Thiết Kế Mạch Tự Động Bật Tắt Flash Khi Chụp Ảnh

Nguyễn Ngọc Tú – Bài tập Kĩ thuật đo lường.

Bài 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
Ø12Max

Ø0.5
9

PGM12** series Resistor Electronics Characteristics
Model
PGM120
0
PGM120
1

PGM120
2
PGM120
3
PGM120
4
PGM120
5

Vmax
(VDC)

Pmax
(mW)

250
250
250
250
250
250

250
250
250
250
250
250

Ambie

nt
Temp
(°C)~
-30
+70~
-30
+70~
-30
+70~
-30
+70~
-30
+70~
-30
+70

Spectr
al
Peak
(nm)
560
560
560
560
560
560

Photo
Resistanc
e (10Lx)

(KΩ)
2~5
4~10
8~20
18~50
45~150
140~300

Dark
Resistan
ce
(MΩ)mi
1.
n
0
2.
0
5.
0
10
20
20

γ
mi
n
0.6
0.7
0.7
0.8

0.8
0.8

Response
Time
Ris(ms)Deca
e
y
30
40
30
30
30
30
30
30
30
30
30
30


Nguyễn Ngọc Tú – Bài tập Kĩ thuật đo lường.
Chọn 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 .


Nguyễn Ngọc Tú – Bài tập Kĩ thuật đo lường.
VCC = 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 :


Nguyễn Ngọc Tú – Bài tập Kĩ thuật đo lường.
2. 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.


Nguyễn Ngọc Tú – Bài tập Kĩ thuật đo lường.

3. 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) .