Se sospettate dei problemi nella velocità dell'otturatore della vostra macchina fotografica, esistono svariati sistemi molto semplici per misurare questa velocità. Per una misurazione accurata sarebbe necessaria una qualche strumentazione di controllo, ma è potete farvi un'idea dei tempi di otturazione utilizzando nient'altro che un cronometro (per le basse velocità di otturazione - comprese tra mezzo secondo e un secondo) e un televisore (per le alte velocità di otturazione - si possono misurare velocità minori di 1/60 di secondo utilizzando un televisore standard NTSC 525/60).
Per alcuni di questi approcci si presume che abbiate accesso allo scomparto della pellicola, la qual cosa potrebbe essere difficoltosa nel caso delle macchine fotografiche compatte altamente automatizzate, che potrebbero non funzionare regolarmente se non è caricato il rullino e se lo sportello posteriore non è chiuso.
Si noti che il comportamento degli otturatori a piano focale ed a lamelle (in-the-lens) è significativamente differente alle alte velocità di otturazione, e questo influenza l'interpretazione delle misure.
Alcuni semplici congegni fatti in casa vi consentiranno di misurare le velocità medie dell'otturatore.
L'effettuazione di misurazioni dalle immagini fotografiche degli archi formati dal puntino che ruota mentre l'otturatore è aperto dovrebbero fornire un'accuratezza migliore dell'1 o 2% per le velocità di otturazione vicine o minori della frequenza di rotazione del motore. In altre parole, velocità di otturazione basse fino a 1/10 di secondo per un motore a 600 giri al minuto (10 giri al secondo) o basse fino a 1/60 di secondo per un motore a 3600 giri al minuto (60 giri al secondo).
A queste velocità gli otturatori a piano focale e a foglia dovrebbero produrre dei risultati similari, poichè i tempi di apertura e chiusura sono ridotti se paragonati al tempo totale di esposizione.
NOTA: se la vostra macchina fotografica monta un otturatore a piano focale (per esempio le 35 mm SLR), orientate la macchina fotografica in modo che la tendina dell'otturatore si sposti lateralmente in senso orizzontale, piuttosto che in su e in giu.
Se state fotografando lo schermo, prendete alcuni scatti per ciascuna velocità in caso la temporizzazione del vostro dito che usate per lo scatto non sia molto precisa e vi capiti di attraversare l'intervallo di blanking verticale in qualche scatto. Questa operazione vi consentirà inoltre di identificare e quantificare qualunque variazione nella velocità di otturazione che potrebbe essere presente da scatto a scatto.
Nel caso di un otturatore a piano focale, dovreste vedere una luminosa barra diagonale. L'angolo della barra può essere utilizzato per stimare la velocità trasversale della tendina dell'otturatore.
Nel caso di un otturatore a lamelle (in-the-lens), vedrete una luminosa barra orizzontale, anche se le parti iniziale e finale dell'esposizione (margine superiore e inferiore della barra) saranno in un certo modo confuse a causa del tempo necessario (maggiore di zero) per aprire e chiudere le foglie dell'otturatore. Per ciascuna velocità dovrete stimare la posizione centrale della regione entro la quale la quale la risposta non scende oltre la metà (la parte centrale di una curva Gaussiana ai punti mediani di massimo).
In entrambi i casi, noterete alcune macchie aggiuntive nella parte inferiore della barra, a causa delle persistenza dei fosfori del cinescopio.
Il tempo di esposizione effettivo può quindi essere calcolato moltiplicando per 63,5 microsecondi (l'intervallo di scansione orizzontale nello standard NTSC) il numero di linee di scansione nella barra ad una data posizione orizzontale.
Se non riuscite ad isolare le singole linee di scansione, tenete presente che un tipico schermo televisivo overscanned (NTSC) ha dalle 420 alle 440 linee visibili. Se potete regolare il vostro televisore (potrebbe pur sempre trattarsi di un vecchio televisore in bianco e nero pieno di manopole) per ottenere l'underscan, saranno visibili circa 488 linee video attive.
Se disponete di un oscilloscopio o contatore/timer elettronico, è possibile effettuare delle misurazioni abbastanza accurate a tutte le velocità di otturazione utilizzando una forte sorgente di luce e un circuito con fotorivelatore.
