Kamera s prekriženim IR zrakama/okidač bljeskalice: 5 koraka (sa slikama)

2024 Autor: John Day | [email protected]. Zadnja promjena: 2024-01-30 09:38

Ovaj uređaj će aktivirati kameru ili bljeskalicu za automatsko snimanje kad objekt (meta) uđe na određeno mjesto. Koristi dva ukrštena infracrvena svjetlosna snopa za otkrivanje prisutnosti mete i zatvaranje releja koji isključuje kameru ili bljeskalicu. Vrijeme odziva je otprilike 2 ms od otkrivanja do zatvaranja releja, pa ako vaša kamera nema dugo kašnjenje okidača, snimit će čak i brzo pokretne ciljeve.

Optički dio uređaja sastoji se od dvije IC LED diode i dva Sharp IS471FE optička IC (OPIC). Optički IC -ovi imaju ugrađene LED modulatore i sinkrone detektore, pa neće vidjeti svjetlost jedni od drugih LED dioda. Izlazi iz OPIC -a spojeni su na 8 -polni PIC mikrokontroler koji rukuje interpretiranjem ulaznih signala i pokretanjem releja te vidljivom LED -om koja označava način rada. Iako postoji 11 načina rada, regulator ima vrlo jednostavno korisničko sučelje koje se sastoji od prekidača i LED diode. Pri uključivanju ako su zrake ispravno poravnate i neprekinute, LED dioda svijetli neprekidno 1 sekundu, a zatim se gasi kako bi označila da je uređaj spreman za rad u kontinuiranom načinu rada. U tom načinu rada relej će se zatvoriti i ostati zatvoren, a LED će svijetliti sve dok su oba IR snopa prekinuta. Uređaj je sada spreman za povezivanje s fotoaparatom. Kod nekih meta možda ćete htjeti snimiti više od jedne slike kada meta probije IC zrake. Uključio sam osnovnu funkciju intervalometra u kontroler kako bi se omogućilo kamerama koje nemaju ugrađen način brzog snimanja da snimaju više slika sve dok su IC zrake prekinute. Jednim pritiskom na tipku za odabir načina rada upravljač se izbacuje iz kontinuiranog načina rada i stavlja u pulsni način rada. LED dioda će zasvijetliti jednom kako bi označila da će se relej zatvoriti 1 put u sekundi. Neke su kamere brže pa će ponovnim pritiskom na gumb pomaknuti do 2 impulsa u sekundi. Uzastopnim pritiskom na gumb, brzina će se povećati s 1 pps na 10 pps, pri čemu svaki put LED treperi kako bi označio frekvenciju pulsa. Držanjem tipke pritisnutom 2,3 sekunde uređaj se resetira i vraća se u kontinuirani način rada.

Korak 1: Skupite elektroničke dijelove

Evo popisa dijelova za elektroničke stvari.

Sva elektronika može se nabaviti iz Digikey -a ili drugih izvora. Trebat će vam i hrpa žica različitih boja. Morat ćete moći programirati PIC mikrokontroler- PICKit2 ili ICD-2 ili bilo koji od stotina drugih programera može obaviti posao. Prikladan programer koštat će oko 20 USD, ali kad ga imate, pronaći ćete sve vrste projekata koji mogu koristiti mikrokontrolere i od toga će imati mnogo koristi. Kad sam kupio svoj PICKit2 od digikey -a, naručio sam paket dodatne opreme od pet čipova PIC10F206 s 8 -polnim DIP adapterima. IC je u malenom paketu SOT23 što je u redu ako ćete napraviti PCB, ali prilično beskorisno za izradu matičnih ploča i jednokratne građevinske projekte. 10F206 je također dostupan u 8-polnom DIP paketu- predlažem da ga upotrijebite. Ovdje nisam dao podatke o rasporedu PCB -a za kontroler jer nisam koristio PCB. Krug je toliko jednostavan da se čini pomalo glupo napraviti PCB za njega. Na ploči se nalaze samo 4 dijela- relej, uC, zaobilazna kapa i otpornik. Krug zahtijeva manje dijelova od sklopa vremenskog čipa 555. Samo izrežite neku perf ploču da stane u bilo koju kutiju koju koristite i povežite je žicom. Početak bi trebao potrajati svih 30 minuta. Optički krugovi su prilično jednostavni- IC, kapa i LED. LED i optički IC ulaze u dijagonalno suprotne uglove okvira cijevi, pa će vam trebati hrpa obojene žice. "Sastavio" sam IC i kondenzator na male komade perf ploče koji se uklapaju u čepove za PVC armature u okviru- pogledajte fotografije na sljedećoj stranici.

