Полуавтомат для печати

Предлагаемое устройство может быть полезно для объективного определения экспозиц ии и ее точной выдержки при печатании фотоснимков, особенно в случаях работы е негативами разной плотности, когда будут различными значения экспозиций или при тиражировании фотоснимков, когда требуется постоянная выдержка. Материал статьи рассчитан на фотолюбителя, имеющего некоторый опыт конструирования радиоаппаратуры.

Для удобства работы все устройство смонтировано в коробке, прикрепляемой снизу к столу фотоувеличителя. Органы управления выведены на переднюю, обращенную к фотолюбителю, сторону, а индикаторные лампочки и миллиамперметр с силой тока полного отклонения не более 20 мА расположены на задней стороне фотоувеличителя. Фоторезистор и кнопка Установка диафрагмы помещены в выносной головке. Для подсветки шкалы в корпус миллиамперметра вмонтированы две малогабаритные лампочки, а прозрачное стекло закрыто красным плексигласом.

Работа с прибором начинается с установки нужной освещенности фотобумаги по показаниям миллиамперметра, включаемого в схему фотоэкспонометра при нажатии кнопки Установка диафрагмы. Поместив окно фоторезистора на наиболее освещенный сюжетно важный участок негативного изображения, добиваются с помощью диафрагмирования светового потока установки стрелки миллиамперметра в среднее положение шкалы, которому для каждого сорта бумаги будет соответствовать своя, определенная экспериментально в процессе настройки прибора и нанесенная на шкалу миллиамперметра выдержка. После этой операции кнопку можно отпустить. При этом включается реле времени и по его показаниям с помощью потенциометра Выдержка устанавливается необходимая выдержка, которая будет отсчитана реле с момента нажатия кнопки Пуск.

В случае недостаточной освещенности при плотном негативе используют режим 100 с , при котором увеличиваются чувствительность экспонометра и время выдержки. Теперь рассмотрим принципиальную схему полуавтомата, изображенную на рис. 1, по узлам.

Принцип работы реле времени основан на заряде конденсатора С / постоянным по величине током до определенного уровня, соответствующего окончанию выдержки, В этом случае напряжение на обкладках

конденсатора будет пропорционально времени его заряда и описывается формулой

где Uc — напряжение на конденсаторе, В ;

I зар — сила зарядного тока, А;

t — время заряда, с ;

С — емкость конденсатора, Ф. По этой формуле можно определить силу зарядного тока, имеющегося в наличии конденсатора при наибольшем рабочем напряжении на нем, для максимальной выдержки в заданном диапазоне. Например, для конденсатора ЭТО емкостью 400 мкФХ15В при Ucmax = 10 В для выдержек 10 и 100 с получим силу зарядного тока 400 и 40 мкА соответственно. Генератором тока служит каскад на транзисторе VI, собранный по схеме с общей базой, обладающей высоким выходным дифференциальным сопротивлением. Расчетная величина зарядного тока обеспечивается эмиттерными резисторами R2 и R5 или R3 и R6, сопротивления которых определяются по формуле

где R э — сопротивление в цепи эмиттера, Ом; Iзар — сила зарядного тока, А; Uстаб — напряжение стабилизации Стабилитрона V7, В.

При использовании стабилитрона Д814А с напряжением стабилизации 7,5В для токов силой 400 и 40 мкА потребуются резисторы сопротивлением 17 и 170 кОм соответственно. Подстроенные резисторы R5 и R6 компенсируют разброс параметров элементов схемы, обеспечивая необходимую установку зарядного тока.

В исходном состоянии за счет заземления нормально замкнутыми контактами К.1.1 затвора транзистора V2 напряжение Um превышает напряжение отсечки, и полевой транзистор V2 закрыт. Так как ток стока транзистора V2 (его сила равна нулю) создает базовый ток транзистора V8, то последний будет закрыт, но тогда резисторы R13 и R14 обеспечат насыщенный режим работы транзистора VJ0. При нажатии на кнопку S1 Пуск через обмотку реле К 1 пройдет коллекторный ток и оно сработает. Его контакты К 1 .2 заблокируют кнопку S1, контакты К1.3 включат лампу Н6 фотоувеличителя, а контакты К.1.1 раскоротят обкладки конденсатора С1, что приведет к его заряду коллекторным током транзистора VI.

Когда потенциал затвора транзистора V2 за счет заряда конденсатора С1 приблизится к потенциалу истока на величину, не превышающую 0,4—0,6В , транзистор V2 откроется и его током стока будет открыт и насыщен транзистор V8. А это, в свою очередь, приведет к запиранию транзистора V10 и обесточиванию реле К 1 . Его контакты К 1 .3 разомкнут цепи питания лампы фотоувеличителя, контакты К1.1 замкнут конденсатор на резистор R1, ограничивающий силу тока заряда, и установят схему в исходное состояние.

