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もうちょっと光量を
ということで、
パワー源をリポに

公称は7.4Vですが、満充電時は約8V。
容量は1200mAhの30Cなので最大36Aくらいは流せるはず。
しっかし、Vfが3V程度のLEDに8Vもかけるって怖いですねぇ。。。



78灯で13.2A流れているので、1灯あたり170mAとほぼデータシートの上限値となりました。たぶん。。。
電流制限抵抗とかも無いので、このパルス幅で、この電流を流すためにかける電圧は、
やっぱり8Vくらいが必要ってことであってるんだろか？？？
いや、8VがLEDを流れるわけではないか。。。


装置を固定して撮影。



初速計測部での測定時間差を　そのままストロボの発光周期タイマーに使うようにしました。
玉の速度がいろいろでも撮影される玉の間隔が約12mmに揃うようになりました。



LEDの明るさは十分なようです。
発光時間10usecでは、玉の水平移動量が0.7mmほどになり、被写体ブレが大きいようなので、


発光時間を半分の5usec = 20万分の1秒にしてみます。
バックが明るいようなので、
発光回数も玉が20cm進む時間分だけにします。
(プログラムの簡略化のため2^5=32回発光としました。約38cm進む)(注釈1)

だいぶ鮮明になりました。
当然ながら光量は半分になったわけですが、
10usecの時はオーバー気味だったのでちょうど良くなりました。
足りなくなったとしてもデジカメは撮影感度を変えられるから対応するとしても楽ですね。


ですが、

画像の左側が暗い感じです。
電源のせいではなかったようなので、
これはどうやらLEDの配線のせい？
当初の予定よりかなり高めの電流値となったので、
基板に銅線を追加してみました。



良くなったようです。

これでハード面は実用性能を満たしたようなので、
実験に進みます。

つづく


(注釈1)
コンピュータプログラムでは、掛け算や割り算は時間がかかることが多いです。
(そろばんと同じ？)
なのですが、
シフトという機能があり、
二進数のビットを右にシフトすると値は1／2に
左にシフトすると値は2倍になります。
なので2^x=2、４、８、１６、３２、６４，１２８，２５６倍、分の1に関しては高速に行えます。
また3倍したい場合は、3回足すといったようにします。
計算を分解して、2^xと足し算引き算で行うようにすることは多いです。

COLD12を1缶補充。

これでまたキンキンに効くようになりました。

追記ーーーーーーーーー
家庭用のエアコンや冷蔵庫は駆動モーターとコンプレッサが一体で密封されているので、ガスが抜けることはほとんどありません。

自動車用は、コンプレッサ駆動軸があり、回転シールが使われているため漏れは防げません。またエンジンの振動があるため、車体エンジン間はゴムホースが使われます。ゴムはガスが透過します。
なので、タイヤの空気ほどではないですが、ガス補充というのは仕方のないことと思います。
ーーーーーーーーーーー



タイヤが10年ほど経ちました。
まだ溝は残っていたのだけれど、
サイドターンの練習の時に作ってしまったフラットスポットが醜い。

昨今の経済情勢から、5年先にこいつのタイヤは売っているのだろうか？
というか、もう10年ももつとしたら、その時僕の歳はいったいいくつ😅

というんで替えました。





新しいタイヤはゴムがプヨプヨして乗り心地が良いです♪

ストロボいっても超高速に点滅していて、光量も結構あるため、
普通の照明みたいに明るいです。

こういう撮影はカメラのシャッターと撮影対象の同期が難しいので、
暗黒な環境にした上で、カメラのシャッターを１秒間とか開きっぱなしにして、
その間に発光させて、対象物を撮影します。

つまり、ストロボの光が当たったモノだけを映像素子に露光します。
普通のストロボもシャッターが全開できる最高シャッター速度（シンクロ速度）でシャッターを開き、開いている間に発光（1/1000〜1/50000秒くらいとか）させて、光が当たったものを露光しています。
今回は複数回発光させるので、多重露光となります。


