Каталог радиолюбительских схем

3.3 ФОТОЭКСПОЗИМЕТР.

В главе 1 был описан измеритель освещенности на основе преобразователя напряжение = частота и различных фоточувствительных датчиков. На базе этой конструкции можно создать фотоэкспозиметр, то есть прибор определяющий необходимое время экспозиции при фотопечати.

Коротко остановимся на самом процессе фотопечати. Основными параметрами негативов, с которых производится печать, являются их контрастность и плотность. Под контрастностью понимается различие между самым светлым и самым темным участками негативного изображения. Под плотностью понимается общая степень почернения негатива или степень ослабления светового потока, проходящего через негатив. Основными параметрами фотобумаги являются светочувствительность и контрастность. Светочувствительность фотобумаги обычно не указывают, так как на практике в этом нет необходимости: выдержку при печати определяют путем пробных отпечатков. Но при использовании различных сортов фотобумаги бывает необходимо знать относительную чувствительность для внесения поправок на экспозицию, чтобы сократить расход бумаги на пробы. Коэффициент чувствительности 1,0 соответствует фотобумагам "Унибром", "Фотобром" и "Бромпортрет", 6,0 - "Контабром", а 15,0 -"Новобром", "Йодоконт" и "Фотоконт". Для наиболее полного воспроизведения диапазона яркостей изображения фотобумагу необходимо проявлять в течение такого времени, чтобы при отсутствии вуали на светлых участках получить максимальное почернение темных участков. Если же увеличить время проявления фотобумаги, то контраст будет снижаться, так как почернение уже не будет увеличиваться, а плотность вуали возрастет. При визуальном подборе фотобумаги к негативу обычно пользуются правилом: чем менее контрастен негатив, тем более контрастной должна быть фотобумага. Для объективного выбора фотобумаги необходимо произвести измерение оптической плотности самого светлого и самого темного участка негативного изображения, произвести вычисления по формуле:

К = lg (Dmax/Dmin)

где Dmax - максимальная оптическая плотность,

Dmin - минимальная оптическая плотность,

К - коэффициент для выбора контрастности фотобумаги.

И затем по таблице выбрать фотобумагу соответствующую коэффициенту К.

Таблица выбора контрастности фотобумаги.

В этом случае гарантировано отличное качество отпечатка (конечно, при условии правильного выбора экспозиции и времени проявления). Время проявления обычно указывается на пакете с проявителем. Время экспозиции зависит от многих факторов:

чувствительности фотобумага, плотности негатива, мощности лампы фотоувеличителя, установленной диафрагмы, кратности увеличения негатива, используемых светофильтров. Все эти параметры, кроме первого, сводятся к уровню освещенности фотобумаги во время экспозиции. В литературе (11) описаны различные схемы фотоэкспозиметров. По принятой в этой работе классификации экспозиметры разделяются:

- по способу определения освещенности (до экспозиции или во время экспозиции),

- по способу размещения фоточувствительного элемента (под фотобумагой, непосредственно над фотобумагой или за дополнительным объективом, направленным на требуемый участок изображения),

- по степени автоматизации процесса (автоматические, полуавтоматические и автоматические).

Описываемый далее прибор является полуавтоматическим экспозиметром с определением освещенности до экспозиции и расположением датчика непосредственно над фотобумагой. Выбор данной схемы определен соображениями простоты, точности и электробезопасности. Как и всегда, возможно дальнейшее совершенствование. Функциональная схема фотоэкспозиметра изображена на рисунке 3.3.

Программа 3.3, обеспечивающая работу экспозиметра, состоит из подпрограммы выполняющей измерение частоты, подпрограммы описывающей зависимость частоты от освещенности и подпрограммы формирующей на динамике компьютера два коротких сигнала, обозначающих начало и конец времени экспозиции.

