Kamera sa prekriženim infracrvenim snopom/okidač bljeskalice: 5 koraka (sa slikama)

2024 Autor: John Day | [email protected]. Zadnja izmjena: 2024-01-30 08:09

Ovaj uređaj će aktivirati kameru ili bljeskalicu za automatsko snimanje kad objekt (meta) uđe na određenu lokaciju. 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 detekcije do zatvaranja releja, pa ako vaša kamera nema dugo kašnjenje zatvarača, snimit će čak i ciljeve koji se brzo kreću.

Optički dio uređaja sastoji se od dvije IC LED diode i dvije Sharp IS471FE optičke IC (OPIC). Optički IC -ovi imaju ugrađene LED modulatore i sinkrone detektore, tako da neće vidjeti svjetlost jedni od drugih LED dioda. Izlazi iz OPIC -a su spojeni na 8 -pinski PIC mikrokontroler koji rukuje tumačenjem ulaznih signala i pokretanjem releja te vidljivom LED diodom koja označava način rada. Iako postoji 11 načina rada, kontroler ima vrlo jednostavno korisničko sučelje koje se sastoji od prekidača i LED diode. Pri uključivanju ako su zrake ispravno poravnate i neprekinute, LED svijetli neprekidno 1 sekundu, a zatim se pali da označi 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 kamerom. Kod nekih meta možda ćete htjeti snimiti više od jedne slike kada meta prekine 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 zraci prekinuti. Jednim pritiskom na tipku za odabir načina rada kontroler se isključuje iz kontinuiranog načina rada i stavlja u pulsni način rada. LED dioda će jednom zasvijetliti kako bi označila da će se relej zatvoriti 1 put u sekundi. Neke su kamere brže pa će ponovnim pritiskom na gumb pomjeriti do 2 impulsa u sekundi. Uzastopnim pritiskom na dugme, brzina će se povećati sa 1 pps na 10 pps, svaki put kada LED treperi kako bi označila frekvenciju pulsa. Držanjem tipke pritisnutom 2,3 sekunde uređaj se resetira i vraća vas u kontinuirani način rada.

Korak 1: Skupite elektroničke dijelove

Evo liste dijelova za elektroničke stvari.

