Rueda estroboscópica

[Taro28]

Yo nunca he hecho medido la velocidad de un magnetófono, pero se tras leer tu mensaje se me ha ocurrido una idea.
Dices que las ruedas para 60hz son fáciles de conseguir, entonces porque no haces que la luz estroboscópica luzca a una frecuencia de 60Hz? No podría ir conectado a la red ya que esta va a 50hz, pero sí podrías hacer o conseguir un circuito oscilador de 60 Hz a base de cristal de cuarzo con una precisión muy elevada.
Voy a ver si encuentro algún oscilador de 60hz de precisión

edito.
mira este integrado: http://www.elmelectronics.com/DSheets/ELM440DS.pdf
le conectas a la salida de 60hz un transistor y un par de leds y ya tienes una luz estroboscopica de 60Hz

Saludos

[ariston]

Digo yo, ¿ no puedes coger una rueda estroboscopica de carton , para 50 Hz, de las que e usaban en los tocadiscos, escanearla e imprimirla en papel autoadhesivo al tamaño que necesites ?
Es mas, aquí tienes una:
disco estroboscopico

Tambien existe un programa para generar los discos a medida:
generador de discos estroboscopicos

[ariston]

Pues por si te ayuda, te pongo la imagen del disco estroboscopico del Magnetofon Ampex para 60 Hz.
[img]http://www.postimage.org/aV2jMPoS.gif[/img]

[ariston]

Supongo que las 12 marcas vistas a 60 Hz generara un aspa virtual de 60/12=5 palas.

Lo que pasa es que si las filmas en video, aunque las ilumines a 60 Hz, como no filmas a 60 cuadros segundo , sino a 25 cuadros/segundo no entrelazados (en video PAL) o a 25+2=50 campos/segundo si es entrelazado, por fuerza lo verás en movimiento.

[ariston]

Fijate que dije "supongo".
Para que se viesen las 12, el disco tendria que estar parado, para que , cada vez que se produce una iluminacion, (cada 1/60 de segundo) estuviesen las aspas en la misma posicion.

En los discos del tocadiscos tiene que haber una relacion entre, la velocidad de giro, las marcas del disco y los "destellos" de luz. 3 variables, de las cuales solo los destellos de luz son constantes y las marcas y velocidad no son multiplos entre si.

Seguro que si contamos las marcas que corresponden a cada velocidad, se encuentra la relación, o alguno la tiene ya calculada.

[adm_b]

Yo veo ahí un problema: las ruedas de 60 Hz mantienen una relación entre su diámetro y su velocidad tal que el número de marcas es exacto. Podremos dibujar, pongamos, 28 marcas, pero ¿cómo dibujamos 23,3 marcas? Por tanto, me parece que no vale poner un estroboscopio de 50 Hz en una rueda diseñada para 60 Hz. Si no, sería muy fácil determinar el número de rayas: como la relación 60/50 es de 1,2 bastaría contar las rayas que hay para una determinada velocidad y 60 Hz, dividir este número por 1,2 y ya tendríamos el número de rayas para 50 Hz, ¿no? Pues no, porque al dividir por 1,2 NO OBTENDRÍAMOS UN COCIENTE EXACTO, a excepción de que el número de marcas para 60 Hz fuera de 12 o múltiplo. Salvando este caso, no vale el método citado. ¿Buscamos alternativas? Venga, a ver que sale:

La idea es que durante el intervalo en que la lámpara se mantiene apagada, llegue otra marca que ocupe exactamente la posición que tenía la marca anterior antes del apagado. Por tanto, si la velocidad es exacta, parecerá a nuestra vista que no hubo desplazamiento de marcas. Pero ¿cómo podemos determinar el número de marcas radiales que cumple esa condición? Bueno, podemos partir de que una lámpara alimentada con CA de 50 Hz produce 100 destellos por segundo (50 en los semiciclos positivos y otros 50 en los negativos). De aquí podemos deducir que lo que nos interesa es que pasen cien marcas por segundo, es decir, 100 X 60 = 6000 marcas por minuto. Si sabemos, por ejemplo, que la rueda gira a 250 rpm tendremos que trazar 6000 / 250 = 24 marcas (marcas / minuto entre vueltas / minuto nos dará marcas / vuelta). Nos queda dibujarlo: trazamos una circunferencia casi del diámetro de la rueda, inscribimos en ella un polígono regular de 24 lados (siguiendo con nuestro ejemplo), y en cada vértice trazamos un radio, de cierto grosor para que se vea bien. Recortamos nuestro invento, lo pegamos a la rueda y ya está.