Программа имеет вид:

17 PRINT AT 7,4;"6 - FOR BROMPORTRET"

18 PRINT AT 8,3;"15 - FOR JODOKONT, NOVOBROM,FOTOKONT"

19 INPUT S

20 FOR I=1 TO 64

30 READ A(l): POKE (65300+l),A(l)

40 NEXT I

41 CLS

42 PRINT AT 10,6;"1 - NUMBER OF PAPER"

43 PRINT AT 12,6;"0 - EXPOSITION"

44 IF INKEY$ - "1" THEN GO TO 1000

45 IF INKEY$ - "0" THEN GO TO 2000

46 GO TO 44

50 DATA 243,1,0,0,17,141,55,219

60 DATA 254,203,119,40,10,0,0,0

70 DATA 19,122,183,32,242,24,7,0

80 DATA 19,3,122,183,32,8,33,85

90 DATA 255,112,35,113,251,201,219,254

100 DATA 203,119,40,10,0,0,0,19

110 DATA 122,183,32,211,24,232,0,0

120 DATA 0,19,122,183,32,232,24,222

1000 REM NUMBER OF PAPER

1010 CLS

1020 PRINT AT 2,2,"PUT FOTODIODE IN DARK PLACE"

1030 PRINT AT 4,2;"AND PRESS ANY KEY"

1040 PAUSE 0

1050 GO SUB 4000

1060 LET D = A

1110 CLS

1120 PRINT AT 2,2,"PUT FOTODIODE IN LIGHT PLACE"

1130 PRINT AT 4,2;"AND PRESS ANY KEY"

1140 PAUSE 0

1150 GO SUB 4000

1160 LET L = A

1170 LET В = 7

1180 IF D/L> 4 THEN LET В = 6

1190 IF D/L > 8 THEN LET В = 5

1200 IF D/L > 16 THEN LET В = 4

1210 IF D/L > 32 THEN LET В = 3

1220 IF D/L > 64 THEN LET В = 2

1230 IF D/L > 128 THEN LET В = 1

1240 PRINT AT 6,2,"PAPER N *;B;* RECOMMEND"

1244 PRINT AT 16,2;"PRESS ANY KEY TO CONTINUE"

1246 PAUSE 0

1250 GO TO 41

2000 REM EXPOSITION

2010 CLS

2020 PRINT AT 2,0,"PUT FOTODIODE IN IMPORTANT PLACE"

2030 PRINT AT 4,2;"AND PRESS ANY KEY"

2040 PAUSE 0

2050 GO SUB 4000

2060 LET M = A*S*Z

2070 PRINT AT 10,6;M

2075 PRINT AT 14,2,"PRESS ANY KEY FOR EXPOSITION"

2080 PAUSE 0

3000 BEEP 1,1

3010 CLS

3040 POKE 23674,0

3050 POKE 23673,0

3060 POKE 23672,0

3070 LET T= INT ((65536"PEEK 23674+256*PEEK 23673+PEEK 23672)/50)

3075 PRINT AT 10,6;M; AT 10,16;T;" Sec"

3080 IF T<M THEN GO TO 3070

3090 BEEP 1,1

3095 CLS

3100 PRINT "REPEAT EXPOSITION? 1=YES, 0=NO (NEW PERIOD)"

3110 IF INKEY$="1" THEN GO TO 3000

3120 IF INKEY$="0" THEN GO TO 3140

3130 GO TO 3110"

3140 CLS

3150 GO TO 10

4000 REM UA3AGE

4140 OUT 254,7: RANDOMIZE USR 65301

4150 LET F=256"PEEK 65365+PEEK 65366=1

4155 LET A=512

4160 IF F<388 THEN LET A = 256

4170 IF F<384 THEN LET A = 128

4180 IF F<380 THEN LET A=64

4190 IF F<375 THEN LET A = 32

4200 IF F<370 THEN LET A = 16

4210 IF F<360 THEN LET A = 8

4220 IF F<350 THEN LET A = 4

4230 IF F<340 THEN LET A = 2

4240 IF F<330 THEN LET A = 1

4250 RETURN

Программа 3.3 работает совместно с преобразователем напряжение - частота и небольшой схемой, обеспечивающей подключение измерительного фотодиода или фоторезистора. Эта схема изображена на рисунке 3.3а. Устройство подключения фотодиода представляет собой эмиттерный повторитель, который повышает входное сопротивление преобразователя напряжение - частота до требуемого уровня. В качестве фотоприемника используется фотодиод типа ФД-155. Ток фотодиода в широком диапазоне прямо пропорционален освещенности. При печати фотографий уровень освещенности фотобумаги может меняться в 100 и более раз. В этом случае более удобной является логарифмическая зависимость выходного напряжения от уровня освещенности. Такую зависимость обеспечивают диоды VD1, VD2.