Costruite il circuito rivelatore di raggi infrarossi descritto nel documento: "Note per la ricerca dei guasti e la riparazione dei telecomandi". Si noti che il fatto che il circuito sia denominato rivelatore di raggi infrarossi è irrilevante, visto che un tipico fotodiodo è sensibile anche alle lunghezze d'onda della luce visibile. Collegate la sua uscita all'ingresso gate negativo del vostro contatore o all'ingresso verticale del vostro oscilloscopio. Ponete una sorgente di luce diffusa (per esempio una lampadina ad incandescenza) nelle vicinanze della lente in modo che non sia a fuoco. Posizionate il fotodiodi del rivelatore al centro del piano focale; montatelo su un piccolo pezzo di cartone che si inserisca sui binari guida della pellicola. Utilizzando questo arrangiamento, la misurazione dei tempi di otturazione dovrebbe essere un gioco da ragazzi. Scattate varie 'foto' per identificare e quantificare eventuali variazioni nella velocità di otturazione che potrebbero essere presenti da uno scatto ad un altro.
Per un otturatore a piano focale, la risposta del rivelatore sarà determinata dall'area del fotodiodi e della fessura nella tendina dell'otturatore. Minore l'apertura del fotodiodo, meno questo sarà un fattore. Sarebbe consigliabile ricoprire con del nastro adesivo nero buona parte del fotodiodo durante il controllo delle velocità do otturazione più elevate; in altre parole, occorrerebbe rendere più stretta l'apertura del fotodiodo.
Per gli otturatori centrali, i tempi finiti di apertura e chiusura delle lamelle si manifesteranno sull'oscilloscopio come tempi di salita e discesa della traccia. La misurazione sul timer elettronico verrà influenzata dalla regolazione del suo livello di trigger per questa stessa ragione. Ad ogni modo, poichè questo fotorivelatore non è calibrato in modo lineare, i tempi di apertura e chiusura non possono essere determinati con accuratezza dalla forma d'onda.
Tutti i moderni flash elettronici sono basati sugli stessi principi di funzionamento, sia che si tratti del tipo subminiatura montato in una macchina fotografica usa e getta, sia che si tratti di un flash di alta qualità per una macchina fotografica 35 mm, di un flash compatto separato con montaggio a slitta a contatto caldo, o di un'unità di alta potebza ed alte prestazioni 'speed light' da studio. Tutti questi flash utilizzano la scarica triggerata di un condensatore per l'accumulo dell'energia attraverso uno speciale tubo flash riempito con gas Xenon a bassa pressione, che produce un lampo di forte luce bianca.
Un tipico flash elettronico è composto da quattro parti: (1) alimentatore, (2) condensatore di accumulo dell'energia, (3) circuito trigger, e (4) tubo flash.
Un flash elettronico funziona come di seguito descritto:
Il condensatore di accumulo di energia connesso sul tubo del flash viene caricato utilizzando una sorgente di alimentazione a circa 300V (di solito). L'alimentazione viene fornita o da un inverter alimentato a batteria o da un alimentatorino (nelle macchine fotografiche tascabili o nei flash compatti) oppure direttamente dalla rete elettrica tramite un trasformatore o tramite un duplicatore o triplicatore di tensione (nel caso dei flash 'veloci' da studio ad alte prestazioni). Il condensatore è un grosso elettrolitico (200-1000+ uF a 300+ V) progettato specificamente per la scarica rapida richiesta dal flash.
Una spia 'ready' si illumina quando il condensatore si è completamente caricato. Nella maggior parte dei casi viene misurata la tensione sul condensatore di accumulo, mentre in altri casi il circuito accende la spia quando si accorge che l'assorbimento di corrente sul circuito di alimentazione è sceso, a indicare che la carica del condensatore è terminata.
Normalmente, il tubo flash rimane non-conduttivo anche quando il condensatore è completamente caricato.
Un condensatore separato di piccola capacità (per esempio da 0,1 uF) viene caricato dallo stesso alimentatore, per generare un impulso di attivazione.
I contatti dell'otturatore della macchina fotografica si chiudono nell'istante in cui l'otturatore è completamente aperto; in questo modo la carica accumulata sul condensatore di trigger si scarica nel primario di un trasformatore di impulso, il cui secondario è collegato ad un filo, striscetta, o riflettore metallico posto nelle strette vicinanze del tubo flash.
