Hallo zusammen,
ausgehend von den Messungen an verschiedenen Blitzgeräten und unter Berücksichtigung der Problematik, daß bei einem TTL-Blitz das Signal "F3" während der Blitzleuchtdauer selbst nicht auf High-Pegel liegen darf, habe ich meine obige Idee etwas ausgebaut:
Die vorgeschlagene Schaltung benötigt weder eine eigene Batterie noch einen Ein-/Ausschalter. Der Strombedarf der Schaltung liegt im Mikroamperebereich und belastet damit die "F2"-Leitung nicht stärker, als sie durch die Kameraelektronik sonst auch belastet würde - auf die Lebensdauer der Batterien im Blitzgerät hat die Schaltung keinen praxisrelevanten Einfluß, und wenn der Blitz ausgeschaltet ist, verbraucht auch diese Zusatzschaltung nichts.
Die Schaltung läßt sich "freifliegend" ohne Platine aufbauen und ist so klein, daß sie sich problemlos auch noch in das Gehäuse eines der typischen Blitzschuhadapter zwängen läßt.
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+----------+ +-----------+
3.3-80V | IC1 | | IC2 |
F2 R1 | | 2.45V | | R4 F3
o---[ ]-----|>|--+--|IN OUT|--+----+----+-----|VCC !RESET|-----|>|--+--[ ]---o
100R D1.1 | | | |R2 |C1 |C2 | | D3.1 | 1K0
BAT46C | |LT3014BHV-| [ ] === === | MAX6861- | BAT46C|
D1.2 | |I/ES5#PBF | |1M00|100n|0u47 | UK225 | D3.2 |
+--|>|--+ | ADJ|--+----+ | +--|!MR CT|--+--|>|--+
| | | |R3 | | | | |
| | GND | [ ] | | | GND | |
| +----------+ |1M00 | | +-----------+ |
| | | | | | |
| | | | | | |
| | | | | | |
+----------------+-------+---------+ | +--------+
| | |
| | |
F1 | | |
o--------+--|<|--------------------------------+ |
| D2.1 | |
|BAT46C | |
| D2.2 | |
+--|<|--+ | |
| | |
F0 | | |
o----------------+--------+-----------------------------+
+---------+ +---------+ +---------+
+-| |-+ +-| |-+ +-| |
CT |1| SOT23 |5| VCC IN |1| TSOT23 |5| OUT A1 |1| SOT23/ |
+-| |-+ +-| |-+ +-| SOT323 |
| | | | | |
+-| Maxim | +-| Linear | | ST |-+
GND |2| MAX6861 | GND |2|LT3014BHV| | BAT46C |3| CC
+-| UK225 | +-|I/ES5#PBF| | (W)FILM |-+
| | | | | |
+-| |-+ +-| |-+ +-| |
!MR |3| "AEKS" |4| !RESET NC |3| "LTCHN" |4| ADJ A2 |2| "C46"/ |
+-| |-+ +-| |-+ +-| "DB8" |
+---------+ +---------+ +---------+
Die obige Schaltung wird parasitär aus "F2" gespeist und legt an "F3" hochohmig eine Spannung von ca. 1,7-2,2V an. Der angeschlossene Blitz "meint" dadurch, per Kabel an eine Kamera angeschlossen zu sein, bei der gerade der Auslöser angedrückt (aber nicht durchgedrückt) wird. Dadurch wird wirksam verhindert, daß der Blitz nach einer Weile von selbst in den Standby geht.
Schafft es ein Blitz mit nahezu erschöpften Batterien nicht, innerhalb der Standby-Zeitspanne die Blitzbereitschaft zu erreichen und über "F2" zu signalisieren, so nimmt sich die Schaltung praktisch selbst "außer Betrieb" und der Blitz fällt in den Standby - eine sonst potentiell mögliche Tiefentladung von Akkus wird so verhindert.
Selbstredend funktioniert diese Form der Selbsthalteschaltung nur, wenn sie nicht erst mit dem Blitz verbunden wird, nachdem dieser bereits in den Standby gefallen ist. In diesem Fall braucht der Blitz allerdings einfach nur per Tastendruck oder Aus- und Wiedereinschalten geweckt zu werden. In dem Moment, wo der Blitz blitzbereit wird und damit potentiell in den Standby fallen kann, wird auch diese Schaltung wieder aktiv.
