Simulering av Vinga Fyr

[sodjan]

> ...tiden mellan blixtrarna konstant oavsett avstånd) men tiden man ser ljuset blir längre ju längre bort man kommer.

*De* båda tiderna (tiden mellan blänken resp. tiden för blänket i sig).
Båda tiderna är självklart helt oberoende av avståndet...

EDIT: Exakt...

[Spisblinkaren]

Fan vad jag är dum

Vet inte ens om man kalla sig teoretiker för jag förstår ju inte ens elementär teori

Men även om man är en sopa är det roligt att inse att det finns så mycket där ute som man inte förstår.

Det är roligt för när/om man inser detta finns det oändligt mycket saker att lära sig.

Dvs man, om man är ödmjuk nog, kan aldrig hävda att man förstår allt.

Samtidigt som detta faktum gör att man egentligen aldrig ens borde vara i närheten av ha tråkigt.

Synd bara att livet består av mer än intellektuell stimulans.

Åtminstone är det det jag hört (och känner).

MVH/Roger

[E Kafeman]

Är man petig för just Vinga fyrs ljuskonstruktion:
1. Tiden mellan två ljusmax är konstant.
2. Upplevda mörkertiden mellan två max ökar med betraktnings-avstånd.

Upplevda ljuset på avstånd försvagas och ljuskäglan har svagare ljus i käglans ytterkanter. På stort avstånd ser man bara max-ljuset varför mörkertiden förefaller öka.
Max skillnad i mörkertid ca 0,8 sekunder då ögat behöver ca 0,1-0,2 s för att uppfatta svag ljuskälla.

Om man befinner sej så att man nås av huvudkäglan, under upplevda tända perioden är det aldrig konstant ljus, ljustyrkan ökar gradvis för att efter en kort utplaning, pga att optiken är försedd med ett sk. bulls eye, sedan åter vända och sjunka i ljusstyrka i samma takt som tändningen.

ljusperiod.png

På längre avstånd syns inget ströljus då det är för svagt att uppfatta.
Mycket nära fyren är man troligen för lågt för att se nämnvärt av ljusstrålen, då dominerar ströljuset.
På någon km avstånd ser ljuskäglan ut att vara två tätt parallella strålknippen med vertikal spridning på vardera käglan, men med ökat avstånd blir det en enda allt mer cirkelrund ljuskägla för max fokus på 20 km avstånd och vanligen är ideal fokus-höjd då 4-5 meter över havsnivå.
Regn och dimma kan givetvis inverka på vad man ser av ljuskäglan resp. ströljus.

Det mesta är uppgifter från en tidigare fastighetsförvaltare som inte hade direkt med fyrfunktionen att göra. Det är lite fritt ur minnet på honom, där det ibland kan låta "eller var det Nidingen.." då han hade många fyrar på sitt arbetsområde och det är länge sedan han pensionerades, men än verkar han ha rätt förutom att han sa att tändtiden var 10 sekunder, när den enligt fyr-wikin bara var 9,5 sek.

Kantigt blinkande (fyrkantpuls), det förknippar jag nog mest med farleds-bojar.
Typisk variation på ljusintensitet på avstånd syns här:

En strömåterkopplad kondensator över en drivtrissa är det jag skulle välja för att ge lite mer Vinga-karaktär på en lysdiod, om jag skulle valt 555:or för tidtagningen.
Utan strömåterkoppling går också men kräver större kondensator:
Min gammaldags favorit för att åstadkomma komplexa "analoga" tidsperioder är CD4017 + CD4093 där man kan få mellan 2 och 10 på varandra valfria tider i sekvens. Programering mha av några dioder och mostånd. Fast här skulle en CD4093 kunna göra jobbet ensamt.
En PIC eller annan MCU kan också göra jobbet, men det är kanske fusk här.

[Spisblinkaren]

Det här inlägget gillar jag!

Vilket jobb du lägger ner!