Уровень срабатывания (потенциал истока транзистора V2) контролируется миллиамперметром (Р 1 ), включенным в эмиттерную цепь транзистора V6. Сопротивление ограничительного резистора R7 определяется силой тока полного отклонения имеющегося в наличии миллиамперметра. Для верхнего по схеме положения движка резистора R9 потенциал эмиттера V6 будет примерно 10В , тогда при использовании миллиамперметра М4207 (с силой тока полного отклонения 3 мА) сопротивление резистора R7 будет равно 3,3 кОм.

Эмиттерный повторитель на транзисторе V3 уменьшает ошибку в срабатывании реле, вызванную наличием напряжения Uзи , равного 0,5В , особенно в области малых выдержек, а также уменьшает влияние тока стока транзистора V2 на стабильность потенциала эмиттера транзистора V6.

В фотоэкспонометре в качестве датчика, преобразующего световую энергию в электрическую, используется фоторезистор ФСК-1, сопротивление которого зависит от освещенности фоточувствительного слоя. Включенный в базовую цепь транзистора V5 фоторезистор R16 задает при различной освещенности соответствующие значения базового тока, а это, в свою очередь, приводит к различному падению напряжения на резисторах в цепи коллектора (R17 или R18). При плотном негативе, создающем слабый световой поток, а следовательно, и малую силу базового тока, используется резистор R18 большого номинала, при нормальном негативе -р езистор R17. Резистор R15 выполняет ту же роль, что и резистор R7 в реле времени.

Включение фотоэкспонометра происходит только при нажатой кнопке S3 Установка диафрагмы. В этом случае сработает реле КЗ, которое своими контактами К3.1 включает миллиамперметр в эмиттерную цепь транзистора V4, одновременно контактами К3.2 выключает лампу Н5 фонаря и включает лампу Н 6 фотоувеличителя. После отпускания кнопки схема возвращается в исходное состояние.

Недостатком данного фотоэкспонометра является большая площадь окна фоторезистора, не позволяющая использовать его при печатании негативов с мелкими деталями.

Питание электронных устройств полуавтомата осуществляется напряжением 15В от стабилизатора, выполненного на транзисторе V11 и опорных стабилитронах V12 и V13. Сопротивление балластного резистора R19 выбирается таким, чтобы при всех включенных реле и при минимальном значении напряжения сети сила тока через диоды V12 и V13 составляла 2—3 мА.

Питание цепи эмиттера транзистора V1 осуществляется от дополнительного источника питания, в котором применена однополуперйодная схема выпрямления на диоде V9 с емкостным фильтром на конденсаторе С 2 . Резистор R12 является балластным в цепи питания стабилитрона V7.

Трансформатор Т 1 выполнен на магнитопроводе Ш20Х20 и имеет следующие намоточные данные:

Обмотка 1 — 1600 витков ПЭЛ-0,25 2—150 ПЭЛ-0,1 3— 150 ПЭЛ-0,51 4—30 ПЭЛ-0,74

Лампы H1 и Н 2 служат для подсветки шкалы миллиамперметра, а Н3 и Н4 подсвечивают надписи 10 с и 100 с соответственно. Их номинальное напряжение 6,3 В.

Тумблер S4 предназначен для ручного включения фонаря, а тумблер S5 — лампы Н 6 фотоувеличителя. С помощью тумблера S2 можно менять режим работы реле времени (10 с или 100 с), соответственно будет меняться и чувствительность фотоэкспонометра.

Проверив правильность монтажа, приступают к на стройке полуавтомата для печати.

Сначала следует убедиться в наличии напряжения питания (—15 В), проверить работу тумблеров: S2 — по переключению ламп подсветки надписей 10 с и 100 с, S4 и S5 — по включению ламп фонаря и фотоувеличителя, а затем приступить к настройке реле времени. Для этого движок резистора R9 ставят в верхнее по схеме положение и подбором резистора R7 добиваются отклонения стрелки миллиамперметра на последнее деление шкалы. Затем с помощью резисторов R5 и R6 устанавливают выдержки в 10 и 100 с соответственно по времени горения лампы фотоувеличителя. Заряд конденсатора происходит по экспоненциальному закону, и малые значения выдержек можно отсчитывать с достаточной точностью по линейной шкале миллиамперметра. Если значения промежуточных выдержек будут сильно отличаться от показаний миллиамперметра, то следует заменить конденсатор С / на более добротный.

Так как каждому сорту бумаги при одной и той же освещенности будет отвечать свое время засветки, то шкалу прибора при этой освещенности можно проградуировать по типам фотобумаги в соответствии с рис. 2, полученным экспериментально. Так, например, для бумаги Фотобром № 3 выдержка будет примерно от 5,5 с до 8 с.

