Kamera s kříženým infračerveným paprskem/spoušť blesku: 5 kroků (s obrázky)

2024 Autor: John Day | [email protected]. Naposledy změněno: 2024-01-30 08:24

Toto zařízení spustí fotoaparát nebo blesk, který automaticky pořídí snímek, když objekt (cíl) vstoupí na konkrétní místo. K detekci přítomnosti cíle používá dva zkřížené paprsky infračerveného světla a sepne relé, které vypne fotoaparát nebo blesk. Doba odezvy od detekce do sepnutí relé je asi 2 ms, takže pokud vaše kamera nemá dlouhé zpoždění závěrky, zachytí i rychle se pohybující cíle.

Optická část zařízení se skládá ze dvou IR LED a dvou optických IO (OPIC) Sharp IS471FE. Optické integrované obvody mají vestavěné modulátory LED a synchronní detektory, takže navzájem neuvidí světlo z LED diod. Výstupy z OPIC jsou připojeny k 8kolíkovému mikrokontroléru PIC, který zvládá interpretaci vstupních signálů a ovládání relé a viditelnou LED, která indikuje provozní režim. Přestože existuje 11 provozních režimů, ovladač má velmi jednoduché uživatelské rozhraní sestávající z tlačítka a LED diody. Pokud jsou paprsky správně zarovnány a přerušeny, LED svítí nepřetržitě po dobu 1 sekundy a poté zhasne, což znamená, že jednotka je připravena pracovat v nepřetržitém režimu. V tomto režimu se relé sepne a zůstane sepnuto a LED dioda se rozsvítí, dokud budou přerušeny oba IR paprsky. Jednotka je nyní připravena k připojení k vaší kameře. U některých cílů můžete chtít pořídit více než jeden snímek, když cíl přeruší infračervené paprsky. Do ovladače jsem zahrnul základní funkci intervalometru, která umožňuje kamerám, které nemají vestavěný režim rychlého střelby, pořizovat více snímků, pokud jsou infračervené paprsky přerušeny. Jedním stisknutím tlačítka výběru režimu se ovladač vyřadí z nepřetržitého režimu a přepne do pulzního režimu. LED dioda jednou zabliká, což znamená, že relé sepne 1krát za sekundu. Některé kamery jsou rychlejší, takže opětovným stisknutím tlačítka se přesunete až o 2 pulzy za sekundu. Opakovaným stisknutím tlačítka se rychlost zvýší z 1 pps až na 10 pps, pokaždé blikáním LED indikuje pulzní frekvenci. Podržením tlačítka po dobu 2,3 sekundy resetujete jednotku a vrátíte se do nepřetržitého režimu.

Krok 1: Shromážděte elektronické součástky

Zde jsou seznamy dílů pro elektronické věci.

Veškerou elektroniku lze získat z Digikey nebo jiných zdrojů. Budete také potřebovat spoustu různých barev drátu. Budete muset umět naprogramovat mikrokontrolér PIC- práci zvládne PICKit2 nebo ICD-2 nebo kterýkoli ze stovek dalších programátorů. Vhodný programátor bude stát asi 20 dolarů, ale jakmile ho budete mít, najdete všechny druhy projektů, které mohou používat mikrokontroléry a budou z toho mít velké využití. Když jsem koupil svůj PICKit2 od digikey, objednal jsem si balíček příslušenství s pěti čipy PIC10F206 s 8kolíkovými DIP adaptéry. IC je v malém balení SOT23, což je v pořádku, pokud se chystáte vyrábět desku plošných spojů, ale docela zbytečné pro prkénko a jednorázové stavební projekty. 10F206 je také k dispozici v 8pólovém DIP balíčku- doporučuji jej použít. Zde jsem neposkytl informace o rozložení DPS pro řadič, protože jsem PCB nepoužil. Obvod je tak jednoduchý, že se zdá trochu hloupé vyrábět pro něj desku plošných spojů. Na desce jsou pouze 4 součásti- relé, uC, kryt bypassu a odpor. Obvod vyžaduje méně částí než obvod časovače 555 s časovačem. Stačí nastříhat desku na parfém, aby se vešla do jakékoli krabice, kterou používáte, a věc zapojit. Začátek by měl trvat 30 minut. Optické obvody jsou velmi jednoduché- integrované obvody, krytky a diody LED. LED a optické integrované obvody přecházejí do diagonálně protilehlých rohů rámu potrubí, takže budete potřebovat spoustu barevných drátů. „Sestavil“jsem integrovaný obvod a kondenzátor na malé kousky výkonové desky, které se vešly do zástrček pro kolenní tvarovky z PVC v rámu- viz fotografie na další stránce.