L'impulso così generato, la cui tensione tipicamente si aggira sui 10 KVolt è sufficiente a ionizzare il gas Xenon all'interno del tubo flash.
La resistenza del gas Xenon diviene immediatamente ridottissima e il condensatore di accumulo dell'energia si scarica attraverso il tubo flash, producendo una lampo di brillante luce bianca.
L'energia di ciascun flash è approssimativamente uguale a 1/2*C*V^^2 in Watt al secondo (W/s), dove V è il valore della tensione del condensatore di accumulo dell'energia e C la sua capacità. Non tutta l'energia immagazzinata nel condensatore viene utilizzata, ma siamo molto vicini. Questo condensatore di accumulo dell'energia è tipicamente 200-300 uF a 330 V (caricato a 300 V), con una tipica energia di flash di 10 W/s per le macchine fotografiche tascabili. Per i flash di alta potenza, sono comuni valori di migliaia di uF a tensioni superiori, con energie massime di flash 100 Watt/sec o superiori. Un altra importante differenza è nel tempo necessario per la carica: nelle macchine fotografiche tascabili si può aggirare su svariati secondi, o ancor più man mano che le batterie si scaricano, mentre per un flash veloce da studio sono comuni dei tempi di frazioni di secondo.
La durata tipica di un flash, molto minore di un millisecondo, consente di realizzare delle chiare fotografie non mosse di qualunque soggetto in movimento.
Sulle macchine fotografiche economiche (e probabilmente anche su alcune delle più costose) i contatti fisici sull'otturatore chiudono il circuito trigger nell'attimo preciso in cui l'otturatore è completamente aperto. I migliori progetti utilizzano un SCR o un qualche altro tipo di commutatore elettronico, in modo tale che sui contatti dell'otturatore (o sulla connettore a slitta a contatto caldo dell'unità flash) non siano presenti delle tensioni elevate che a lungo andare potrebbero deteriorare i contatti.
Si noti che nella macchine fotografiche dotate di otturatore a piano focale, la massima velocità di otturazione che può essere utilizzata è tipicamente limitata a 1/60-1/120 di secondo. La ragione di tutto ciò risiede nel fatto che, per le velocità di otturazione più elevate, l'intera immagine non viene esposta simultaneamente dalle tendine mobili del meccanismo del piano focale. Piuttosto, una fessura la cui larghezza è determinata dalla effettiva velocità di otturazione si muove davanti al piano della pellicola. Per esempio, con una velocità di otturazione regolata a 1/1000 di secondo, una fessura che si sposta orizzontalmente dovrebbe essere larga almeno 1/10 di pollice per un tempo totale di scorrimento di 1/60 di secondo per coprire l'intero frame 35 mm largo 1,5 pollici. Poichè la durata del flash è estremamente ridotta e comunque molto minore del tempo occorrente alle tendine del piano focale per effettuare l'intera scansione, solo la pellicola dietro la fessura verrebbe esposta alla luce del flash elettronico. Per le velocità di otturazione più lunghe del tempo necessario alla scansione, l'intero frame viene messo allo scoperto quando viene azionato il flash.
Consultate il paragrafo "Circuito di flash di una macchina fotografica tascabile" per lo schema di un tipico flash alimentato a batterie.
Il sistema di riduzione dell'effetto Red-eye fornisce un mezzo per far lampeggiare il flash due volte in rapida successione; l'idea è che le pupille degli occhi del soggetto tendono in qualche modo a chiudersi dopo il primo lampeggio, riducendo l'effetto red-eye (la riflessione del flash all'interno degli occhi) nella reale fotografia.
I flash elettronici automatici montano un meccanismo di feedback ottico per misurare l'ammontare di luce che raggiunge realmente il soggetto. Il flash viene quindi interrotto durante il lampo una volta raggiunta la corretta esposizione. Gli apparecchi più economici cortocircuitano semplicemente il tubo flash con un diodo SCR o finanche con un tubo di scarica a gas che viene innescato da un fotosensore una volta rivelata la giusta quantità di luce. In questi apparecchi, viene utilizzato lo stesso ammontare di energia indipendentemente dalla lontananza del soggetto e quindi i flash, sia ad alta che a bassa intensità assorbono la stessa quantità di energia dalla batteria e richiedono lo stesso tempo di carica. L'eccesso di energia viene dissipato in calore. I flash più sofisticati utilizzano qualcosa di simile ad un tiristore con gate per interrompere realmente la scarica del flash all'istante appropriato; in questo modo viene utilizzata solo l'energia necessaria e le batterie durano più a lungo visto che la maggioranza delle fotografie non richiedono la massima potenza.