Korak 2: Program

PIC10F206 je vrlo jednostavan dio- bez prekida i samo na 2 razine, pa ne možete raditi nikakve ugniježđene potprograme- kao rezultat toga vidjet ćete liberalnu upotrebu gotoa u programu. Čip radi na 4 MHz pomoću internog RC oscilatora pa izvršava 1M instrukcija u sekundi. Kad objekt prekine IC zrake, potrebno je da IS471 čipovi oko 400 nas promijene stanje. Od tada uC -u treba samo nekoliko mikrosekundi da otkrije promjenu i naredi zatvaranje releja. Releju je potrebno oko 1,5 ms da se zatvori, što rezultira ukupnim kašnjenjem od 2 ms od slomljenih snopova do zatvorenog releja. Razvio sam programski čip koristeći MPLAB. To je besplatni asembler/IDE tvrtke Microchip Tech. Također sam koristio svoj kineski klon ICD2 (oko 50 USD na ebayu) za programiranje IC -a. Morao sam koristiti puno petlji odgode pa sam se ukorio po webu i ovdje pronašao program pod nazivom PICLoops: https://www.mnsi.net/~boucher/picloops.htmlPICLoops automatski generira kôd sastavljanja vremenske petlje za vas ako recite mu koji UC koristite i brzina takta. Kasnije sam naišao na sličan mrežni program ovdje: https://www.piclist.com/techref/piclist/codegen/delay.htm Drugi će generirati kašnjenja koja su točna za jedan ciklus takta gdje PICLoops nije tako točno. Oboje je u redu za ovu aplikaciju jer vrijeme nije kritično, a uC ionako radi na RC oscilatoru. Program se uglavnom kreće naprijed -natrag između provjere gumba za način rada i provjere jesu li snopovi prekinuti. Prekidač načina rada radi tako da vodi tekući broj koliko je puta tipka pritisnuta. Svaki put kad se pritisne tipka, kašnjenje između impulsa prema releju se dovoljno skraćuje da se frekvencija impulsa poveća za 1 Hz. Najveći dio koda su različita kašnjenja koja koriste pulsni načini. Kad promijenite pulsni način rada LED lampica treperi kako bi označila novi način rada. Možete odrediti kolika je nova frekvencija impulsa brojeći LED bljeskove- 4 puta znači 4 Hz itd. LED bljeskalice su tempirane dovoljno sporo da ćete ih moći brojati. Ako je jedinica u pulsnom načinu rada od 10 Hz, ponovnim pritiskom na tipku vraćate se u kontinuirani način rada. Postoji mjerač vremena psa koji radi dok program radi. Ako se mjerač vremena ne resetira prije nego što se prelije, uC će se sam poništiti. Zato držanje tipke za način rada 2,3 sekunde uzrokuje da se uC vrati u kontinuirani način rada. Kada pritisnete gumb, uC čeka da ga otpustite prije nego što učinite bilo što. Jedna od prvih stvari koje učini nakon što ga pustite je resetiranje mjerača vremena za promatrača. Ako ne otpustite gumb, mjerač vremena nadgledanja preplavljuje se i ponovno pokreće program u kontinuiranom načinu rada. Priložio sam datoteku popisa sklopova za one koji su znatiželjni, a.hex datoteku za one koji samo žele snimiti čip i završi s tim. Pozdravljam svaku kritiku moje tehnike programiranja od strane bilo kojeg od stručnjaka za montažu PIC-a. Napomena: relej se zatvara na 25 ms kada radi u impulsnom načinu rada. Neke kamere mogu zahtijevati duži puls. To kašnjenje postavljeno je u retku koji kaže "call delay25" pri vrhu odjeljka rlypuls koda. Ako je 25 ms prekratko za vašu kameru, promijenite tu liniju tako da kaže "call delay50", zatim promijenite liniju koja kaže "call delay75" u "call delay50". To će povećati vrijeme pulsa na 50 ms i zadržati sve frekvencije pulsa na čak 1 Hz. Program zauzima samo 173 bajta od dostupnih 512 bajtova u čipu, tako da možete dodati sve vrste funkcija ako želite, iako će korisničko sučelje biti donekle ograničavajuće.

