходим импульс от задающего каскада, попадающего на электронный коммутатор. В него входят мощные транзисторы.
Светодиодный автомобильный стробоскоп
Кроме светодиодных моделей для машин часто используют изделия, оснащенные газоразрядными лампами. Схема такого прибора имеет следующие элементы:
Газоразрядный автомобильный стробоскоп
В момент, когда в цилиндре двигателя образуется искра, газоразрядная лампа выдает импульс света. Настройка адекватности функционирования момента зажигания, а также действия регуляторов опережения зажигания ведутся по меткам, размещенным на движущейся части двигателя.
Модели, рассчитанные для дискотек
Наверное, самым ожидаемым местом, где мы встречаем стробоскопы, будут дискотеки и другие развлекательные мероприятия. Здесь подобного рода осветительные установки создают прерывистое освещение, которое способствует визуальной «остановке» людей, танцующих на танцевальной площадке.
Стробоскоп для дискотеки
Кроме этого с помощью таких приборов на сцене или в зале можно создать разнообразные световые эффекты.
Обратите внимание! Использование пяти основных цветов позволят создать самые разнообразные оттенки. Их можно эффектно рассеять при помощи матового стекла.
К данной сфере применения также можно отнести стробоскопическое сценическое освещение. Но здесь существуют свои ограничения для применения стробоскопов в качестве подсветки.
На дискотеке, в ночных клубах или сцене могут использоваться как ламповые осветительные установки, так и светодиодные.
Стробоскопы в рекламе и архитектурной подсветке
Еще одним местом, где часто используются стробоскопы, является рекламная и архитектурная подсветка зданий и рекламных щитов.
Стробоскопическая подсветка наружной рекламы
С помощью такой подсветки можно добиться многих положительных моментов:
В этой области используют два типа светодиодных приборов:
Выбор модели стробоскопа здесь основывается на поверхности, которую нужно подсветить.
Фонарь-стробоскоп
Еще одной интересной моделью являются фонари-стробоскопы. Такие осветительные имеют два режима работы обычный и, собственно, стробоскопический.
Заметьте, при работе фонаря в стробоскопическом режиме возможны следующие последствия:
В связи с этим такие приспособления можно использовать в качестве элемента самозащиты при нападении агрессивно настроенных лиц в темное время суток. Очень часто такими приборами в своей работе пользуются полицейские.
Преимущества и недостатки
К преимуществам всех стробоскопов, вне зависимости от сферы их применения, можно отнести:
Вариант стробоскопического эффекта
Наибольшей популярностью на сегодняшний день пользуются именно светодиодные приборы. Это связано с достоинствами самих источников света, к которым относят:
К недостаткам таких изделий, вне зависимости от источника света, можно отнести высокую стоимость, а также невозможность длительный период времени находиться в стробоскопическом эффекте, так как это приводит к переутомлению глаз.
Заключение
Стробоскопы как элементы освещения на сегодняшний день применяются в самых разнообразных сферах человеческой деятельности, начиная от развлекательной и заканчивая профессиональной. Поэтому информация о том, что собой представляет данный прибор, его основных особенностях работы, а также достоинствах и недостатках, поможет вам правильно подобрать модель под конкретный случай.
Стробоскопы. Виды и работа. Применение. Стробоскопический эффект
Стробоскоп – это осветительная установка, создаваемая яркие повторяющиеся световые импульсы, чередуя их с отключением. При работе он создает стробоскопический эффект, который основан на восприятии мозгом человека остаточного изображения. Фактически стробоскопы выдают яркие повторяющиеся вспышки, создающие обман зрения при совпадении определенных условий.
Что такое стробоскопический эффект
Это обман зрения, который основан на специфике восприятия человеческого мозга. Стробоскопический эффект в большей мере применим для вращающихся объектов. К примеру, если на оборачивающийся диск светить стробоскопом, при этом частота каждого его оборота будет совпадать с появлением новой вспышкой лампы, создастся впечатление, что круг неподвижен.
Мозг человека воспринимает происходящее только в момент вспышки стробоскопа. Пока лампа не светит, диск делает оборот, что естественно незаметно. Как только стробоскоп снова осветит поверхность вращающегося круга, то глаза увидят его в том же положении, что и на предыдущей вспышке. Таким образом, мозг будет считать, что диск неподвижен.
В том случае, если частота мерцания стробоскопа и вращающегося объекта имеют небольшое несовпадение, то при каждом включении мозга будет заметно незначительное перемещение. Если диск будет вращаться очень быстро, то при несовпадении частоты просто покажется, что он очень медленно проворачивается. В зависимости от того в какую сторону происходит несовпадение частоты между вращением и мерцанием, может создаваться разный визуальный эффект перемещения объекта. Даже если диск вращается по часовой стрелке, то при определенных условиях может показаться, что происходит обратное смещение.
Стробоскопический эффект является широко известным в профессиональных кругах, в сфере кинематографа. Видеозаписывающее оборудование снимает изображения в виде картинок, которые меняются с высокой частотой, порядка 24 кадров в секунду. Каждая последующая картинка показывает изображение объекта, на котором тот немного сдвинут в сторону. Благодаря этому просматривая кадры, человеческий мозг воспринимает это как движение.
