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Die
vorliegende Erfindung betrifft eine Steuerschaltung zum synchronen
oder alternierenden Auslösen
mindestens zweier jeweils aus einem Blitzgenerator und mindestens
einem Blitzmittel bestehenden Blitzeinrichtungen durch Blitzauslösesignale einer
Kamera am Eingang der Steuerschaltung über mit den Steuereingängen der
Blitzgeneratoren elektrisch verbundenen Ausgängen der Steuerschaltung.
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Derartige
Steuerschaltungen finden insbesondere in Bereichen der professionellen
Fotografie in Verbindung mit Studioblitzanlagen Verwendung, wobei
die Verwendung solcher Steuerschaltungen nicht auf die genannten
Bereiche beschränkt
ist. Üblicherweise
umfassen die Blitzanlagen mehrere Blitzmittel, die zum Auslösen von
Blitzen über
entsprechende Blitzgeneratoren gespeist werden. Die Steuereingänge der
Blitzgeneratoren sind wiederum mit den Ausgängen der Steuerschaltung verbunden,
so dass zum Auslösen
von Blitzen, beispielsweise durch eine Kamera, durch entsprechende
Blitzanforderungssignale am Eingang der Steuerschaltung Blitzauslösesignale
an den Steuerschaltungsausgängen
erzeugt werden.
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Die
Anzahl der maximal pro Zeiteinheit auslösbaren Blitze wird durch die
Nachladezeit der einzelnen Blitzgeneratoren begrenzt. Nach dem Auslösen eines
Blitzes und der damit verbunden Entladung der Speicherelemente des
jeweiligen Blitzgenerators vergeht eine Zeitspanne zum Nachladen
der Speicherelemente, bis der Blitzgenerator zum erneuten Auslösen eines
Blitzes bereit ist.
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Aus
der deutschen Patentschrift
DE 4433686C1 ist
eine Studioblitzanlage mit einer Mehrzahl von Funktionselementen
bekannt, die eine oder mehrere elektronische Steuerung/Steuerungen
zur Ansteuerung mehrerer Blitzeinrichtungen umfasst/umfassen. Es
ist bekannt, verschiedene aus Netzteilen, Speicherelementen, Blitzköpfen und
elektronischen Steuerungen bestehende Konfigurationen einer Blitzanlage
elektronisch zu steuern. Dabei wird beispielsweise eine elektronische
Steuerung von einem Netzteil versorgt, die mehrere aus Speicherelementen
und Blitzköpfen
zusammengesetzte Blitzeinrichtungen steuert.
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Die
Spannungsversorgung der bekannten elektronischen Steuerung erfolgt über externe
oder interne Netzteile oder andere Spannungsquellen, beispielsweise
Batterien oder Akkumulatoren. Nachteilig ist, dass die elektronischen
Steuerungen über ein
zusätzliches
Netzteil oder im Falle eines integrierten Netzteils über zusätzlich Leitungen
mit elektrischer Energie versorgt werden müssen. Bei der Verwendung von
Batterien oder Akkumulatoren müssen die
Steuerungen zunächst
mit vollen Batterien bestückt
bzw. vor dem Einsatz aufgeladen werden. Bei längerer Nichtverwendung ist
aufgrund der Selbstentladung davon auszugehen, dass die elektronische Steuerung
nach einiger Zeit der Nichtverwendung aufgrund entladener Batterien
oder Akkumulatoren nicht einsatzbereit ist. Ein weiterer Nachteil
ergibt sich daraus, dass die elektronische Steuerung eine an die
jeweilige Konfiguration von Netzteilen, Speicherelemente und Blitzköpfen angepasste
und konfigurierte Schnittstelle aufweisen muss.
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Es
ist daher Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine einfach handhabbare,
zuverlässige,
universelle Steuerschaltung zum synchronen oder alternierenden Auslösen mindestens
zweier Blitzeinrichtungen zu schaffen.