Korak 3: Mehanička konstrukcija

U početku sam pokušao napraviti ovu stvar s kvadratom od 3 metra od 1/2 "cijevi, ali otkrio sam da je gotovo nemoguće držati grede poravnate. Udaljenost je bila prevelika, a cijev previše fleksibilna da bi održala poravnanje greda. Prešao sam na 3/ 4 "cijev i kvadrat od 2 stope i sada sve ostaje prilično dobro poravnano. Koristio sam većinu cijevi od 1/2 "za izradu pištolja od bijelog sljeza za svog sina Alexa i neke njegove prijatelje.

Trebat će vam cijev od 3/4 "za glavni okvir i 1/2" cijev za okomite uspone u kojima se nalaze optički IC i LED. Možete dobiti koljena od 3/4 "koja imaju bočni spoj s navojem 1/2", pa nabavite i adaptere s navojem od 1/2 ". Moja filozofija u vezi s projektima PVC cijevi je prekomjerna kupovina okova i cijevi te vraćanje ne trebate kad projekt bude gotov. To minimizira frustrirajuće izlete u trgovinu za jedno namještanje od 0,30 USD. Trebat će vam hrpa žica različitih boja za povezivanje svih ovih stvari- LED diode i njihovi IC-ovi odvojeni su oko 6 stopa cijevi. Žice ćete morati učiniti predugima kako biste omogućili sastavljanje i rastavljanje stvari radi rješavanja problema. Različite boje pomoći će vam da zadržite ravno što se povezuje s čim. Prvo što sam učinio je izbušiti rupe u čepovima i montirati LED diode. Priključio sam ekstra dugačke žice i upotrijebio termoskupljanje na LED vodovima kako bih ih izolirao. Labavo sam sastavio okvir cijevi kako bih ga mogao lako rastaviti i provukao žice kroz cijev. Zatim montirajte čipove i kape IS471 na perf daska izrezana kako bi stala u otvor na završnim kapicama. Bušilica ah ole u čepu i instalirajte komad mjedene cijevi od 1/4 "(ili što god imate oko sebe). Budite sigurni da znate s koje je strane prijemnika IS471! Želite da gleda prema LED diodi, a ne prema premosnici! Priključite žice na IC ploču- bit će ukupno pet veza- Vcc, Gnd, Out i LED. Peta žica povezuje anodu LED diode s Vcc. Odlučite gdje želite staviti konektor na okvir cijevi i provjerite jesu li vodiči do IC -a dovoljno dugi da dođu do njega. Montirajte konektor, povežite žice, lemite sve zajedno i spremni ste za rad. Ne zaboravite lemiti žicu za uzemljenje na omotač priključka. Pomoći će u zaštiti svega od statičkog elektriciteta. Nakon što je ožičenje gotovo, cijev čvrsto udarite čekićem. Ljepilo vam ne treba, a ako zalijepite cijev, nećete je moći rastaviti da biste kasnije riješili probleme. Ako želite sigurniju konstrukciju, provucite vijak kroz svaki spoj nakon što ih zgnječite. Kad je regulator sastavljen, morat ćete poravnati grede. Relej će se zatvoriti samo kad se OBA IR snopa prekinu/pogrešno poravnaju. Izlazi OPIC -a su obično niski, kada mogu vidjeti svoj izvor svjetlosti i idu visoko kad se snop prekine. Tako se poravnavanje greda vrši na sljedeći način: 1) Spojite optički okvir na regulator. 2) Uključivanje. LED dioda će svijetliti i ostati upaljena osim ako nemate iznimnu sreću. Prvo svijetli kako bi označio kontinuirani način rada, a zatim ostaje svijetliti jer se grede ne poravnavaju. Ako se LED ugasi, to znači da je barem jedan snop poravnat. 3) Pod pretpostavkom da LED svijetli, to znači da su oba snopa neusklađena. Blokirajte jednu gredu komadom trake ili papira. 4) Poravnajte LED diodu što je bolje moguće okretanjem glave kako biste je usmjerili prema dijagonalno suprotnoj od OPIC -a. 5) Sada počnite savijati i uvijati OPIC glavu dok se LED ne ugasi, pokazujući da je snop poravnat. 6) Zatim blokirajte svježe poravnatu gredu, a zatim izvršite iste prilagodbe na drugoj gredi. Kad se LED ugasi, oba snopa su poravnana i spremni ste za snimanje nekoliko slika. Kad god uključite jedinicu, provjerite grede tako što ćete blokirati jednu pa drugu. Ako je jedan snop neusklađen, blokiranje drugog uzrokovat će da LED zasvijetli. Tada možete jednostavno poravnati onu koja nije u redu. Ako LED svijetli i svijetli, oba snopa nisu poravnata i morate slijediti gore opisan postupak. Ako stvar izgradite sigurno i prvi put poravnate grede, bit će potrebno malo kazne prije nego što budete morali popravljati.