Soweit das sehr einfache Grundprinzip.
Leider ist es damit noch nicht ganz getan, denn würde die Spannung an "F3" von der Schaltung auch während der Blitzleuchtdauer angelegt bleiben, könnte der Blitz dies als Abschaltsignal für die TTL-Blitzlicht-Direktmessung interpretieren.
Normalerweise wird im TTL-OTF-Betrieb das vom Motiv reflektierte Blitzlicht ja von einer Fotozelle im Spiegelkasten der Kamera gemessen und bei Erreichen der richtigen Belichtung ein Abschaltsignal an den Blitz gesendet. Dieses Abschaltsignal besteht nun gerade in einem positiven Spannungsimpuls von etwa 2,6-2,7V über die "F3"-Leitung.
Um dieses Problem zu umgehen, müssen wir also unser "F3"-Aufwecksignal in dem Moment aussetzen, wo ein Blitz abgefeuert wird. Dies bekommen wir durch Überwachung der "F1"-Leitung mit. Ein blitzbereiter Blitz legt an diese Leitung, den Mittenkontakt, eine unterschiedlich hohe Spannung namens Zündkreisspannung an, die vom Servoblitzauslöser gegen Masse ("F0" kurzgeschlossen wird, sobald der Blitz zünden soll. Dies ist der Moment, in dem unsere Schaltung mit der Austastung des "F3"-Signals beginnen muß.
Die "F3"-Leitung darf von uns erst dann wieder auf Spannung gebracht werden, wenn auch der stärkste Blitz mit Sicherheit vorüber ist. Normalerweise hat einen Elektronenblitz je nach Leistung eine Leuchtdauer zwischen 1/200s und 1/75000s (bei Minolta eher 1/500s bis 1/50000s). Wir dürfen also unser "F3"-Signal frühestens nach 6ms wieder freigeben - das Minolta-Timing selbst liegt eher bei 20-25ms (die somit als ideale Verzögerungszeit angesehen werden können). Länger als 180ms sollte die Austastung auch nicht dauern, da sonst der Betrieb mit der maximalen bei Minolta/Sony bisher erreichten Bildfrequenz von 5,5 Bildern/Sekunde nicht mehr gewährleistet wäre. Und natürlich sollten wir auch mindestens solange warten, bis der Zündimpuls vorbei ist (wobei dieser normalerweise kürzer als die Leuchtdauer des Blitzes ist).
Unsere Schaltung benutzt dafür einen Reset-Controller MAX6861UK225 von Maxim, der hier mit einer stabilisierten Spannung von 2,45V betrieben wird. Diese Variante liegt im SOT-23-5-Gehäuse vor und geht in den "Reset"-Zustand, wenn die Versorgungsspannung unter 2,29V einbricht. Dies passiert dann, wenn der Blitz keine Spannung an "F2" anlegt, etwa, weil er noch nicht oder - unmittelbar nach einem Blitz - nicht mehr blitzbereit ist. In diesem Fall brauchen wir auch keine Spannung an "F3" anlegen.
Gleichzeitig überwacht IC2 die an der "F1"-Leitung anliegende Spannung. Dabei wird bei 2,45V Betriebsspannung des IC2 eine Spannung von mehr als 1,72V sicher als "Blitz nicht zünden" und eine Spannung von weniger als 0,74V sicher als "Blitz zünden" erkannt. An der Schottky-Diode D2.1 fallen nochmal etwa 0,25V ab, die Schwellwerte liegen also effektiv eher bei 1,47V und 0,49V.
Bei den bisher vermessenen Blitzgeräten liegt die Zündkreisspannung oberhalb von 1,85V, so daß wir hier eine sehr sichere Erkennung eines Kurzschlusses zwischen "F1" und "F0" erwarten können. Verschiedenen Berichten nach wurden auch schon Zündkreisspannungen von nur 1,65-1,74V beobachtet, auch diese Spannungen passen noch gut ins Fenster.