Ta t.ex första videon, du har alltså hittat en några sekunder lång sekvens i en 25 minuter lång video och tom länkat den så osedvanligt och fantastiskt omöjligt exakt att jag får se en fyr blinka i bakgrunden direkt när jag aktiverar länken.

Hur fasen bar du dig åt för att överhuvudtaget hitta det korta blinket?

Sen den andra videon är visserligen inte lika lång men båda är intressanta och för mig särskillt fascinerande att man kan skriva antalet sekunder in i videon efter länken, vad jag kan förstå.

Rätt trevlig fading-krets också.

Ska överväga det.

MVH/Roger
PS
Var inne på räknare väldigt tidigt men fastnade till slut på 555 lite grand pga avkodningsproblemet.

[Spisblinkaren]

Jag har avkodat videon för fading-kretsen.

Undrar lite oroligt om man får göra såhär?

I vilket fall bifogar jag nu min tolkning.

En sak är väldigt skum, han säger tydligt 2N222A (vilket jag tolkar som den gamla industristandarden 2N2222A).

I nästa stund kopplar han dock emittern till plus...vilket innebär PNP för mig.

I vilket fall funkar inte detta riktigt för mig för jag behöver ha den "Mono-stabil" dvs kunna trigga fadandet när jag känner för det och detta för att verkliga observationer verkar innebära att jag även behöver emulera en svag 180-graders puls.

MVH/Roger

[E Kafeman]

2n2222 är NPN kopplad som spänningsföljare.
Det är ingen kritisk komponent, det duger med det mesta som är smått och har tre ben.
Välj PNP eller NPN här.

[Spisblinkaren]

Det stämmer inte för han säger tydligt att emittern kopplas till plus och om man synar videon noga så är det precis vad han tycks göra, alltså måste det vara en PNP.

Jag tänker mig 555:ans utgång som open collector när jag säger detta men det kanske inte är sant?

Kollade nu i databladet för 555, verkar som om jag hade fel ty utgången är "push-pull" (+/-200mA).

http://www.ti.com/lit/ds/symlink/ne555.pdf

Det visste inte jag

MVH/Roger

[Spisblinkaren]

Vad tror ni om denna koppling?

IC1 är endast för test men avser tidsmässigt godtyckligt kunna trigga fading-kretsen (för jag behöver minst två "blinkningar").

Inte riktigt nöjd med lösningen.

Önskar att den var mer monostabil men tror ändå det kan funka.

MVH/Roger

[E Kafeman]

Kretslösningen är ineffektivt nyttjande av 555-kretsar. Man måste tänja lite på 555:ans standard-design för att två 555:or ska räcka för att någorlunda emulera fyr-blinket.

Enklaste Arduino fixar detta betydligt bättre men antar att du vill göra det lite mer "analogt".
Man kan använda 2st 555 för detta men kräver lite mer motstånd och dioder, en 74AC14 eller CD4093 är mycket enklare byggblock.
Det går sätta in valfri krets nedan, även 2 st 555 går, schemat är visar bara en möjlig variant som täcker in de olika lysmoderna.

Ett viktigt design-val är om man ska se varje förändring av ljuset som en lång serie av händelser eller om man delar upp det i enklare del-sekvenser.
Bägge går bra men jag tycker det är enklare att felsöka och justera om man delar upp det i delsekvenser
Väljer detta i nedan kladd med antagen IC CD4093 vilken innehåller 4 nand-grindar med hysteres på ingång:

Scan-151215-0002.jpg

Första tids-sekvensen för fyren är 8,5 sekunder resp 21,5 sekunder. Det är enkelt att åstadkomma mha C1, R1A och R1B.

Vid varje omslag av nivå i denna 30-sekunders period ska en en sekund lång puls skapas. Det görs med R2A&B resp C2A&B.

R3 & C3 ger ramptiden för när ljuset tänds och släcks.

C4 och R4 ombesörjer Bulls eye, en tillfällig intensitetökning av fyrljuset när det lyser som mest. Antar period på ca 0,05 sek. Triggning sker när en-sekundspulsen går låg, vilket sker när huvudupprampningen är klar. Eftersom tiden ändå är kort lägger jag inte in någon rampning här, det spar en kondensator och jag tror inte man ser skillnaden.