Krok 2: Program

PIC10F206 je opravdu jednoduchá součást- bez přerušení a pouze na úrovni 2 úrovní, takže nemůžete provádět žádné vnořené podprogramy- ve výsledku uvidíte liberální použití goto v programu. Čip běží na 4 MHz pomocí interního RC oscilátoru, takže vykonává 1M instrukce za sekundu. Když objekt přeruší infračervené paprsky, ke změně stavu potřebuje čipy IS471 od 400 nás. Odtud uC potřebuje jen několik mikrosekund, aby detekovalo změnu a nařídilo sepnutí relé. Sepnutí relé trvá přibližně 1,5 ms, což má za následek celkové zpoždění asi 2 ms od přerušení paprsků až po sepnutí relé. Programový čip jsem vyvinul pomocí MPLAB. Je to bezplatný assembler/IDE společnosti Microchip Tech. K vlastnímu naprogramování IC jsem také použil svůj čínský klon ICD2 (asi 50 $ na ebay). Potřeboval jsem použít spoustu zpožďovacích smyček, a tak jsem zakořenil na webu a našel jsem program s názvem PICLoops zde: https://www.mnsi.net/~boucher/picloops.htmlPICLoops pro vás automaticky generuje kód sestavení časové smyčky, pokud řekněte, jaké uC používáte a rychlost hodin. Později jsem narazil na podobný on-line program zde: docela přesné. Buď je pro tuto aplikaci v pořádku, protože načasování není kritické a uC stejně běží na RC oscilátoru. Program převádí hlavně tam a zpět mezi kontrolou tlačítka režimu a kontrolou, zda nejsou paprsky přerušeny. Přepínač režimů funguje tak, že zachová počet spuštění, kolikrát bylo tlačítko stisknuto. Při každém stisknutí tlačítka se prodleva mezi impulsy do relé dostatečně zkrátí, aby se frekvence pulsu zvýšila o 1 Hz. Největší částí kódu jsou různá zpoždění používaná pulzními režimy. Když změníte pulzní režim, LED bliká, čímž indikuje nový režim. Můžete zjistit, jaká je nová frekvence pulzů, spočítáním bliknutí LED diod- 4krát znamená 4 Hz atd. Blikání LED diod bylo načasováno dostatečně pomalu, takže je budete moci počítat. Pokud je jednotka v pulzním režimu 10 Hz, dalším stisknutím tlačítka se dostanete zpět do nepřetržitého režimu. Během běhu programu běží časovač hlídacího psa. Pokud se časovač neresetuje, než přetéká, uC se resetuje sám. Proto držení tlačítka režimu po dobu 2,3 sekundy způsobí, že se uC resetuje na nepřetržitý režim. Když stisknete tlačítko, uC čeká, než jej uvolníte, než něco uděláte. Jednou z prvních věcí, které provede po uvolnění, je reset časovače hlídacího psa. Pokud tlačítko neuvolníte, časovač hlídacího psa přeteče a restartuje program v nepřetržitém režimu. Připojil jsem soubor se seznamem sestav pro ty, kteří jsou zvědaví, a soubor.hex pro ty, kteří chtějí jen vypálit čip a hotovo s tím. Vítám jakoukoli kritiku mé programovací techniky od kteréhokoli z vás, kteří jsou odborníky na montáž PIC. Poznámka- relé sepne na 25 ms, když pracuje v pulzním režimu. Některé kamery mohou vyžadovat delší puls. Toto zpoždění je nastaveno v řádku s nápisem „call delay25“v horní části části rlypuls kódu. Pokud je pro vaši kameru příliš krátkých 25 ms, změňte tento řádek na „zpoždění hovoru50“a poté změňte řádek s „zpožděním hovoru75“na „zpoždění hovoru50“. Tím se prodlouží doba pulsu na 50 ms a všechny frekvence pulzů se budou stále udržovat v krocích po 1 Hz. Program zabírá pouze 173 bytů z dostupných 512 bytů v čipu, takže k věci můžete přidat nejrůznější funkce, pokud toužíte, i když uživatelské rozhraní bude poněkud omezující.

