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Hochleistungsblitzgerät auf Stativ montiert (2001)


Kompletter Eigenbau: Hochleistungsblitzgerät Lucifer 180 (2002)


Neukonstruktion: Hochleistungsblitzgerät Lucifer 220 mit Ringblitzröhre (2003)


Hochleistungsblitzgerät mit Plankonvexlinsenvorsteckeinheit (2004)


Platinenlayout für den Wandler mit nahezu 50% Wirkungsgrad (2005)


Geätzte Platine mit 105 µm Kupferauflage (2005).


Gegentaktwandlerplatine (2005)


Hochleistungsblitzeinheit Lucifer 640-2 (2005)


Konstruktionsdetails von Lucifer 640-2 (2005)


Bedienelemente von Lucifer 640-2 (2005)

Bestehend aus Bereitschafts-LED, Handauslöser, Ein-/Ausschalter, Ladebuchse,
Cinch-Buchse zum Anschluss der Slave-Schaltung oder des Synchronkabels.


»gläserner« Lucifer 280 (2006)

Aufbau, wie Lucifer 640-2, jedoch mit lediglich 280 Joule Blitzleistung (2006).


Vakuumverschluss durch transparenten Silikondeckel (2006)

Komplett mit Sklavenblitzauslöser von David Gibson, welcher auch Vorblitze sicher ausblendet, bevor durchgeschaltet
wird. In der rechten Hand befindet sich die Digitalkamera, in der linken der wasserdichte Hochleistungsblitz.


Neue Reflektoreinheit mit Telereflektor von Bowen BW-1253 (2008)

Der Reflektor hat einen Durchmesser von ca. 17 cm und eine bessere Telewirkung,
als normale Parabolreflektoren. Eine Doppelwendelquarzglasblitzröhre mit 1.000 Ws Blitzleistung ist eingebaut.


Gläsener Lucifer 640-2 mit neuem Gehäuse aus Acrylglas (2009)

Hinterer Abschluss durch transparenten Silikonverschluss. Zusammen mit dem »gläsernen«
Lucifer 280 und einem weiteren Sklavenblitzauslöser »Firefly 3« können nun beide Blitze synchron mit der Digitalkamera auslösen.


Blitzbau vom März 2011 mit 450 Ws Blitzleistung

Mit 5Ah 6 x 2 = 12 Volt Blei-Acid Akkus sind 120 Blitze bei Volladung mit einer Ladung möglich.
Eine 600 Ws Ringblitzröhre aus Quarzglas setzt neue Ausleuchtungsmaßstäbe.
Das Gehäuse ist aus Plexiglas. Hinten sorgt eine Silikonabdeckkappe für
erstklassigen Spritzwasserschutz unter Tage. Das Gewicht beträgt 3,9 kg.


1310 Ws, zeitgleich mit Firefly III Digital-Servoauslöser zündbar

Von links nach rechts: 280 Joule; 450 Joule; 580 Joule - ausgereifte nachbaufreundliche und betriebssichere Hochleistungsblitzgeräte.
Gehäuse aus Plexiglas von der Firma Plexipoint (www.plexi-point.de) in Rösrath.


Berührungslose Messung der Kühlkörpertemperatur


Hochleistungsblitzgerät

 

Die Blitzgeräte (Lucifer 640-2 und Lucifer 280) bestehen aus den Komponenten:
- Interne Blei-Acid-Akkus (6 x 2 V, 2,5 Ah)
- Wandlerschaltung mit Gleichrichter
- Elektrolytkondensatoren (9.120 µF bei Lucifer 640-2, 4.560 µF bei Lucifer 280, jeweils 360 V)
- Abschaltautomatik
- Zündschaltung
- Sklavenblitzschaltung mit Fototransistor
- Reflektoreinheit mit Blitzlampe


Die Blitzgeräte an sich sind ein kompletter Eigenbau. Der Akku lädt über die Wandlerschaltung mit Gleichrichter die Elektrolytkondensatoren in ca. 20,3 Sekunden bei Lucifer 640-2 und 6,8 Sekunden bei Lucifer 280 auf 360 V auf. Hierbei fließt ein Ladestrom um 5,22/ 7,69 A. Eine Abschaltautomatik sorgt dafür, daß die Basis der beiden Wandlertransistoren abgeschaltet wird, sobald die Elektrolytkondensatoren voll aufgeladen sind. Bei Unterschreitung einer kleinen Spannungsschwelle lädt der Wandler automatisch wieder nach. So ist eine gleichbleibende Blitzleistung gewährt. Eine grüne LED zeigt die Betriebsbereitschaft an. 3 Möglichkeiten für die Zündung der Blitzlampe sind vorgesehen. Ueber einen Taster kann per Hand ausgeloest werden. Ueber das Blitzkabel kann vom Fotoapparat synchron ausgelöst werden. Eine hochempfindliche Sklavenblitzschaltung dient dazu, den Blitz synchron mit einem Primärblitz auslösen zu koennen. Die Schaltung ist absolut unempfindlich gegenüber dem Streulicht der Grubenlampe und zündet noch sicher aus einer Entfernung von 30 Metern mit einem Kleinblitz. Der Blitz ist mit Silikon abgedichtet, so dass kein Wasser in das Gehäuse eindringen kann.