Sva elektronika može se nabaviti iz Digikey -a ili drugih izvora. Trebat će vam i gomila žica različitih boja. Morat ćete biti u mogućnosti programirati PIC mikrokontroler- PICKit2 ili ICD-2 ili bilo koji od stotina drugih programera može obaviti posao. Odgovarajući programer koštat će oko 20 USD, ali kada ga imate, pronaći ćete sve vrste projekata koji mogu koristiti mikrokontrolere i od toga će imati mnogo koristi. Kada sam kupio svoj PICKit2 od kompanije digikey, naručio sam paket dodatne opreme od pet čipova PIC10F206 sa 8 -pinskim DIP adapterima. IC je u malenom paketu SOT23 što je u redu ako želite napraviti PCB, ali je prilično beskorisno za izradu matičnih ploča i jednokratne građevinske projekte. 10F206 je takođe dostupan u 8-polnom DIP paketu- predlažem da ga koristite. Ovdje nisam naveo informacije o rasporedu PCB -a za kontroler jer nisam koristio PCB. Krug je toliko jednostavan da se čini pomalo glupim napraviti PCB za njega. Na ploči postoje samo 4 dijela- relej, uC, premosnica i otpornik. Krug zahtijeva manje dijelova od kruga tajmera sa brojem 555. Samo izrežite neku perf ploču koja odgovara svakoj kutiji 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 idu u dijagonalno suprotne uglove okvira cijevi, pa će vam trebati gomila 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 zaista jednostavan dio- bez prekida i samo na 2 nivoa, tako da ne možete raditi nikakve ugniježđene potprograme- kao rezultat toga vidjet ćete liberalnu upotrebu goto-a u programu. Čip radi na 4 MHz pomoću internog RC oscilatora tako da izvršava 1M instrukcija u sekundi. Kada objekt prekine IC zrake, potrebno je da IS471 čipovi oko 400 nas promijene stanje. UC -u je potrebno 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 kompanije Microchip Tech. Koristio sam i svoj kineski klon ICD2 (oko 50 USD na ebayu) za programiranje IC -a. Morao sam koristiti puno petlji kašnjenja pa sam se skitao po webu i ovdje pronašao program pod nazivom PICLoops: https://www.mnsi.net/~boucher/picloops.htmlPICLoops automatski generira kod za sastavljanje vremenske petlje za vas ako recite mu koji UC koristite i brzinu takta. Kasnije sam naišao na sličan mrežni program ovdje: https://www.piclist.com/techref/piclist/codegen/delay.htm Drugi će generirati kašnjenja koja su tačna za jedan ciklus takta gdje PICLoops nije tako precizno. Oboje je u redu za ovu aplikaciju jer vrijeme nije kritično, a uC ionako radi na RC oscilatoru. Program se uglavnom kreće unatrag između provjere gumba za način rada i provjere jesu li snopovi prekinuti. Prekidač načina rada radi tako što vodi tekući broj koliko je puta tipka pritisnuta. Svaki put kada se pritisne tipka, kašnjenje između impulsa prema releju se dovoljno skraćuje da poveća frekvenciju impulsa za 1 Hz. Najveći dio koda su različita kašnjenja koja koriste impulsni načini rada. Kada promijenite pulsni način rada LED lampica treperi kako bi označila novi način rada. Možete odrediti koja je nova frekvencija impulsa brojeći LED bljeskove- 4 puta znači 4 Hz, itd. LED bljeskovi su tempirani dovoljno sporo da ćete ih moći izbrojati. Ako je jedinica u pulsnom načinu rada od 10 Hz, ponovnim pritiskom na tipku vraćate se u kontinuirani način rada. Postoji mjerač vremena za praćenje koji radi dok program radi. Ako se mjerač vremena ne resetira prije nego što se prelije, uC će se sam resetirati. Zato držanje tipke za način rada 2,3 sekunde dovodi do toga da se uC vrati u kontinuirani način rada. Kada pritisnete dugme, uC čeka da ga otpustite pre nego što učinite bilo šta. Jedna od prvih stvari koje radi nakon što ga pustite je poništavanje mjerača vremena za čuvara. Ako ne otpustite dugme, mjerač vremena nadgledanja se preplavljuje i ponovo pokreće program u kontinuiranom načinu rada. Priložio sam datoteku sa spiskom montaže za one koji su znatiželjni i.hex datoteku za one koji samo žele snimiti čip i završi s tim. Pozdravljam svaku kritiku moje tehnike programiranja od strane bilo kog 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 je postavljeno u redu 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" na "call delay50". To će povećati vrijeme impulsa 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 cijevi od 3 metra kvadratnom 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 poravnato. 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 stubove u kojima se nalaze optičke IC i LED diode. Možete dobiti koljena od 3/4 "koja imaju bočni spoj s navojem od 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 kada je projekt završen. To minimizira frustrirajuće izlete u trgovinu za jedno namještanje od 0,30 USD. Trebat će vam gomila žica različitih boja za povezivanje svih ovih stvari- LED diode i njihove IC su odvojene oko 6 stopa cijevi. Žice ćete morati učiniti predugima kako biste omogućili sastavljanje i rastavljanje stvari radi rješavanja problema. Različite boje će vam pomoći da zadržite ravno šta 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 IS471 čipove i kape na perf daska izrezana kako bi se uklopila u otvor na završnim kapicama ole u poklopcu i instalirajte komad mesingane cijevi od 1/4 "(ili šta god imate oko sebe). Budite sigurni da znate koja je strana IS471 prijemnik! 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 sa 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, zalemite sve zajedno i spremni ste za rad. Ne zaboravite lemiti žicu za uzemljenje na omotač konektora. Pomoći će u zaštiti svega od statičkog elektriciteta. Kada se ožičenje završi, cijev čvrsto udarite čekićem. Ne treba vam ljepilo, a ako zalijepite cijev zajedno, nećete je moći rastaviti da biste kasnije riješili probleme. Ako želite sigurniju konstrukciju, zavijte 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 ići visoko kada se snop prekine. Tako se poravnavanje zraka vrši na sljedeći način: 1) Povežite optički okvir s kontrolerom. 2) Uključivanje. LED dioda će svijetliti i ostati upaljena osim ako nemate izuzetnu 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 jedan snop 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 okretati OPIC glavu dok se LED ne ugasi, pokazujući da je snop poravnat. 6) Zatim blokirajte svježe poravnatu gredu, a zatim izvršite ista podešavanja za drugu gredu. Kad se LED lampica 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 jedan snop nije poravnat, 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 opisanu proceduru. Ako stvar izgradite sigurno i prvi put poravnate grede, bit će potrebno malo kazne prije nego što budete morali izvršiti bilo kakva poravnanja.