Во время съемок вращающихся объектов частота их оборотов может совпадать с частотой кадров, записываемых с помощью камеры. В дальнейшем просматривая такое видео можно заметить, что нередко у автомобиля, едущего на очень высокой скорости, колеса оборачиваются медленно, или вообще вращаются в обратную сторону. Также стробоскопический эффект очень заметен если смотреть на видеозапись вращения лопастей вертолета. Создается такое впечатление, что они неподвижны или оборачиваются очень медленно.
Стробоскопический эффект может возникнуть при использовании люминесцентных ламп с дросселем, которые также выдают свет с мерцанием. В связи с этим их запрещено применять для освещения производственных станков. Если частота мерцания ламп и оборотов станка совпадут, то у оператора может создаться впечатление, что оборудование остановилось, хотя на самом деле это не так.
В большом промышленном цеху, где множество рабочих машин, сложно определить по звуку работает двигатель у данного станка или нет. Если довериться глазам и прикоснуться к фрезе, или любой другой острой оснастке, то можно получить травму. Именно поэтому техника безопасности запрещает использовать дроссельные люминесцентные лампы на промышленных объектах с вращающимся оборудованием.
Виды стробоскопов по назначению
Данные осветительные устройства бывают следующих видов:
Автомобильные стробоскопы
Второй кабель, идущий от стробоскопа, с помощью прищепки фиксируется на бронепроводе, подающем напряжение на свечу зажигания. После этого на шкиве и крышке двигателя, где имеются заводские метки, ставятся точки белым маркером, краской или мелом.
После запуска двигателя свечение стробоскопа направляется на метки. Под воздействием вспышек света глаз успевает замечать – где именно располагается маркер, чтобы провести правильную регулировку. Без стробоскопа различить что-то на вращающемся шкиве, который делает порядка 850 оборотов в минуту, просто невозможно. Каждая вспышка света на устройстве идет параллельно с подачей искры в цилиндре.
Помимо базовой конструкции, существуют и более усовершенствованные стробоскопы, которые имеют дополнительный провод, для присоединения к катушке автомобиля. Такие устройства позволяют работать как тахометр, они показывают текущие обороты двигателя. Также они выполняют функции вольтметра. Поскольку дизельные двигателя работают по другому принципу, чем бензиновые моторы, для них используется особенный тип стробоскопов. Они вместо прищепки для закрепления на бронепровод свечи оснащаются датчиком удара, который фиксируется к топливопроводу.
Практически любой автомобильный стробоскоп предусматривает различные режимы настроек, в зависимости от типа двигателя. Благодаря этому такие устройства можно использовать абсолютно на любой машине. Единственное важное отличие заключается только в том, что прибор для диагностики зажигания в бензиновом и дизельном двигателе отличается.
Стробоскоп для танцпола
На дискотеках применяются стробоскопы для освещения танцплощадок. Данные установки создают мигающий эффект, в результате чего получается ощущение визуального замедления движущихся людей. Такие устройства включаются в темноте. Яркие вспышки освещают танцующих, после чего наступает момент полной темноты. До повторной вспышки наблюдаемый человек меняет положение тела, в результате при взгляде на него кажется, что он это сделал мгновенно, поскольку глаза не видели момент плавного перехода.
Стробоскоп для дискотеки может иметь различные цвета ламп, что позволяет разнообразить эффекты свечения. Обычно цветные устройства имеют 5 расцветок. Такие приборы делают от 0 до 20 вспышек в секунду. Наличие цветных ламп создает эффект бегущих огней, также стробоскопы могут поддерживать вспышки в такт проигрываемой музыки.
Применение для наружной рекламы
Мерцание стробоскопа способно эффективно привлекать внимание окружающих, чем и пользуются при показе наружной рекламы. Используемые для этого лампы хаотично вспыхивают, что привлекает внимание проходящих мимо. Используемые для этого стробоскопы создают рассеивающий свет, поэтому он не ослепляет окружающих. Благодаря этому исключается создание опасных ситуаций.
Тактический фонарь
Данные устройства представляют собой тактический фонарь, который помимо обычного режима свечения также может создавать стробоскопический эффект. Такие устройства применяются для самозащиты. Достаточно направить фонарь на нападающего и неожиданно его включить. Как следствие злоумышленник будет дезориентирован, а также получит временное нарушение прямого и периферийного зрения. Подобное воздействие яркой вспышкой света вызывает смятение нервной системы, и даже способствует появлению панического страха. Подобные осветительные устройства используются не только для самозащиты, но и применяются правоохранительными органами многих стран мира. Эти устройства, несмотря на мощность, имеют вполне компактные габариты, что облегчает их ношение.
Источники света
Создавать свет в стробоскопе могут газоразрядные лампы или светодиоды. Более современным решением является применение именно светодиодов, поскольку они имеют определенные преимущества. В первую очередь они не боятся вибрации, отличаются большим эксплуатационным ресурсом и требуют меньше энергии. Они являются более безопасными. Светодиодные стробоскопы занимают мало места. Для питания светодиодов не нужно применять источник высокого напряжения, что исключает риск поражения током. Все тактические фонари оснащены именно светодиодным стробоскопом.