Abmessungen:
    - Durchmesser: 150 mm
    - Länge: 280/ 240 mm
    - Gewicht der Blitzgeräte: 3,73 kg für Lucifer 640-2, 2,95 kg für Lucifer 280

Kenndaten:
    - Blitzleistung: 584 / 281 Joule (Ws) = 11,1 / 5,3-fache Leistung eines Metz CT 45
    - Aufladezeit: ca. 20,3 / 6,8 s
    - Ladespannung: 12 V
    - Ladestrom: ca. 5,2 / 7,7 A
    - Wirkungsgrad: > 47%
    - Anzahl der Blitze: ca. 48 / 100 (bei 2,5 Ah Hawker Cyclone Blei-Acid Akkus)

Reflektoreinheit:
    - Oberfläche: 230 cm², Parabolspiegel, hochglanzeloxiert
    - Streuwinkel: 17°/ 9° max.
    - Blitzlampe: Ringblitzröhre aus Quarzglas / Doppelwendel aus Quarzglas, 700 Ws, 450 Ws

Die Blitzlampe wurde vor dem Zusammenbau des Blitzgerätes mit einem Stroboskop bestmöglich fokussiert, damit eine maximale Ausleuchtungsweite erzielt werden kann. Vom Brennpunkt aus verlassen die Lichtstrahlen den Parabolspiegel senkrecht nach vorne. Um untertägige Strecken und Schächte bestmöglich ausleuchten zu können, darf möglichst wenig Streulicht erzeugt werden. Dies lässt sich aber nicht hundertprozentig vermeiden, da die Lichtquelle nicht punktförmig ist (Doppelwendel mit 26 mm Durchmesser oder Ringblitzröhre mit 9 mm Durchmesser). Die Reflektorkontur wurde passend für die Blitzlampe berechnet und nach dieser Vorlage gefertigt.

Belichtung:

Grundsätzlich werden bei analoger Technik Dia-Filme mit 100 oder 200 ASA benutzt. Die Belichtungszeit sollte auf 1/15 s vorgewählt werden. Dann ist erst sichergestellt, dass auch kein Licht verschenkt wird. Denn die Blitzdauer kann bei Hochleistungsblitzgeräten im Normalfall länger als bei normalen Blitzgeräten sein, wie z.B. dem Metz CT 45, wo 1/60 s Belichtungszeit durchaus ausreicht. Sehr kurze Blitzdauern werden erreicht, wenn die Elkos sehr nah an die Elektroden angebracht werden. Geht dies bauseits nicht, hilft ein kleiner Elko von z.B. 260 µF, 360 V, der direkt an die Elektroden gelötet wird, um Leitungsinduktivitäten zu verringern. Grundsätzlich sollten Blitzelkos (Fotoflash) verwendet werden. Da diese nicht für Dauerladung ausgelegt sind, fallen die Bauvolumen viel kleiner aus. Gute Blitzelkos sind bei 2.500 µF und 360 V 80 mm lang und haben 40 mm Durchmesser.

Wirkungsgrad:

Berechnung des Wirkungsgrades


Zur Berechnung wurde der primäre Strom- und Spannungsverlauf während des Ladevorganges in Echtzeit gefilmt. Da im PAL-Modus 25 Einzelbilder je Sekunde aufgenommen werden, ist die Messung als hinreichend genau anzusehen. Als Multimeter diente ein Mastech 8218. Die genaue Kapazität des Fotoelkos wurde messtechnisch ermittelt.


Hochleistungsblitz Lucifer 720 im Aufbau (2013)


Blitzröhre mit 750 Ws im Europa-Sockel (2013)


Im Juli 2013 wurde der bisher stärkste mobile Blitz gebaut. Alt ist die auf 12 Volt optimierte einstufige Gegentaktwandlerschaltung auf Platine. Die Urschaltung stammt von Michael und wurde 2005 mit zig selbstgewickelten Trafos für 12 Volt Betriebsspannung optimiert. Neu ist der Einsatz von Linano 6 Ah LiFePo4 hochstromentladefähige Akkus mit Überladeschutzplatine (Abschaltung bei 3,6 Volt je Zelle, einzeln überwacht durch Balancier) und Tiefentladeschutzplatine (Abschaltung bei 2,7 Volt). Die Arbeitsspannung liegt mit 13,3 Volt stabil über derer von Blei-Azid-Akkus. Diese brachen bei ca. 6,5 - 7,5 A auf ca. 11,2 Volt zusammen. Absolut genial ist auch die eingebaute Short circuit protection auf der Schutzplatine von Linano. Nach 200 - 500 µs werden die Akkus automatisch von der Wandlerschaltung getrennt. So habe ich meinen Wandler und die Akkus bereits schon einmal gerettet. Ich habe die Elkos mit plus und minus beim Anlöten gebrückt und den Wandler sekundär im Kurzschluss betrieben. Bei 35,5 A schlägt die Schaltung an. 40 A Transistoren habe ich verbaut. Die wurden übrigens in der kurzen Zeit sehr heiß! Aber alles funktionierte anschließend noch!