Sollte die an "F3" anliegende Spannung zu hoch sein oder die Zündkreisspannung bei einem bestimmten Blitzgerät unterhalb von 1,5V liegen und der verwendete Servoblitzauslöser "F1" sicher auf unter 0,3V ziehen, kann man die Betriebsspannung des IC2 auch auf 1,8V vermindern, muß dann aber auf den MAX6861UK17 ausweichen. Bei meinen Tests reichte zum Wecken des Blitzes über "F3" eine 1,5V-Batterie über einen 1K-Widerstand aus, die Kamera selbst sendet allerdings Nadelimpulse mit etwa 3V Höhe (Minolta 9000 AF) und das TTL-OK-Signal liegt bei 2,6-2,7V, insofern sehe ich hier keine Probleme mit der Spannungsfestigkeit des "F3"-Eingangs des Blitzes. Allerdings halte ich es für erstrebenswert, mit dem Aufwecksignal nicht unbedingt das volle Spannungsniveau des TTL-OK-Signals zu erreichen, da nicht sicher ist, ob der Blitz auf die steigende Flanke oder den Spannungspegel reagiert. Bei 1,8V Versorgungsspannung für IC2 ergeben sich inklusive der Schottkydiode Schaltschwellen von 1,0V (statt vormals 1,47V für 2,45V) und 0,3V (statt vormals 0,49V für 2,45V).
Die kleinste Zündkreisspannung, die ich bisher bei Minolta-Blitzgeräten an "F1" gemessen habe, lag, wie oben schon geschrieben, bei etwa 1,85V (siehe Anmerkung bzgl. 1,65V oben), die kleinste Spannung an "F2" bei AF-Blitzgeräten bei 3,5V [EDIT: "Ferg" hat hier eine Spannung von nur 2,54V gemessen! Das wäre vermutlich zu wenig für den vorgeschlagenen LT3014BHV, der typisch minimal 3,0V braucht, und im Extremfall auch schon mal 3,3V], so daß mir [EDIT: von "Ferg"s Bericht erstmal abgesehen] die Parametrisierung für 2,45V als Versorgungsspannung für IC2 ziemlich ausgewogen erscheint, aber auch 1,8V wären in Verbindung mit einem guten Servoblitzauslöser verwendbar.
Nun zur genauen Arbeitsweise des IC2: Fällt die Spannung an "F1" unter besagte 0,49V, so geht "F3" unabhängig von einer möglicherweise ebenfalls zusammenbrechenden Spannung an "F2" innerhalb von 250ns auf 0V-Pegel. (250ns ist hoffentlich ausreichend kurz. Die Mindestimpulslänge des Zündpulses liegt übrigens bei 1µs.)
Bei einem Vollblitz bräuchte der Blitz danach eine gewisse Zeit, um wieder Blitzbereitschaft zu erreichen, deshalb dürfte auch die Spannung an "F2" für einige Zeit zusammenbrechen - und damit auch die Spannung an "F3". Da über "F2" aber auch das FDC-LED-Bestätigungssignal für die korrekte Blitzbelichtung übermittelt wird, können wir nicht davon ausgehen, daß "F2" sicher gerade immer dann auf 0V ist, wenn auch an "F3" keine Spannung anliegen darf. Gleichzeitig ist nicht sichergestellt, daß der Zündimpuls über "F1" für die gesamte Leuchtdauer des Blitzes anliegt.
Insbesondere während der Leuchtdauer des Blitzes müssen wir, wie oben beschrieben, sicherstellen, daß keine Spannung an "F3" anliegt. Deshalb bleibt "F3" nach dem Ende des Zündimpulses für typischerweise 15ms (minimal 10ms, maximal 20ms) auf 0V, ehe es bei Anliegen einer Spannung an "F2" wieder auf 1,7-2,2V steigt und damit das Wiedereinschlafen des Blitzgerätes verhindert.
Wem die 10ms Verzögerung zu kurz erscheinen, kann "CT" (Pin 1) statt an "GND" (Pin 2) an "VCC" (Pin 5) legen, um stattdessen eine Einschaltverzögerung von typischerweise 225ms (minimal 150ms, maximal 300ms) zu erreichen, was mir allerdings schon zu lang erscheint, da damit im schlechtesten Fall Motor-Blitzserien mit mehr als 3 Bildern/Sekunde nicht mehr zuverlässig möglich wären.