В начале работы программы пользователю предлагается ввести относительную светочувствительность типа фотобумаги:

INPUT TYPE OF PAPER

1 - FOR UNIBROM,...

6 - FOR BROMPORTRET

15 - FOR JODOKONT, NOVOBROM.FOTOKONT

Можно вводить любые значения относительной чувствительности фотобумаги (например для импортной фотобумаги могут быть другие значения), причем большие значения соответствуют менее чувствительной бумаге.

Далее программа предлагает выбрать режим работы:

1 - NUMBER OF PAPER" О - EXPOSITION*

При выборе 1 определяется требуемая контрастность фотобумаги, а при выборе О определяется требуемое время экспозиции. После нажатия на клавишу "1" на экране появляется подсказка:

PUT FOTODIODE IN DARK PLACE AND PRESS ANY KEY

(Поместите фотодиод в наиболее темное место изображения и нажмите любую клавишу). После измерения на экране появится подсказка:

PUT FOTODIODE IN LIGHT PLACE AND PRESS ANY KEY

(Поместите фотодиод в наиболее светлое место изображения и нажмите любую клавишу). После измерения на экране появится результат:

PAPER N 4 RECOMMEND PRESS ANY KEY TO CONTINUE

(Рекомендуется фотобумага номер 4 (контрастная). Для продолжения нажмите любую клавишу.) После нажатия на любую клавишу происходит возврат в основное меню. Рекомендуется несколько раз повторить измерения для повышения достоверности результата.

При выборе 0 в основном меню появится подсказка:

PUT FOTODIODE IN IMPORTANT PLACE AND PRESS ANY KEY

(Поместите фотодиод в наиболее важное место изображения и нажмите любую клавишу). После измерения на экране появится определенное время экспозиции в секундах и подсказка:

PRESS ANY KEY FOR EXPOSITION

(Для начала отсчета времени экспозиции нажмите любую клавишу). После нажатия клавиши компьютер выдаст короткий звуковой сигнал и на экране будет отображаться отсчет времени экспозиции. После окончания времени экспозиции компьютер выдаст еще один звуковой сигнал. По первому сигналу необходимо включить лампу фотоувеличителя, а по второму ее нужно выключить.

После завершения экспозиции на экране появится надпись:

"REPEAT EXPOSITION? 1-YES, 0-NO (NEW PERIOD)"

(Повторить экспозицию или перейти к новому измерению). Выбираем 1, если требуется сделать несколько отпечатков с одного негатива и 0, если переходим к печати нового негатива.

Для правильной работы фотоэкспозиметра необходимо его откалибровать. Калибровку производят с помощью фотоувеличителя. В программу временно включаются дополнительные строки:

4151 PRINT F

...........

4245 GO TO 4140

Введение этих строк переводит программу в режим постоянного измерения. Фотоувеличитель устанавливается в нижнее положение и диафрагма максимально открывается. Измеренное значение освещенности подставляется в строку 4240 вместо значения 330. Затем световой поток уменьшается в два раза. Для этого устанавливается следующая диафрагма. Если, например, была диафрагма "4", то устанавливается "5,6" и определяется F, соответствующее новой освещенности. Полученное значение подставляется в строку 4230. Этот процесс повторяется для всех оставшихся значений диафрагмы. После этого диафрагма полностью открывается и достигнутое уменьшение освещенности восстанавливается за счет поднятия фотоувеличителя на соответствующую высоту. Далее процесс калибровки за счет закрытия диафрагмы повторяется. Практически достаточно получить значения F для 8-10 уровней освещенности, но можно включить в программу и больше уровней.

На втором этапе калибровки необходимо установить среднее увеличение и определить с помощью фотоэкспозиметра требуемую выдержку. После этого, не меняя увеличения и диафрагмы, делаются пробные отпечатки с различным временем экспозиции. Затем в строку 12 записывают новый коэффициент Z. Если, например, программа определила время экспозиции 8 секунд, а оптимальный отпечаток получился при выдержке в 12 секунд, то коэффициент Z будет равен 12/8 = 1.5. После этого фотоэкспозиметр готов к работе.