Durch die höhere Betriebsspannung sinkt der Ladestrom der Gegentaktwandlerschaltung um ca. 1 A. Der Wirkungsgrad der neuen Schaltung berechnet sich wie folgt:

Pab = 1/2 * 10.816 µF * (368V² - 45V²) = 721,4 Ws

Pzu = 13,32V * 5,65A * 20,2s = 1.520,2 Ws

Wirkungsgrad = 47,5%.

Mehr ist bei einstufigen Wandlern nicht drin. Hierzu gab es eine rege Diskussion und ich habe dies auch erst spät eingesehen. Einen höheren Wirkungsgrad schafft nur die von Krumi entwickelte Schaltung. Aber für meine Belange reicht es aus. Eine Akkuladung reicht für ca. 180 Blitze bei Volllast. Durch die geringere Stromaufnahme ist die gemessene Temperatur an den Kühlkörpern der Transistoren auch geringer. Nach 10 kontinuierlich abgegebenen Blitzen (7.200 Ws) lediglich 52°C von 21,5°C zuvor. 10 Minuten Abkühlung bringt die Transistoren auf 30,1°C zurück. Das Ganze nach alter Manier in ein geschlossenes Plexiglasgehäuse, hinten die transparente Gummikappe, fertig für den UT-Einsatz. Das Gewicht ohne Gehäuse beträgt 3,16 kg. Das Plexiglasgehäuse ist mit 1,04 kg leider etwas schwer geraten, so dass das Gerät einsatzbereit 4,2 kg wiegt. Der Reflektor bringt mit 17 cm Durchmesser allerdings eine super Lichtausbeute (Bowens Ultra Narrow). Neu ist der Einsatz einer steckbaren Blitzröhre mit Europasockel und die Einklebung des Sockels im Reflektorfuß mit hitzebeständigem Keramikkleber. Der ist sogar leicht elastisch. Die tragbare Blitzleistung von 720 Ws ist bisher einmalig. 60 Meter Ausleuchtung bei Blende 11 sollten drin sein. Mein 280 Ws Blitz ist gut für 20 Meter bei Blende 14. Tiefenschärfe pur.


450 Ws Blitz in Leichtbauweise (November 2015)


Statt schwere Hawker Cyclone Blei-Azid Akkus (6 Stück je 2 V) wurden LiFePo4 Akkus von Linano (4 Stück je 3,7 Volt) verbaut. Die Akkus wiegen insgesamt lediglich 340 Gramm. Gleichzeitig wurde die Elkokapazität auf 7050 µF erhöht. Mit insgesamt 2,45 kg ist das Gewicht nicht zu unterbieten. Ladeausgleichs-/ Überladungs-/ und Tiefentladeschutzplatine (BMS) schützen die Akkus.


Bauanleitung:

Eine Bauanleitung mit Stückliste kann bei mir per email bezogen werden. Der Bau eines solchen Wandlers ist elektrotechnischen Fachleuten vorbehalten, da hierbei lebensgefährliche Energien auftreten. Die Kosten für den Wandler einschließlich Platine betragen ca. EUR 80.-. Hinzu kommen teure Komponenten, wie Blitzröhre für 500/ 750 Ws (EUR 105/ 115.-) und Blitzelkos (sind oft kostengünstig bei ebay zu bekommen). Weiterhin Slave-Schaltung von Firefly Electronics (ca. EUR 65.-), Reflektor und Gehäuse (ca. EUR 30.-). Als Spannungsquelle kann ich LiFePo4 Akkus von Linano empfehlen. Für EUR 75.- einschließlich BMS Platine ist dies ein akzeptabeler Preis. Es geht aber auch wesentlich billiger. Dies hat Wilm Wölfl bewiesen. In der Rubrik Links kann direkt auf diese Seite zugegriffen werden. Noch billiger geht es, wenn fast alles aus Altbeständen ausgelötet und wiederverwendet wird. Hierin ist Michael Kitzig, der die betriebssichere Urschaltung entwarf, Meister. Als letztes noch eine Warnung: niemals NiMH oder NiCd oder andere nicht gasungsdichte Akkus in geschlossenem Gehäuse laden. Es besteht beim Blitzauslösen Explosionsgefahr durch Knallgasreaktion mit dem Sauerstoff aus der Umgebungsluft im Gehäuse. 4 - 77 Volumen-% Wasserstoff sind kritisch. Die Hitze der Blitzröhre beim Zünden reicht hierfür aus. Völlig gasungsfrei können die neuartigen hochstromfähigen LiFePo4 Akkus eingesetzt werden.

 

 


 
 
 
   
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