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Die
Aufgabe wird erfindungsgemäß durch die
eingangs beschriebene Steuerschaltung dadurch gelöst, dass
der Steuerschaltung Schaltungsmittel zugeordnet sind, die derart
ausgebildet und eingerichtet sind, dass die Versorgungsspannung
der Steuerschaltung aus den jeweiligen Blitzgeneratoren bezogen
wird. Über
die mit den Steuereingängen
der Blitzgeneratoren verbundenen Ausgänge der Steuerschaltung erfolgt
sowohl das Auslösen
der Blitzeinrichtungen als auch die Spannungsversorgung der Steuerschaltung
selbst. Damit wird auf überraschend einfache
Weise die Versorgung der Steuerschaltung ohne den Einsatz weiterer
Netzteile oder Spannungsquellen gewährleistet. Ferner ist die Steuerschaltung
universell verwendbar, da die Steuerung mit verschiedenartigen Blitzgeneratoren
verbunden werden kann, deren Steuereingänge sowohl bezüglich der
Beträge
der Signalpegel als auch der Beträge der Eingangsimpedanzen in
einem weiten Bereich variieren können.
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Eine
zweckmäßige Weiterbildung
der Erfindung ist dadurch gekennzeichnet, dass die Schaltungsmittel
zur Versorgungsspannungsgewinnung mit mindestens zwei Ausgängen der
Steuerschaltung verbunden sind. Damit wird die Bereitstellung der Versorgungsspannung
für die
Steuerschaltung auch in dem Fall gewährleistet, dass an einem der
Ausgänge
während
des Auslösens
einer Blitzeinrichtung für
einen gewissen Zeitraum keine ausreichende Spannung zum Betrieb
der Steuerschaltung gewonnen werden kann. In diesem Fall erfolgt
die Gewinnung der Versorgungsspannung der Steuerschaltung über eine
nicht auslösende
Blitzeinrichtung.
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Eine
bevorzugte Ausführungsform
zeichnet sich dadurch aus, dass die mit den Ausgängen der Steuerschaltung verbundenen
Schaltungsmittel zur Versorgungsspannungsgewinnung jeweils mindestens
einen zu einer Diode in Serie geschalteten Widerstand zur Strombegrenzung
aufweisen. Der Widerstand zur Strombegrenzung gewährleistet,
dass der von der Steuerschaltung aufgenommene Strom einen oberen
Grenzwert nicht überschreitet,
so dass mögliche
Fehlauslösungen
der Blitzgeneratoren sicher verhindert werden.
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In
einer weiteren vorteilhaften Ausbildung der Erfindung sind insbesondere
die Widerstände
zur Strombegrenzung größer als
der Betrag der Eingangsimpedanz der jeweiligen Blitzgeneratorsteuereingänge dimensioniert,
so dass die vom Blitzgenerator über
einen internen Widerstand am Steuereingang bereitgestellte Gleichspannung
durch die Entnahme eines Stromes zur Betriebsspannungsversorgung
der Steuerschaltung unwesentlich absinkt. Ein unbeabsichtigtes Auslösen durch
ein Absinken der Gleichspannung an den Steuereingängen der
Blitzgeneratoren wird damit sicher vermieden.
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Vorteilhafterweise
wird die Steuerschaltung in einem wasserdichten Gehäuse geschützt angeordnet,
so dass die Schaltung insbesondere vor feuchtigkeitsabhängigen Kriechströmen geschützt und
damit eine fehlerfreie Funktion der Steuerschaltung gewährleistet
ist.
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Weitere
bevorzugte oder zweckmäßige Merkmale
und Ausgestaltungen der Erfindung ergeben sich aus den Unteransprüchen und
der Beschreibung. Besonders bevorzugte Ausführungsformen werden anhand
der beigefügten
Zeichnung näher
erläutert.
In der Zeichnung zeigt
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1 eine
schematische Darstellung des prinzipiellen Aufbaus einer beispielhaften
Blitzanlage, und
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2 eine
schematische Darstellung eines Ausführungsbeispiels der Steuerschaltung.
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Die 1 zeigt
eine schematische Darstellung des prinzipiellen Aufbaus einer beispielhaften Blitzanlage 35.
Die Blitzanlage 35 umfasst eine Kamera 12, eine
Steuerschaltung 11 und Blitzeinrichtungen 18,
welche jeweils aus einem Blitzgenerator 16 und einem Blitzmittel 17 bestehen.
Die Kamera 12 ist über
Leitungen 13 zur Bereitstellung von Blitzauslösesignalen
mit dem Eingang 10 der Steuerschaltung 11 verbunden.