Настройку фотоэкспонометра начинают с экспериментального определения эталонной освещенности отдельно для каждого диапазона, при которой в соответствии с выдержкой, установленной на шкале реле времени для имеющейся бумаги, будут получены качественные фотоснимки. Необходимо при одной и той же выдержке (например, 4 с для бумаги Унибром № 3 в соответствии с рис. 2, диапазон 10 с) сделать несколько пробных отпечатков при различных значениях диафрагмы объектива фотоувеличителя, а следовательно, и различных значениях освещенности фотобумаги.

Эталонной освещенностью будет та, при которой качество фотоотпечатка наилучшее. Теперь необходимо установить значение диафрагмы, соответствующее эталонной освещенности, и, измеряя ее фотоэкспонометром, добиться с помощью резисторов R17 (диапазон 10 с) и R18 (диапазон 100 с) установления стрелки миллиамперметра в среднее или любое другое, удобное для наблюдения положение, находящееся во второй половине шкалы. Фотоэкспонометр готов к работе.

Для фотолюбителя, имеющего больший опыт в изготовлении радиотехнических устройств, можно предложить схему усовершенствованного фотоэкспонометра с лучшими показателями, чем предыдущая , но зато и более сложную в изготовлении (рис. 3).

В качестве преобразователя световой энергии в электрическую используется фотодиод V2 ФД-3. Малая площадь светочувствительного слоя (1X1 мм) датчика позволяет оценить световой поток от мелких сюжетно важных деталей негатива, что увеличивает точность определения выдержки и расширяет область применения фотоэкспонометра.

Но малая площадь фотодиода при имеющейся освещенности от негатива не позволяет снять с него большую электрическую мощность, а следовательно, и использовать его в режиме источника тока. При использовании фотодиода в режиме источника напряжения бн развивает ЭДС от нормального негатива от 1 10^-5 до 1 10^-1 В.

Усиление столь слабых постоянных сигналов осуществляется операционным усилителем А 1 (1УТ401Б). Полевые транзисторы V1 и V3, включенные по схеме истоковых повторителей, образуют дифференциальный входной каскад.

Их большое входное сопротивление обеспечивает работу фотодиода в режиме фотоЭДС . В схеме использована сборка полевых транзисторов 5НТ041Б, но вместо нее можно использовать и любую другую пару транзисторов КП102Ж, КП102И, КШОЗЖ или КП10ЗИ, желательно с идентичными выходными характеристиками. Резисторы R1 и R2 задают рабочую точку дифференциального каскада, а подстроечный резистор R5 обеспечивает необходимую величину выходного сигнала операционного усилителя А 1 , о чем будет сказано ниже.

Фотодиод V2 подключен через истоковый повторитель на транзисторе V3 к неинвертирующему входу операционного усилителя А 1 . К инвертирующему входу через повторитель на транзисторе V1 подключается в зависимости от режима (10 с или 100 с) цепочка отрицательной обратной связи (R3R9R11 или R3R8R10), задающая коэффициент усиления усилителя, который для режима 10 с при нормальном негативе должен быть меньше, чем для режима 100 с, когда световой поток от плотного негатива слаб. Цепочка R12C3 и конденсатор С 2 устраняют самовозбуждение операционного усилителя.

Полярность включения фотодиода должна быть такой, чтобы создавать на затворе транзистора V3 отри цательный потенциал. Тогда потенциал выхода операционного усилителя при наличии светового сигнала будет более отрицательным, чем при затемненном фотодиоде, когда он составляет примерно —7,5 В. Потенциал анода стабилитрона V4 также составляет —7,5 В , поэтому при затемненном фотодиоде ток через миллиамперметр не идет.

Сопротивление дополнительного резистора R13 выбирается исходя из условия обеспечения силы тока полного отклонения имеющегося в наличии миллиамперметра при максимально допустимом выходном напряжении операционного усилителя.

Так, например, при Imax — 3 мА и при U шах = —12В имеем

Настройку усовершенствованного экспонометра следует начинать с проверки правильности включения фотодиода по отклонению стрелки миллиамперметра. Если при засветке фотодиода она отклоняется вправо, то все нормально, если влево, то необходимо поменять полярность включения фотодиода. После этого с помощью резистора R5 при затемненном фотодиоде устанавливают нулевое показание миллиамперметра. Теперь по эталонной освещенности для двух диапазонов 10 с и 100 с подстроечными резисторами R9 и R8 выставляют стрелку миллиамперметра в среднее положение. Прибор готов к работе.

Следует отметить, что с помощью этого фотоэкспонометра можно подбирать номер фотобумаги под негативы разной контрастности, для чего после установления эталонной освещенности фотодиод помещают на самый темный сюжетно важный участок негативного изображения, и по показаниям миллиамперметра экспериментально отградуированного в процессе настройки прибора по номерам фотобумаги осуществляют ее выбор.