Volvemos a lo de antes: en el cálculo anterior obtendremos un cociente exacto si el número de revoluciones de la rueda así nos lo permite; de ahí que la relación entre velocidad lineal y la velocidad angular debe ser conveniente para lograr esto a 50 Hz (para 60 Hz cabría decir lo mismo, con la diferencia de que tendrían que desplazarse 120 X 60 = 7200 marcas por cada minuto).

La relación entre velocidades angular y lineal está en que la velocidad angular de la rueda es igual a la velocidad lineal de la cinta partida por el radio de la rueda. Así, conociendo la velocidad de paso de la cinta en cm/s y el radio de la rueda en cm, dividimos el primer valor entre el segundo y obtendremos la velocidad de giro de la rueda en radianes/segundo. Para pasar este resultado a revoluciones por minuto, deberemos tener en cuenta que 2π radianes son una revolución, y 60 segundos son un minuto.

Pero en mi modesta opinión, la forma más precisa de ajustar la velocidad es con la cinta patrón y el frecuencímetro. Al respecto, las cintas de 50 Hz pueden darnos un gran resultado, ya que la frecuencia de red tiene una gran precisión (del 0,1 % si no me equivoco). En un canal del osciloscopio inyectamos la salida del magnetófono con la cinta patrón. En el otro, la propia red aunque, lógicamente, por mediación de un transformador de alta a baja (por ejemplo, de 220/6 V) y a través de una resistencia que nos proporcione la oportuna caída de tensión (sólo así evitaremos saturar y dañar el circuito de entrada del osciloscopio; una sonda atenuadora también nos puede valer para esto). De esta forma, obtendremos un ajuste exacto cuando el batido entre señales sea nulo, es decir, cuando en la pantalla del osciloscopio aparece una figura de Lissajous que no gira o lo hace muy lentamente. Creo recordar que tengo el esquema de un detector de batido que puede suplir al osciloscopio; si lo encuentro, lo cuelgo.

De todos modos, no hemos de olvidar que los magnetófonos no son relojes, y normalmente ni falta que hace. Solo es necesario que se porten como tales cuando hay que sincronizar cintas magnetofónicas entre sí. Para estos casos particulares, en una pista se graba una señal de sincronismo proporcionada por un oscilador de muy alta precisión. Al leer después la cinta, se compara esta señal con la producida por el oscilador, y un servosistema aumenta o reduce la velocidad del motor de forma que se elimine el error entre ambas señales. Al respecto, los magnetófonos multipista profesionales son sincronizados entre sí por mediación de una de las pistas de cada cinta, en la que durante la grabación se registraron señales de código SMPTE. Sistemas más antiguos hubo para generar la oscilación, como el diapasón eléctrico de 60 Hz de Ampex.

Si no tenemos cinta de 50 Hz, podemos prepararnos una con un magnetófono cuya velocidad sea exacta. Los 50 Hz los podremos grabar de la red (supongo que por eso no se enfadará la $GA€) con el citado método del transformador y la resistencia de caída.

[adm_b]

[img]http://i536.photobucket.com/albums/ff32 ... qtk9-B.jpg[/img]

Por su propia naturaleza, una corriente alterna presenta DOS ALTERNANCIAS por ciclo. De ahí que la lámpara encienda dos veces en cada ciclo.

[ariston]

Bueno la larga explicacion de calculos de Larsen nos ayuda bastante pero se escapa algo, pueden valer otras relaciones, ya que no es necesario que en cada destello haya avanzado una marca. Puede haber avanzado 2 o 3 marcas o las que sea, siempre que la marca quede exactamente donde estaba otra marca, y que el numero de marcas en la rueda sea par.
Eso da otras posibilidades de cálculo.

[ariston]

Pues yo haría ya una prueba con 10 marcas.

[adm_b]

Creo que anteriormente me equivoqué en un detalle. Por lo que estoy viendo, me parece que el número de marcas que tienen las ruedas para 60 Hz es de 12 o múltiplo. De ser así, es totalmente válido dividir esa cantidad por 1,2 para averiguar cuántas marcas harían falta para 50 Hz, porque el cociente siempre sería exacto. Así, 12 marcas para 60 Hz serían 10 para 50 Hz; 96 marcas para 60 Hz serían 80 para 50 Hz, y así.

Con los platos giradiscos sucede exactamente igual: los estrobos para 33 1/3 rpm y 60 Hz contienen 7200 / 33,3333... = 216 marcas, mientras que los de esta misma velocidad y 50 Hz contienen 6000 / 33,3333... = 180 marcas. Y en efecto, se cumple que 216 / 1,2 = 180.

Pudiera ser que se empleen múltiplos de 12 para 60 Hz, y múltiplos de 10 para 50 Hz.

Pues yo haría ya una prueba con 10 marcas.

Ariston, fuiste tú el que me puso sobre la pista.