Die Ausgänge 14 der
Steuerschaltung 11 sind jeweils über weitere Leitungen 13 an
Steuereingänge 15 der
Blitzgeneratoren 16 angeschlossen, die in Verbindung mit
einem dem jeweiligen Blitzgenerator 16 nachgeschalteten
Blitzmittel 17 die Blitzeinrichtungen 18 bilden.
Zum Auslösen
der Blitzeinrichtungen 18 wird ausgehend von der Kamera 12 über die
Leitungen 13 der Eingang 10 der Schaltung 11 mit
einem Blitzauslösesignal
beaufschlagt, das die Steuerschaltung 11 veranlasst, an mindestens
einem der Ausgänge 14 der
Steuerschaltung 11 Blitzauslösesignale zum Auslösen mindestens
einer Blitzeinrichtung 18 zu erzeugen.
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Die
Steuereingänge 15 der
Blitzgeneratoren 16 stellen bezüglich ihres Massepotentials über einen
hochohmigen internen Widerstand, der üblicherweise größer oder
gleich einem Megaohm ist, eine Gleichspannung zwischen 5 und 15
V zur Verfügung. Die
Auslösung
des jeweiligen Blitzgenerators 16 erfolgt daher mittels
eines Blitzauslösesignals,
indem der Steuereingang 15 des jeweiligen Blitzgenerators 16 über den
mit dem Steuereingang 15 über Leitungen 13 verbundenen
Ausgang 14 der Steuerschaltung 11 auf Massepotential
gelegt wird.
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Die
Art und Weise der zeitlichen Auslösung der Blitzeinrichtungen 18 ist
dabei wählbar:
Zum synchronen Auslösen
werden mit jedem Blitzauslösesignal
am Eingang 10 der Schaltung 11 alle Blitzeinrichtungen 18 über gleichzeitig
generierte Blitzauslösesignale
an allen Ausgängen 14 der
Steuerschaltung 11 ausgelöst, während zum alternierenden Auslösen, zeitlich
aufeinander folgende Blitzauslösesignale
am Eingang 10 der Schaltung 11 zur sequentiellen
Generierung von Blitzauslösesignalen
an jeweils einem Ausgang 14 der Steuerschaltung 11 führen, so
dass die Blitzeinrichtungen 18 abwechselnd nacheinander ausgelöst werden.
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In
einer weiteren bevorzugten Ausführungsform
ist die Anzahl der Ausgänge 14 der
Steuerschaltung 11 und Blitzeinrichtungen 18 nicht,
wie in 1 beispielhaft dargestellt, auf jeweils zwei beschränkt, sondern
ist vielmehr auf eine beliebige Anzahl N an Ausgängen 14 zur Ansteuerung
einer Anzahl N an Blitzeinrichtungen 18 erweiterbar. Entsprechend
der bevorzugten Ausführungsform
der Steuerschaltung 11 mit N Ausgängen 14 der Steuerschaltung 11 und N
Blitzeinrichtungen 18, wird im Fall des synchronen Auslösens von
Blitzeinrichtungen 18 eine beliebige Anzahl N-x an Blitzeinrichtungen 18 durch
gleichzeitige Generierung von Blitzauslösesignalen an n Ausgängen 14 der
Steuerschaltung 11 ausgelöst. Im Fall des alternierenden
Auslösens
von Blitzeinrichtungen 18 werden die N Blitzeinrichtungen 18 abwechselnd nacheinander
ausgelöst,
wobei die Abfolge der Auslösungen
frei wählbar
ist. Auch können
mehrere Gruppen von Blitzeinrichtungen 18 nacheinander ausgelöst werden,
wobei die einer jeweiligen Gruppe zugehörigen Blitzeinrichtungen 18 jeweils
gleichzeitig ausgelöst
werden.
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Der
Bezug einer Versorgungsspannung 19 der Steuerschaltung 11 erfolgt über die
mit den Steuereingängen 15 der
Blitzgeneratoren 16 verbundenen Ausgänge 14 der Steuerschaltung 11.
