Stroboscopio da laboratorio “SeraStrobe”

Nella fisica, svariati esperimenti di ottica richiedono l’impiego della luce stroboscopica. Questa infatti permette di far apparire fermo un corpo oscillante oppure di misurarne la frequenza di oscillazione grazie alla ricerca del dato valore che lo fa apparire fermo. Permette inoltre lo studio di altri fenomeni, quali i battimenti. Basti pensare ad una corda che oscilla ad una data frequenza illuminata dalla luce stroboscopica avente frequenza leggermente diversa: l’effetto che si ottiene non è altro che il moto della corda visto al rallentatore.

Il progetto consiste in un contenitore plastico appositamente disegnato e realizzato tramite stampa 3D. Al suo interno sono presenti i 2 LED da 10W ciascuno, collegati all’uscita di una scheda di controllo basata su Arduino. L’interfaccia di gestione risiede in un display LCD 16×2 per mostrare lo stato della lampada e la frequenza impostata, un pulsante per l’azionamento ed una manopola ancorata all’albero di un encoder rotativo per la regolazione della frequenza. L’encoder è inoltre dotato di un pulsante azionabile dalla pressione dell’albero: la semplice rotazione determina la variazione a valori unitari, mentre aggiungendo la pressione dell’albero si ottiene la variazione a valori decimali sulla frequenza impostata.

Il tutto è alimentato grazie ad un classico alimentatore 12V – 1A dotato di connettore standard 5.5×2.1mm.

La frequenza è regolabile nel range da 1Hz a 500Hz a intervalli di minimo 0.1Hz. Riguardo alla durata del singolo flash, fino a 50Hz è fissata pari a 1ms, mentre per valori superiori viene linearmente ridotta per mantenere un duty cycle limitato al 5%. Ciò consente di omettere le alette di raffreddamento per i LED in quanto la potenza media assorbita è limitata al 5% di quella istantanea, nonché di evitare l’effetto “mosso” nell’osservazione di fenomeni ad alta frequenza.

Nella parte sinistra si osserva il foro da 15mm per il fissaggio dell’insieme ad un supporto da laboratorio grazie al serraggio della vite con testa a farfalla.

Panoramica e realizzazione del progetto

Firmware preconfigurato per Arduino

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