Un guasto nel circuito di riduzione dell'effetto red-eye o nei circuiti di controllo automatico dell'esposizione richiederà probabilmente uno schema per la ricerca del guasto, a meno che il controllo di cattive connessioni o di componenti aperti o in cortocircuito identifichino specifici problemi.
I 'fill flash' azionati a distanza utilizzano una fotocellula o un fotodiodo per innescare un SCR, oppure un SCR attivato dalla luce (LASCR), che emula la chiusura dello switch dell'otturatore della macchina fotografica per l'unità flash che viene controllata. C'è poco che può guastarsi in questo genere di dispositivi.
I flash elettronici possono soffrire di una certa varietà di problemi. La maggior parte della circuitazione è simile sia per i flash alimentati a batterie o tramite alimentatore esterno, che per quelli alimentati a tensione di rete, ma in particolare la sezione di alimentazione differisce in modo sostanziale.
I problemi più comuni sono dovuti al guasto della sezione di alimentazione, cattive connessioni, condensatore di accumulo dell'energia o altro condensatore elettrolitico essicato deformato, e danni fisici al tubo flash.
Sintomi: il flash è completamente inerte, funziona in modo intermittente, o impiega un tempo eccessivo per caricarsi.
Controllate ed eventualmente sostituite le batterie. Determinate se le batterie vengono caricate. Controllate la continuità dell'interruttore di accensione o della sincronizzazione e ricercate eventuali contatti delle batterie corrosi e cattive connessioni o saldature fredde sul circuito stampato.
Sintomi: l'apparecchio è totalmente inerte o sovraccarica l'alimentatore quando viene acceso (o sovraccarica continuamente l'alimentatore nel caso di alcune macchine fotografiche compatte). Non si ascolta alcun fischio acuto mentre il flash si sta caricando. Il guasto del regolatore potrebbe provocare un eccesso di tensione sul tubo flash e lampeggio spontaneo dello stesso, o il guasto del condensatore di accumulo dell'energia o di altri componenti.
Verificate che i transistor chopper principali non siano interrotti o in cortocircuito; si tratta del guasto più probabile. Non esiste alcun sistema semplice per controllare il trasformatore; gli altri componenti raramente si guastano. Controllate la eventuale presenza di cattive connessioni.
ATTENZIONE: I flash alimentati direttamente dalla rete elettrica di solito non montano alcun trasformatore di alimentazione, e quindi nessuna parte del circuito è isolata dalla rete elettrica. Leggete, comprendete, e seguite le raccomandazioni sulla sicurezza per lavorare sugli apparecchi alimentati dalla rete elettrica. Utilizzate un trasformatore di isolamento dutante la ricerca del guasto, sapendo che comunque NON riuscirà a proteggervi dalla carica accumulata sui grossi condensatori utilizzati negli alimentatori e come accumulo di energia per il tubo flash. Prendete tutte le necessarie precauzioni del caso.
Sintomi: il flash è completamente inerte, funziona malamente, prende fuoco, o si brucia. Uno scatto spontaneo del flash potrebbe essere il risultato di un guasto al regolatore o del funzionamento su una tensione di rete troppo elevata (semprechè l'apparecchio sopravviva).
Verificate il funzionamento della presa di corrente collegandovi una lampadina; controllate il settaggio della tensione di rete sul flash (sperando che non sia troppo tardi!).
Sintomi: l'apparecchio è totalmente inerte, brucia il fusibile, o impiega troppo tempo per caricarsi.
Controllate il fusibile; se è bruciato controllate la presenza di componenti interrotti come diodi raddrizzatori e condensatori nella sezione di alimentazione. Se il fusibile è intatto, controllate la continuità del cordone di alimentazione, dell'interruttore, e di altri componenti e cablaggi nell'ingresso di alimentazione. Verificate che i diodi non siano interrotti, e che i condensatori non siano interrotti o presentino una ridotta capacità.