Die Ausgänge 14 der
Steuerschaltung 11 erfüllen
also zwei Funktionen. Zum einen werden über die Ausgänge 14 der
Steuerschaltung 11 die entsprechenden Blitzeinrichtungen 18 über die
Steuereingänge 15 der Blitzgeneratoren 16 ausgelöst, zum
anderen bezieht die Steuerschaltung 11 die benötigte Versorgungsspannung 19 zum
Betrieb der Steuerschaltung 11 aus den Blitzgeneratoren 16.
Der Steuerschaltung 11 sind dazu entsprechend ausgebildete
und eingerichtete Schaltungsmittel 20 zugeordnet, die mit
jeweils wenigstens zwei Ausgängen 14 der Steuerschaltung 11 verbunden
sind. So wird, abgesehen vom synchronen Auslösen aller Blitzeinrichtungen 18,
der Bezug der Vorsorgungsspannung 19 über den jeweils nicht mit einem
Blitzauslösesignal
beaufschlagten Ausgang 14 der Steuerschaltung 11 sichergestellt.
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In 2 ist
der Aufbau der Steuerschaltung 11 anhand einer beispielhaften
Ausführung
zur Steuerung von zwei Blitzeinrichtungen 18 schematisch dargestellt.
Die Ausgänge 14 der
Steuerschaltung 11 sind zur Gewinnung der Versorgungsspannung 19 der
Steuerschaltung 11 jeweils mit Schaltungsmitteln 20 verbunden.
Jedes der Schaltungsmittel 20 umfasst eine Serienschaltung
aus einer Diode 21 und mindestens einem Widerstand 22 zur
Strombegrenzung. Die Dioden 21 verhindern eine Rückwirkung der
Versorgungsspannung 19 auf die Ausgänge 14 der Steuerschaltung 11,
während
die Widerstände 22 zur
Strombegrenzung einen unerwünschten
Spannungsabfall am internen Widerstand im Steuereingang 15 verhindern,
so dass gewährleistet
ist, dass die Stromaufnahme der Steuerschaltung 11 über die Ausgänge 14 der
Steuerschaltung 11 aus den Steuereingängen 15 der Blitzgeneratoren 16 zu
keiner Fehlauslösung
einer der Blitzeinrichtungen 18 durch ein ungewolltes Absinken
der Spannung an einem der Ausgänge 14 der
Steuerschaltung bzw. an einem der Steuereingänge 15 der Blitzgeneratoren 16 führt. Um
dies sicherzustellen, wird die Größe der Widerstände 22 zur
Strombegrenzung mindestens so groß wie der Betrag der Eingangsimpedanz
des jeweiligen Steuereingangs 15 der Blitzgeneratoren 16 gewählt.
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Jeder
der Ausgänge
ist über
eine Serienschaltung aus einer Diode 23 sowie einem Schaltmittel 25 mit
dem Eingang 10 der Steuerschaltung 11 verbunden,
so dass bei durchgeschaltetem Schaltmittel 25 Blitzauslösesignale
einer Kamera 12 über den
Eingang 10 der Steuerschaltung 11 an die jeweiligen
Ausgänge 14 geführt werden.
In der beispielhaften Ausführungsform
gemäß 2 sind
die Schaltmittel 25 als n-leitende Feldeffekttransistoren ausgeführt, da
diese quasi leistungslos steuerbar sind und somit die Stromaufnahme
der Steuerschaltung 11 weitestgehend reduziert wird. Die
Ausführung
der Schaltmittel 25 ist jedoch nicht auf Feldeffekttransistoren
beschränkt,
es sind vielmehr eine Mehrzahl an Bauelementen als Schaltmittel 25 einsetzbar,
beispielsweise IGBTs, MOSFETs, Bipolartransistoren oder andere nicht halbleiterbasierte
Schaltmittel 25. Insbesondere ist die Verwendung von Transistoren nicht
auf n-leitende Typen beschränkt.