R5 väljs så att dess spänningsfall gör att rampen påbörjas strax under lysdiodens min-spänning. Det ger bättre ramp-beteende på utsända ljuset.
Det är i vilket fall ingen mening att rampa en lysdiod under den spänning den kräver för att lysa.
Antag 470 Ohm för R5&R6 ifall R3 är 22k, men man får nog testa lite för att få det mest fyrlika beteendet på intensiteten.

Vill man ha en konstant glödspänning, motsvarande den arbetsbelysning som förmodligen är tänd i fyrhuset, kan man som lägga ett motstånd tvärs över transistorns CE.

Tidberoende motstånden väljs från 10k upp till några 100kOhm, beroende på hur bra kondensatorer man har.
Motstånden Rx är bara till för att minska strömspikar, kan vara några hundra Ohm.

Vill man ha en högre bakgrundsbelysning under hela 8-sekunders-förloppet som verkliga fyrens lampa är tänd kan man hämta det via lagom motstånd från U1 till R7.
En fundering är iofs om denna tiden möjligen är upp till 15 sekunder lång, och förmodligen inte ligger i samma fas som med tidpunkten när man ser huvudstrålen.
Fasläget skulle då bero på betraktningsvinkeln.
Lampan kan ju ha tänts upp till 7,5 sekunder innan man nås av blinket från huvudstrålen, sett på lagom avstånd.
Ändra denna fasen går då ordna via en diod och RC-delay från utgången 4093[2].

Enklast är väl annars att anta att fyren betraktas på så stort avstånd att inget annat än huvudstrålen ger tillräckligt med ljus för att kunna uppfattas med ögat.

Du bor ju i Göteborg, ta en roddbåt en kulen natt, och ut och filma på tänkt betraktnings-avstånd, för att verkligen få reda på hur ljuset beter sej i mörk omgivning.

[tecno]

Mycket bra förklarat så man förstår hur detta fungerar

[Spisblinkaren]

När man läser sånt som du skriver E Kafeman så blir man alldeles matt.

Jag kan ju ingenting om elektronik

Det är skrämmande men sant.

Har nu suttit i typ en timme och försökt avkoda vad du så tacksamt har "kladdat" ner.

Till slut kom jag dock på att alla NAND i princip bara är inverterare som skulle kunna liknas vid komparatorer där omslagsnivåerna styrs av en intern hysteres istället för en extern, typ.

Och eftersom hysteresen ligger kring Vcc/2 så kan man få dom att oscillera med enkel matningsspänning.

+ på ena pinnen ger sedan strikt inverterande funktion på den andra pinnen.

Man måste börja där för att kunna gå vidare.

Utsignalen från G1 blir (trimmas till 8,5s respektive 21,5s mha C1R1A//R1B respektive C1R1B).

..............._..............._.............
_________| |________| |_______

Efter G2 är den sedan inverterad.

Eftersom G3's ingångar är uppullade, är G3 normalt låg.

Endera ingång kan dock nu pullas låg kortvarigt och då ge en positiv puls ut.

Vardera R2AC2A och R2BC2B styr sedan längden på denna kortvariga puls (typiskt en sekund).

Rent digitalt styr sedan G3 ut T1 via R3 och det lyser men tricket hur det inte digitalt ska lysa sköts med G4&G3.

När G3 går hög (och G4 är låg) så är R6 kortsluten till backe och det sker en uppladdning av C3 (med en R5/R3 spänningsdelning).

Denna uppladdning resulterar i en gradvis ljushöjning av LED.

När sedan G3 går låg då går G4 hög en stund (R4C4) samtidigt som C3 har laddning kvar som tippas över i T1 varvid gradvis ljussänkning sker av LED.

Okej, E Kafeman, hur mycket har jag förstått och hur mycket har jag inte förstått?

Gillade förresten slutklämmen "...ta en roddbåt en kulen natt..."

