Делаем невидимую вспышку или инфракрасная подсветка своими руками.
С вами снова я, @vladkuneberg. Сегодня я хотел бы рассказать вам о том, как я делал инфракрасный (ИК) прожектор. Мне часто приходилось снимать в условиях слабого или отсутствующего освещения. Всё осложнялось тем, что использование вспышки было запрещено. При этом очень часто невозможно было даже сфокусироваться вручную, не говоря уже об автоматическом режиме. Вот тогда я и задумался над вопросом необходимости создания невидимой человеческому глазу подсветки автофокуса.
Чуть позже моя задумка переросла в проект полноценного ИК-прожектора. Дело в том, что человеческий взгляд не фиксирует инфракрасное излучение, зато большая часть фототехники вполне способна воспринимать эту часть спектра. В этом можно убедиться, если взять пульт от телевизора, зайти в темную комнату, поставить выдержку камеры подлиннее, направить пульт прямо в объектив, нажать на спуск и затем нажать на кнопки пульта. На снимке вы наверняка увидите светлое пятно от ИК-светодиода. Потому я и решил сделать свой осветительный прибор, работающий в ИК-спектре.
За основу я взял накамерный прожектор для видеосъемки на базе светодиодов и решил переделать его, заменив сверхяркие светодиоды белого света (5100 К) на инфракрасные. К тому моменту я еще слабо представлял, что такая замена будет не равнозначна. Купил на ближайшем радиорынке обычные ИК-светодиоды для пульта телевизора IR 940 с размером корпуса 5 мм и углом свечения 25 градусов и длиной волны 940 нм.
Источник
Цель была создать матрицу из ИК диодов. По ширине должно было быть 12 штук, по высоте - 10 штук, итого 120 ИК-диодов. При пайке два диода пострадали и мне пришлось заменить их на аналогичные с черным корпусом.
После завершения монтажа и проведения испытаний выяснилось, что результат несколько далек от желаемого. Как оказалось, все дело в том, что ИК-диоды, которые используются в пультах телевизора имеют крайне низкую мощность. И, заменив сверхъяркие светодиоды на ИК-диоды, я из 200-ваттного осветителя сделал 2,4-ваттную ИК-подсветку, поскольку данные ИК-диоды имели мощность всего 20 мВт.
Это позволило кое-как подсвечивать объекты на расстоянии до 3-5 м, но результат был не идеален. После этого было решено пересмотреть концепцию и приступить к изготовлению более мощного осветителя с учетом предыдущих ошибок.
Источник
Я остановил свой выбор на сверхмощных ИК-диодах IR LED 3W 730nm, с углом освещения 120 градусов, но они были выполнены в другом форм-факторе, имели диаметр 8мм и контактную группу, вынесенную в стороны. В результате посадочное место такого диода увеличивалось аж до 14 мм. Как выяснилось позже, эти ножки очень легко изгибались назад, позволяя сохранить размер диода около 8 мм в диаметре. Но из-за увеличения размеров самого ИК-диода не получалось сохранить их количество в имеющемся корпусе. Требовалось либо уменьшить количество диодов, либо менять корпус.
Источник
Я принял решение делать матрицу большего размера и взять для нее новый корпус. На радиорынке нашел пластиковую коробку подходящих размеров, а в мастерской стекла заказал отрезки зеркала с отверстиями 8,1 мм, для заднего и боковых отражателей, а также 4 небольших зеркала для шторок. Кроме того, я заказал матовое стекло на тот случай, если надо будет смягчить имеющийся свет.
Источник
Так как планировалась матрица размером 15 х 12 ИК-диодов (итого 180 штук), каждый из которых потреблял 3 Вт, то в сумме получалось почти 540 Вт невидимого ИК-света. Я договорился о скидке на эти диоды за счет опта, поэтому общая цена составила 200 долларов. Еще около 75 долларов пришлось потратить на гелиевый аккумулятор для блока бесперебойного питания с напряжением 12 В и током 9 А, который весил около 2 кг.
Так как питание этих ИК-диодов от 2 В до 2,2 В, то для их подключения к аккумулятору с напряжением 12 В пришлось собирать последовательные цепочки ИК-диодов по 6 штук, после чего эти сборки подключались параллельно. В итоге получилось 30 групп. В результате потребляемый ток каждой сборки составил около 1,5 А. Конечно, небольшие потери были на фильтрах и сопротивлениях, но они не превышали 0,1 А.
Общая масса устройства вместе с проводами и корпусом получилась около 300 г, без аккумулятора. Суммарный вес с аккумулятором и зарядкой составил около 2,4 - 2,5 кг.
Свечения в процессе работы видно не было, однако с расстояния до полутора метров довольно сильно ощущался серьезный нагрев. Тем не менее, прожектор при работе позволял неплохо подсветить картинку не только для автофокуса, но и вообще для съемки на дистанции до 8-10 м. При сужении луча за счет использования зеркальных шторок, дистанция эффективной подсветки достигала 16 метров.
Подводя итог, можно сказать, что данный эксперимент завершился вполне успешно. За сумму около 290 долларов был сделан невидимый глазу прожектор. К сожалению, снимков и видеороликов, сделанных с его использованием, не сохранилось. Но все, кто снимал видео с накамерным светодиодным светом, эффектом и качеством подсветки точно остались бы довольны.
Вот так можно вместо 200-ваттных LED-прожекторов довольно легко собрать 540-ваттный источник света, невидимого глазу. За счет увесистого аккумулятора, время автономной работы достигает 5 - 6 ч. Кстати, аккумулятор я бы рекомендовал крепить на пояс, как кобуру, особенно если прожектор будет использоваться портативно. Также при помощи аккумулятора можно заряжать батареи вашей камеры или использовать его, как дополнительный источник питания.
На базе данного устройства можно сделать импульсный свет со значительно большей мощностью кратковременного излучения, поскольку ИК-диоды позволяют значительно превышать нагрузочные показатели на очень короткие промежутки времени. Но на практике с импульсным светом, а точнее с его синхронизацией, будет слишком много сложностей. Кроме того, в случае ошибки есть риск выхода их строя всей матрицы ИК-диодов.
Надеюсь, этот материал будет вам полезен. С уважением @vladkuneberg