Korak 4: Kontroler

Kontroler sam sagradio u plastičnu kutiju koju sam pokupio po previsokoj cijeni u Fryjevoj elektronici. Možete koristiti gotovo sve ako je dovoljno veliko. Ova je kutija dizajnirana za bateriju od 9 V, ali morao sam koristiti 6 V kako bi se prostor u bateriji izgubio. Mogao sam lako ugraditi ploču u pretinac za 9V bateriju.

Koju god kutiju i prekidače koristite, isplanirajte raspored i pobrinite se da sve stane zajedno kada ga pokušate zatvoriti. Imajte na umu da je dioda spojena serijski s baterijom. On je tu da smanji opskrbni napon na prihvatljivu razinu za uC koja je ocijenjena za 5,5 V maksimalno Vcc. Čak i s diodom, dio radi na granici sa svježim baterijama pa nemojte dobiti nikakve fantastične ideje o radu na 9V ako ne dodate regulator od 5V. Igrao sam se s idejom da umjesto toga koristim PIC12HV615 jer ima ugrađen regulator šanta, ali zamah između minimalne i maksimalne struje previše je za regulator šanta pa bih morao malo zakomplicirati krug kako bih došao do njega raditi. Htio sam ovo držati vrlo jednostavnim, uglavnom zato što sam lijen, ali i zato što imam još projekata i htio sam završiti ovaj što je prije moguće. Relej koji sam koristio ima ugrađenu zaštitnu diodu koja je prikazana, ali nije označena na shemi. Dioda štiti uC od induktivnog udarca obrnutog napona koji se događa kada ispalite impuls u induktor poput zavojnice releja. Ako koristite drugi relej, svakako dodajte diodu s pokazanim polaritetom ili možda možete poljubiti svoj UC na rastanku pri prvom uključivanju releja. UC može sigurno potopiti oko 25 mA s jednog pina pa odaberite relej s zavojnicom velikog otpora. PRMA1A05 ima zavojnicu od 500 Ohma pa je potrebno samo 10-12 mA da se zatvori. Htio sam upotrijebiti neke lijepe tanke, lagane kabele s konektorima RJ-11, ali svi konektori koje sam pronašao u Fryju bili su dijelovi za montažu na PCB pa sam na kraju otišao u old school s DB9. Serijski kabeli jeftini su u prljavštini, a vijci će spriječiti ispadanje konektora. Zaista trebate samo spojiti 3 žice (Vcc, Gnd i kombinirane izlaze dva IS471FE -a) između optičkog sklopa i kontrolera tako da možete koristiti gotovo bilo koji konektor/kabel koji vam se sviđa, čak i stereo mini utikač i utičnicu.