Y por cierto, ahora me explico por qué la velocidad es de 33 1/3 y no de 33. Es para que el cálculo del número de marcas dé un cociente exacto.

Disculpas por la pifia.

[ariston]

Pues no será por el precio, porque ya van regaladas

[ariston]

Pues solo queda que alguno la diseñe con un cad y la ponga luego en un jpg o similar, pues el redimensionarla luego está chupado, y(si funciona) la ponemos en el foro para uso general.

[ariston]

Lo mas facil es una luz de neon, del tamaño que quieras, desde un piloto mas o menos grande a un fluorescente.
Las bombillas incandescentes no son adecuadas ya que tienen un tiempo de encendido y una persistencia mayores.

[gorila]

Vayamos por partes... (como dijo Jack el destripador)...

Aquí puedes encontrar una luz estroboscópica para 50 o 60 Hz. Yo me voy a hacer la versión a 50 Hz. Cuando la tenga terminada, os diré algo.

Respecto al disco estrobosóopico, tenía por ahí un documento que arrojaba algo de luz sobre el asunto del número de marcas. En cuanto lo localize, lo pongo por aquí.


A ver si entre todos damos solución al tema, ¡que está que hecha humo!

Este es el enlace a un documento PDF que tiene dos discos estroboscópicos y una fórmula para el cálculo de las barras necesarias.

¡Espero que sirva!

[adm_b]

En cada ciclo de la corriente alterna se producen dos destellos luminosos. Si la frecuencia es de 50 Hz tendremos cien destellos en cada segundo, y si es de 60 Hz, serán 120 destellos por segundo. Podríamos diseñar, pues, una rueda que tuviera cien marcas radiales si la frecuencia es 50 Hz, o ciento veinte marcas si la frecuencia es de 60 Hz. De esta forma, entre un destello y otro pasará una marca.

Supongamos que necesitamos una rueda para 50 Hz y velocidad de cinta de 19,05 cm/s. ¿Qué diámetro debería tener?

Para arrastrar un error lo más pequeño posible, trabajaremos con nueve decimales en el valor de pi. Es decir:
π = 3,141592654

A - Vamos a calcular la velocidad de rotación de la rueda:

Siendo q el número de marcas, sabíamos que q = 6000 / rpm. (Para f = 50 Hz vimos que el numerador es 6000. Para f = 60 Hz sería 1,2 veces mayor, esto es, 7200). Por otra parte, hemos acordado que q = 100 (es decir, 100 destellos por segundo).
Despejando:
rpm = 6000 / q = 6000 / 100 = 60 rpm

Como estamos trabajando en el Sistema Internacional de Unidades, pasamos esta velocidad angular (w) a radianes por segundo, y la velocidad lineal (v) a metros por segundo.

VELOCIDAD ANGULAR:

En primer lugar, dividimos por 60 para pasar de revoluciones por minuto a revoluciones por segundo (como un minuto son sesenta segundos, un segundo es 1 / 60 de minuto):

60 / 60 = 1 rps

Por último, multiplicamos por 2π para pasar de revoluciones por segundo a radianes por segundo (cada vuelta equivale a 2π radianes):

2π . 1 = 6,283185307 rad / s

VELOCIDAD LINEAL:

Pasamos la velocidad lineal de la cinta a metros por segundo, corriendo la coma dos veces a la izquierda:

v = 19,05 cm / s = 0,1905 m / s

B - Ahora estamos en condiciones de hallar el radio de nuestra rueda:

Siendo v la velocidad lineal, w la velocidad angular y r el radio, sabemos que v = w . r
Despejando, r = v / w
Por tanto, r = 0,1905 / 6,283185307 = 0,030319016 m

Obtenemos este valor en centímetros corriendo la coma dos veces a la derecha (qué bien se lo pasan las comas...)
r = 0,030319016 m = 3,0319016 cm

C - Por fin, el diámetro (d) será el doble:
d = 2r = 6,0638032 cm

Comprobación: Si hemos calculado bien el diámetro de nuestra rueda, su borde externo deberá medir la cantidad de cinta que circula en un segundo:

L = 2πr = πd = π . 6,0638032 = 19,05 cm

El resultado es correcto. Con que la rueda tenga un diámetro de 6,06 cm, el grado de precisión será muy razonable, ya que su borde externo y, por tanto, la velocidad necesaria de la cinta para que las marcas aparezcan “fijas” será de π . 6,06 = 19,04 cm/s.

La forma de operar sería la misma si el dato desconocido fuera otro. Por ejemplo, si teniendo el diámetro y la frecuencia quisiéramos hallar el número de marcas. Solo cambiarían las incógnitas a despejar y el sentido de la ruta.