なので、
LEDストロボをつけっぱなしにしたのでは、暗黒環境とならずにそこらじゅうが明るくなってしまってカメラが露出オーバーになってしまいます。

今回の場合だと、エアソフトから玉が出た瞬間に発光を開始して、玉が20cm進む時間の間の回数分くらいだけ光らせるようにします。



そのためのコーサク。

旋盤でベースの筒を作り、


Ir（赤外線）LEDとフォトトランジスタを向かい合わせにします。
ついでなので、初速測定できるように2組にしました。



回路はプルアップとHPF（ハイパスフィルタ）。
以前作った玉速計と同じ。


玉がセンサの前を通ると電圧がハイになります。
これをPICマイコンのコンパレータへ入力。

パルスの時間差と2つセンサの間隔距離で速度を求めることができます。



エアソフトに仮付け。



初速が測定できました。
センサ間隔12mmしかないですが、目安な数字は得られるはず。


このセンサ信号で、ストロボをオンして、
タイマーで10msec後にオフします。

オシロの画面解像度の関係で正しいパルス数には見えませんが、

0.1msec周期で10usec発光が10msec間続くことを確認できました。


で、
撮影1回目は、



いろいろアレレだったので、
周期を0.2msecに変更したりして、


撮影2回目、

玉の回転が写りました♪

39粒全並列　直流連続点灯。

電源　5V4A ACアダプター
電圧はLED両端電圧Vf
電流値は0.1Ω並列抵抗の両端電圧より（電圧読み値の10倍が電流値）


電流制限抵抗1.0Ω

LED Vf: 2.89V、If:1.564A
1粒あたり40.1mA


電流制限抵抗0.47Ω

LED Vf: 3.07V、If:2.489A
1粒あたり63.8mA


電流制限抵抗0.22Ω

LED Vf: 3.26V、If:3.761A
1粒あたり96.4mA　ほぼ定格上限


電流制限抵抗0.10Ω

LED Vf: 3.42V、If:4.52A
1粒あたり115.9mA　オーバー



続いてパルス点灯
10kHz duty 10%
(周期100usec、パルス幅10usec）
電源とFETを変えたので、しっかり電流は流れているはず。

コンデンサの両端電圧をオシロで見てみたのですが、ほとんど一定で4Vくらい。
放電時に下がって、充電されて上がっていくものだと予想してたけどハズレでした。
LEDを外すと電源電圧と同じ5Vになるので、
LEDが点灯しいている時のコンデンサと電流制限抵抗？の挙動が？？？
まだまだ勉強が足りません。


テスターでの読みはオシロの値と比べてみると　だいたい平均値を表示している感じ。

なので、
Vfはオフの時の電圧、謎の2Vくらい？に引っ張られて低めな表示。

オシロで見たらこんな感じ。

Ifはdutyが10%なので点灯時の電流の1/10くらいな表示のはず。
よって、読み値の100倍をオン時の電流値としました。

以下テスターによる測定値です。
電流制限抵抗　LED Vf　　　If　　　1粒あたり
1.0Ω　　　　 2.36V　　 4.26A　　110mA
0.47Ω　　　　 2.37V　　 4.65A　　119mA
0.22Ω　　　　 2.37V　　 4.98A　　128mA
0.10Ω　　　　 2.37V　　 5.05A　　129mA
0Ω直結　　　　2.37V　　 5.12A　　131mA

電流制限抵抗の大きさの影響があまりなくて、ほとんど同じような感じ？？
前回は電源が弱くて暗かったけど、
今回は結構明るく点いているよう。

パルス点灯の時はLEDと並列につないだコンデンサからも電力が供給されるはずなんですが、それは電流制限抵抗を通らない？から、どういうバランスでLEDの電流が決まるんだろう？？

追記ーーーー
電流測定用の0.1Ωも電流制限になってしまって、影響している？？
というか、
コンデンサから放電してるときはこっちで電流制限か？
ーーーーーー

う〜ん？
電源電圧を上げると電流値Ifが上がるのかな？
もしそうなるとしたら、
電圧をあげていって、データシートにあるパルス時のマックス電流値Ifp=180mAとなるようにしたら、ぎりぎりのチューニングってこと？？？

↑
妄想です。たぶんでたらめ。
もう一回勉強しなおしです。


お手本　ラジオペンチさんのページ

なんだかよくわからないまま、もがいていたためブログにまとめるのも難しく、実験の順序も？？になっています。

今回のブログはオマケみたいなものです。
すいません。





ま、
とにかく写真に撮ってみる。

最初、定石通りに部屋を暗くして、カメラはバルブ、シャッター開放で撮ってみましたが、この高速点滅LEDは普通に照明みたいに明るいので、
真っ白な写真しか撮れませんでした。

そこで、いろえろ考えて、

回ってる扇風機を"高速シャッター"で撮ってみました。


シャッター速度1/5000。



拡大してみると、
おお、ちゃんと複数コマの多重露出になってる♪
でも、6〜7コマと思ったより多い。

単純には1秒に10000回発光しているんだから、
2コマの多重露出となりそうですが、
フォーカルプレーンシャッターの高速域はシャッター先幕と後幕で作られるスリットが映像素子面上を走ることで成り立っているため、
幕の走る速度とかが関係してくるのでしょう。

どういう加減でこうなるのか、計算できていません。。。


ちなみにこのカメラのシンクロ速度は1/250です。
シンクロ速度というのはシャッター幕のスリット幅が画像素子と同じ幅ということ。
つまりシャッターが全開できる最高速度。
ストロボ撮影する時にこれより速いシャッターを使うと画像の一部が欠けてしまいます。



1/6400にすると、
これは電子シャッターになってしまうんですが、

ローリングシャッター現象が起きて、羽の形が変形してます。
これは電子シャッターの走査速度によるもので、
画像面のデータを同時に読み出すことができずに、順繰りに読み出すため位置によって時間差が生じてしまうために、動くものが変形して写ってしまいます。
走査速度は1/30~1/60くらいじゃないかな。
ビデオだったらfpsとほぼイコールかな？　　←妄想です。

クルマ流し撮りした時にホイールが変形してたり流れたりっていうのも、
このカメラのシャッターがゆっくりな特性なせいです。


拡大。
ギザギザになってます。
縞模様はなんだろう？
(走査ラインが順番になってなくて、偶数行と奇数行で読み出し時間差があるのではという説　←センパイより)


もう一発


拡大

これは色が分離してる？？
これはパナのGX-7mk2。たぶんパナ製センサー。

上の方のは
パナのGX-8です。噂ではソニー製のセンサー。

電子シャッターはセンサーの仕様によるんでしょうかね？
メーカーによって動作が異なるのかもしれません。


知らなくてもいいことにつっかえてしまって、
本筋がすすみません。

つづく。