Wie beschrieben wird IC2 hier mit einer stabilisierten Spannung von 2,45V versorgt. Im Grunde ist der vorgeschaltete Spannungsregler ziemlich unkritisch, nur er sollte einen möglichst geringen Eigenstrombedarf haben. Ein weiter Eingangsspannungsbereich kann in jedem Fall auch nicht schaden, damit die Schaltung auch den versehentlichen Anschluß an Fremdblitzsysteme mit unbekannten Eigenschaften überlebt. Der von mir hier gewählte LT3014BHV von Linear Technology (in der TSOT-23-Variante LT3014BHVES5#PBF oder LT3014BHVIS5#PBF) zeichnet sich dadurch aus, eine Eingangsspannung von 3,3-80V zu akzeptieren, auch wenn der geforderte Arbeitsbereich beim Anschluß an Minolta-Blitzgeräte den bisherigen Messungen zufolge lediglich bei etwa 3,3-6V liegt. Die Ausgangsspannung von 2,45V wird über das Widerstandsverhältnis von R2 und R3 bestimmt. Da die Werte sehr hoch sind, müssen die Lötstellen danach gut gereinigt werden, da sonst die Kriechströme einen Einfluß auf die Ausgangsspannung haben. Wer hier auf Nummer sicher gehen will, wählt statt der vorgeschlagenen 1M00 1%-Widerstände solche mit 100K, erkauft sich dies aber mit einem höheren Ruhestromfluß. Für C1 und C2 bieten sich keramische Kondensatoren an. Der Wert von C2 kann u.U. auch noch weiter bis auf etwa 100nF vermindert werden. Wird statt dem MAX6861UK225 der MAX6861UK17 eingesetzt, müßte R2 für eine Versorgung mit 1,8V auf 475K (bzw. 47K5) geändert werden. R3 bleibt auf 1M00 (bzw. 100K).
Als Schutzdioden kommen Schottky-Dioden mit mindestens 50mA und einem Spannungsabfall in Durchflußrichtung von nicht mehr als 250mV in Frage. Der praktischen Gehäusebauform halber habe ich Doppeldioden BAT46C in den Bauformen BAT46CFILM (SOT-23) oder BAT46CWFILM (SOT-323) gewählt.
Die Schaltung sollte dadurch verpolungssicher und halbwegs spannungsfest bis etwa 80V sein. Kann man die Menge der anzuschließenden Blitzgeräte sicher auf Minolta/Sony-AF-Blitzgeräte einschränken, können zumindest einige dieser Schutzelemente entfallen. Dazu gehören insbesondere die in Sperrichtung gegen "F0" geschalteten Dioden D1.2, D2.2 und D3.2, die die Schaltung nur bei Verpolung schützen sollen. Weitere Optimierungen sind möglich, aber dafür sollten wir zunächst mal deutlich mehr Blitzgeräte untersuchen als bisher, insbesondere auch Minolta-AF-kompatible Blitzgeräte von Fremdherstellern.
Eine mögliche Alternative könnte übrigens ein Spannungsregler-IC mit integriertem Reset-Controller wie der MAX8530ETTP2 von Maxim sein. Das ergibt aber nur Sinn, wenn IC1 dadurch entfallen kann. Die zulässige Eingangsspannung an "F2" würde sich damit auf 2,6-6,5V ändern und die Verzögerungszeit läge typischerweise bei 200ms (minimal 100ms und maximal 360ms), was eigentlich schon zu lang ist. Die Mindestimpulslänge für den Zündimpuls ist nicht bekannt und könnte problematisch sein. Die Schaltschwellen an "F1" liegen deutlich ungünstiger bei 1,35V und 0,15V (unter Berücksichtigung der Schottkydiode) und die Ausgangsspannung am RESET-Pin mit 10K-Pullup gegen OUT1 minimal höher bei ca. 2,25V (gegen OUT2 allerdings bei nur 1,55V). Auch liegt dieser IC nur im TQFN-Gehäuse vor, so daß diese Alternative nur für geübte SMD-Löter in Frage käme, und gerade in der Experimentierphase ist die erste Lösung einfach flexibler.
Eine dritte Variante könnte in der Verwendung eines kleinen Mikrocontrollers, wie z.B. dem Atmel AVR ATtiny13A-SU/SH/SSU/SSH, bestehen, wodurch man volle Kontrolle über die gewünschten Verzögerungszeiten bekäme. Aufwendiger ist das auch nicht, da man auf externe Beschaltung des ICs nahezu komplett verzichten kann.
Viel Spaß,
Matthias
PS. Siehe auch:
http://www.dyxum.com/dforum/forum_posts.asp?TID=45289