MVH/Roger
PS
Jag tror att jag snor din ritning rakt av för jag tycker den är så bra. Det är diskreta konstruktioner på den här nivån som är intressanta för mig. OP-ampar och färdiga IC modell 555, det är ju bara fusk för såna som jag som inte förstår nåt

Jag råkade ha en 4093

[E Kafeman]

Jo kretslösningen är rätt uppfattad. Därmed inte sagt att den är optimal eller felfri, det går variera designen en hel del, trots att det bara är en enda IC.
Ritningar är en sak, spänningssatt verklighet en annan. Har designat en och annan blåröks-generator genom åren.
Exempelvis kan det bli oförutsedda problem pga instabila omslags-förlopp även på så här långsamma kretsar och kan kräva modifieringar.
För bästa stabilitet, se till att Vcc har avkoppling till stabil jord.
Lycka till.

[Spisblinkaren]

Okej, nu har jag byggt din krets E Kafeman.

Tyvärr fungerar den inte riktigt som den ska.

Två problem:

1) Tiderna stämmer inte (kanske mina 1M-motstånd är för stora för...CMOS?).
2) Fading saknas fullständigt.

Dock stämmer de relativa tiderna dvs tiden mellan dubbelblinken relativt nästa dubbelblink är riktig (typiskt 1s:3s som är nära 8,5s:21,5s).

Jag misstänker att jag använder för stora motstånd men varför fading inte fungerar det vet jag inte, får nog mäta lite

Här är min nya video, dock



Bifogar också min variant av E Kafeman's schema (som alltså är vad jag nu byggt).

MVH/Roger

[E Kafeman]

Tiderna kanske stämmer men man ser inte ramp-förloppen.
R3/C3 ger nu ett en ramp som varar några hundradels sekunder. Lite kort för ögat och verklighetens fyr.
C4/R4 ligger på några 10-dels sekunder. Kommer aldrig märkas med valda R3/C3.
Har du oscilloskop, synka på 4093[3] så är lagom ramp-värden lätta att ställa genom att mäta på emittern.

Bunta helst inte ihop ingångarna på 4093. Kostar stabilitet och försämrar RC-filternas ramp-funktion.
Ingången kan betraktas som en egen RC-krets som lastar den yttre RC-kretsen. Två lastar ännu mer.
Samma problem på insidan av 4093, två switchande ingångar kräver mer laddningsförflyttning.

Använder man 1MOhm för R, ber man nog om problem genom att koppla ihop ingångarna och impedansen ställer större krav på lågläckande kondensatorer.
För höga impedanser kan även komma in såna faktorer som om man använder trådade komponenter lätt skapar slingor som plockar upp brum som kan störa funktionen.

Rx saknas, påverkar obetydligt funktionen vid de flesta driftfallen men det finns en risk att 4093 kan dö utan Rx.
Exempel är att man har en stor kondensator kopplad till en ingång som är uppladdad till Vcc. Om Vcc bryts av yttre strömbrytare, vad händer då?
Om yttre laster gör att kondensatorn snabbt tvingas urladda genom ingångarna på den nu spänningslösa 4093 kan det bli för hög back-ström på ingångspinnen.
CD4093 är tålig och kondensatorerna små, så risken är liten. Det ska bli ett prydnadsföremål så kraven på driftsäkerheten är lite mindre än om det vore en timer för ABS i en bil.

Om du får till emuleringen bra, vad händer om du nu stoppar dit en LED på 100W och en bra lins? Ställ lyktan i ett fönster mot havet och det kommer ligga en hel hög med skeppsvrak på gården efter en kulen natt, då fartygen trodde de passerade Vinga.
Falska fyrar var en inte helt okänd hobby folk ägnade sej åt förr i tiden.

[Biker]

Ja alltså alla dom här småsamhällena längs kusterna , Fjällbacka,Hunnebo,Grebbestad med mera förekom det sådant sjöröveri ,det klubbades överlevande och begravdes eller sänktes varpå lasten togs om hand.
Förekom även vanliga piratöverfall med båt