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Die
Steuereingänge 24 der
Schaltmittel 25 sind mit dem invertierenden Ausgang 26 und
dem nicht invertierenden Ausgang 27 eines Flip-Flops 28 verbunden,
so dass sich zum alternierenden Auslösen der Blitzeinrichtungen 18 jeweils
eines der Schaltmittel 25 im leitenden Zustand, sowie das
jeweils andere Schaltmittel 25 im nicht leitenden Zustand
und umgekehrt befindet. Dies hat zur Folge, dass jeweils einer der
Ausgänge 14 der
Steuerschaltung 11 mit dem Eingang 10 der Steuerschaltung über jeweils
das Schaltmittel 25 leitend verbunden wird. Ein Blitzauslösesignal
am Eingang 10 der Steuerschaltung 11 wird daher
in Abhängigkeit
des Schaltzustands der Schaltmittel 25 über den korrespondierenden
Ausgang 14 der Steuerschaltung 11 zum Auslösen einer
der Blitzeinrichtungen 18 zum entsprechenden Steuereingang 15 eines
der Blitzgeneratoren 16 geleitet.
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Die
Ausbildung des Flip-Flops 28 mittels einer Verbindung des
Takteingangs 29 des Flip-Flops 28 mit dem invertierenden
Ausgang 26 des Flip-Flops 28 bewirkt einen Wechsel
des logischen Pegels der Flip-Flop-Ausgänge 26, 27 mit
jeder fallenden Flanke am Takteingang 29 des Flip-Flops 28.
Der Eingang 10 der Steuerschaltung 11 ist mit
dem Takteingang 29 des Flip-Flops 28 verbunden,
so dass von einer Kamera 12 ausgehende Blitzauslösesignale über den
Eingang 10 der Steuerschaltung 11 eine Triggerung
des Flip-Flops 28 bewirken. In anderen Worten ändert sich
der logische Pegel der Flip-Flop-Ausgänge 26, 27 alternierend
mit jedem Blitzauslösesignal am
Eingang 10 der Steuerschaltung 11. Über einen Pullup-Widerstand 30 wird
der Takteingang 29 des Flip-Flops 28 und damit
auch der Eingang 10 der Steuerschaltung 11 für Blitzauslösesignale
bezüglich des
Massepotentialsanschlusses 31 der Steuerschaltung mit dem
Potential der Versorgungsspannung 19 verbunden. Damit ist
der Eingang 10 der Steuerschaltung 11, zum einen
für den
Fall, dass keine Kamera 12 am Eingang 10 der Steuerschaltung 11 angeschlossen
ist, terminiert, zum anderen wird den üblicherweise in Kameras 12 zur
Blitzauslösung verwendeten
Ausgangsschaltungen in Openkollektor-Technik eine entsprechende
Spannung zur Verfügung
gestellt. In einer weiteren bevorzugten Ausführungsform der Erfindung ist
der Pullup-Widerstand 30 hochohmiger als der kleinste Widerstand 22 zur Strombegrenzung
dimensioniert, um einen Zusammenbruch der Versorgungsspannung 19 während des
Anliegens eines Blitzauslösesignals
am Eingang 10 der Steuerschaltung 11 zu vermeiden.
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Der
Eingang 10 und/oder die Ausgänge 14 der Steuerschaltung 11 weisen
zum Schutz vor Überspannungen
parallel geschaltete Mittel 34 zur Spannungsbegrenzung
auf. Zum Einsatz kommen hier insbesondere Zenerdioden, jedoch sind
selbstverständliche
auch andere Mittel zur Überspannungsbegrenzung
einsetzbar, wie beispielsweise Varistoren, Suppressordioden oder
dergleichen.
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Zum
synchronen Auslösen
wenigstens zweier Blitzeinrichtungen 18 sind die Ausgänge 14 der Steuerschaltung 11 jeweils über eine
für positive
Potentialdifferenzen zwischen entsprechendem Ausgang 14 und
Eingang 10 der Steuerschaltung 11 geschaltete
Diode 32 über
einen dazu in Serie angeordneten Schalter 33 leitend mit
dem Eingang 10 der Steuerschaltung 11 verbunden.
Befindet sich der Schalter 33 im geschlossenen Zustand,
so werden beide Ausgänge 14 der
Steuerschaltung 11 über
die Dioden 32 mit dem Eingang 10 der Steuerschaltung 11 verbunden.
Ein Blitzauslösesignal
einer Kamera 12 am Eingang 10 der Steuerschaltung 11 gelangt
so über
beide Ausgänge 14 der
Steuerschaltung 11 an die Steuereingänge 15 der Blitzgeneratoren 16 zur synchronen
Auslösung
der Blitzeinrichtungen 18.