Korak 5: Upotreba okidača fotografija

Ideja je postaviti stvar tako da grede prelaze tamo gdje očekujete da će se dogoditi neka radnja. Na primjer, ako želite upucati kolibrija u hranilicu ili pticu koja ulazi ili izlazi iz gnijezda, postavite okvir s točkom prekrižene grede točno tamo gdje to želite. Zatim postavite kameru usmjerenu na metu i unaprijed postavite fokus, ekspoziciju i balans bijele boje (to će smanjiti vrijeme kašnjenja zatvarača). Ispitajte poravnanje snopa kako biste bili sigurni da su OBA greda ispravno poravnana- to se postiže mahanjem rukom kroz svaku gredu pojedinačno, a zatim kroz ciljano područje. LED bi trebao svijetliti i relej se zatvoriti samo kad su oba snopa prekinuta. Sada postavite način rada- kontinuiran ili impulsni i idite.

Morate znati malo o ponašanju svoje mete da biste postigli najbolje rezultate. Ako želite snimiti nešto što se brzo kreće, morate uzeti u obzir kašnjenje kamere i kontrolera da biste predvidjeli gdje će se meta nalaziti nakon što prekine IC zrake. Ptica koja bruji i lebdi na jednom mjestu može se ustrijeliti upravo tamo gdje se grede križaju. Ptica ili šišmiš koji brzo lete mogu biti udaljeni nekoliko stopa do trenutka kad kamera fotografira. Impulsni način rada omogućuje fotoaparatima koji nemaju ugrađen način neprekidnog snimanja da snimaju više slika sve dok su snopovi prekinuti. Frekvenciju pulsa možete postaviti na 10 Hz, iako u blizini nema mnogo kamera koje mogu snimati tako brzo. Morat ćete malo eksperimentirati da vidite koliko brzo vaša kamera može snimati. Kamera se povezuje putem normalno otvorenog relejnog kontakta pa možete spojiti bljeskalicu umjesto kamere. Zatim možete snimati u mraku tako što ćete otvoriti okidač i upotrijebiti upravljač za aktiviranje bljeskalice jednom ili više puta kada objekt (možda šišmiš?) Probije zrake. Nakon što se aktivira blic, zatvorite zatvarač. Ako bljeskalica može izdržati, možete napraviti nekoliko kul snimaka s više ekspozicija pomoću jednog od pulsnih načina. Točno možete pronaći mjesto gdje grede prelaze pričvršćivanjem elastičnog konca na optičke glave. Za neke mete, tu ćete usmjeriti i predfokusirati kameru. Na donjim fotografijama prikazan je Lego čovjek koji pada kroz grede. Ispustio sam ga s nekoliko stopa iznad greda i možete vidjeti da je pao oko 6-8 ispod greda u vremenu koje je bilo potrebno za lomljenje greda, za zatvaranje releja i za aktiviranje kamere. Ova kamera je bio Nikonov DSLR fotoaparat koji vjerojatno ima malo kašnjenje zatvarača kada je prethodno izoštren i izložen. Vaši će rezultati ovisiti o vašem fotoaparatu. Prototip je sada u rukama prijatelja koji je snimio ove fotografije (moj fotoaparat treba promijeniti da bi se koristio daljinski okidač). Ako pomoću ovog uređaja proizvede još umjetničkih fotografija, pokušat ću ih objaviti ovdje ili na svojoj web stranici. Zabavite se!