Korak 4: Kontroler

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

Koju god kutiju i prekidače da koristite, isplanirajte raspored i pobrinite se da se sve uklopi kada ga pokušate zatvoriti. Imajte na umu da je dioda spojena serijski s baterijom. Tu je da se napon napajanja spusti na prihvatljiv nivo za uC koji je ocijenjen za maksimalno 5,5 V Vcc. Čak i s diodom, dio radi na granici sa svježim baterijama, stoga nemojte dobivati 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 da bih došao do njega rad. Želeo sam da ovo ostane jednostavno, uglavnom zato što sam lenj, ali i zato što imam još projekata i hteo sam da ovaj završim što pre. 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 kad se relej prvi put aktivira. 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 koristiti 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 sa DB9. Serijski kabeli jeftini su po prljavštini i 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 želite, 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 nešto dogoditi. Na primjer, ako želite upucati kolibrija u hranilicu ili pticu koja ulazi ili izlazi iz gnijezda, postavite okvir s ukrštenom točkom grede točno tamo gdje to želite. Zatim postavite kameru usmjerenu na metu i postavite fokus, ekspoziciju i balans bijele boje (to će smanjiti vrijeme kašnjenja zatvarača). Testirajte poravnanje snopa kako biste bili sigurni da su OBA greda ispravno poravnana- to se postiže mahanjem rukom kroz svaki snop 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 na jednom mjestu može se ustrijeliti upravo tamo gdje se grede ukrštaju. Ptica ili šišmiš koji brzo lete mogu biti udaljeni nekoliko stopa do trenutka kada kamera napravi sliku. Impulsni način rada omogućava kamerama koje nemaju ugrađen kontinuirani način 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. Povezivanje kamere je putem normalno otvorenog relejnog kontakta, tako da umjesto kamere možete spojiti blic. Zatim možete snimati u mraku tako što ćete otvoriti okidač i pomoću kontrolera aktivirati blic jednom ili više puta kada objekt (možda šišmiš?) Probije snopove. Nakon aktiviranja blica, zatvorite zatvarač. Ako vaš blic može da izdrži, možete napraviti nekoliko kul snimaka sa više ekspozicija koristeći jedan od pulsnih režima. Možete precizno locirati točku gdje se grede križaju 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 sa nekoliko stopa iznad greda i možete vidjeti da je pao oko 6-8 ispod greda u vremenu koje je bilo potrebno da se grede razbiju, rele zatvori i kamera aktivira. Ova kamera je bio Nikon DSLR fotoaparat koji vjerovatno ima malo kašnjenja zatvarača kada je prethodno fokusiran i izložen. Vaši rezultati će ovisiti o vašoj kameri. Prototip je sada u rukama prijatelja koji je snimio ove fotografije (moj fotoaparat mora biti modifikovan da koristi daljinsko okidanje) Ako bude napravio još umjetničkih fotografija pomoću ovog uređaja, pokušat ću ih objaviti ovdje ili na svojoj web stranici.