Krok 3: Mechanická konstrukce

Zpočátku jsem se pokusil tuto věc vyrobit pomocí 3 stopového čtverce 1/2 "trubky, ale zjistil jsem, že je téměř nemožné udržet paprsky zarovnané. Vzdálenost byla příliš velká a potrubí příliš pružné, aby udrželo zarovnání paprsku. Přešel jsem na 3/ 4 "trubka a 2 stopý čtverec a nyní to všechno zůstává zarovnáno docela dobře. Většinu 1/2 "dýmky jsem použil na výrobu foukacích pistolí marshmallow pro svého syna Alexe a některé jeho kamarády.

Budete potřebovat 3/4 "potrubí pro hlavní rám a 1/2" potrubí pro svislé stoupačky, ve kterých jsou umístěny optické integrované obvody a LED diody. Můžete získat kolena 3/4 ", která mají boční připojení se závitem 1/2", takže si pořiďte také 1/2 "závitové adaptéry. Moje filozofie řešení projektů trubek z PVC je nadměrný nákup tvarovek a potrubí a vrácení nepotřebujete, když je projekt hotový. To minimalizuje frustrující výlety do obchodu za jediné kování za 0,30 $. K připojení všech těchto věcí budete potřebovat spoustu barevných vodičů- LED diody a jejich integrované obvody jsou od sebe odděleny asi 6 stopami Budete chtít, aby byly dráty extra dlouhé, aby bylo možné je sestavit a rozebrat při řešení potíží. Různé barvy vám pomohou udržet přímý vztah k tomu, co s čím souvisí. První věc, kterou jsem udělal, bylo vyvrtat otvory do víček a namontovat diody LED. Připojil jsem extra dlouhé dráty a pomocí tepelně smrštitelných vodičů LED je izoloval. deska řezaná tak, aby se vešla do otvoru v koncovkách ole do uzávěru a nainstalujte kus 1/4 "mosazné trubky (nebo cokoli, co máte kolem). Ujistěte se, že víte, na které straně IS471 je strana přijímače! Chcete, aby směřoval k vaší LED, ne k víčku bypassu! Připojte vodiče k desce IC- bude celkem pět připojení- Vcc, Gnd, Out a LED. Pátý vodič spojuje anodu LED s Vcc. Rozhodněte, kam chcete umístit konektor na rám potrubí, a ujistěte se, že jsou vodiče k integrovanému obvodu dostatečně dlouhé, aby se k němu dostalo. Namontujte konektor, spusťte vodiče, vše pájejte dohromady a můžete vyrazit. Nezapomeňte k plášti konektoru připájet uzemňovací vodič. Pomůže chránit vše před statickou elektřinou. Jakmile je veškerá kabeláž hotová, zatlučte trubku pevně paličkou. Neměli byste potřebovat lepidlo, a pokud trubku slepíte dohromady, nebudete ji moci rozebrat a opravit problémy později. Pokud chcete bezpečnější konstrukci, protlačte šroub po každém spoji. Když je ovladač sestaven, budete muset vyrovnat paprsky. Relé se sepne, pouze pokud jsou přerušeny/špatně zarovnány obě IR paprsky. Výstupy OPIC jsou obvykle nízké, když vidí svůj světelný zdroj a jdou vysoko, když je paprsek přerušen. Zarovnání paprsků se provádí následujícím způsobem: 1) Připojte optický rámeček k ovladači. 2) Zapněte. LED dioda se rozsvítí a zůstane svítit, pokud nebudete mít mimořádné štěstí. Nejprve se rozsvítí, aby indikoval nepřetržitý režim, a pak zůstane rozsvícený, protože paprsky nejsou vyrovnány. Pokud LED zhasne, znamená to, že je zarovnán alespoň jeden paprsek. 3) Za předpokladu, že dioda LED svítí, znamená to, že oba paprsky jsou špatně zarovnané. Zablokujte jeden paprsek kusem pásky nebo papíru. 4) Zarovnejte LED tak dobře, jak můžete, otočením hlavy tak, aby směřovala k úhlopříčně proti OPIC. 5) Nyní začněte ohýbat a otáčet hlavou OPIC, dokud LED nezhasne, což znamená, že paprsek je zarovnán. 6) Dále zablokujte čerstvě zarovnaný paprsek a poté proveďte stejné úpravy pro druhý paprsek. Když LED zhasne, oba paprsky jsou zarovnány a jste připraveni pořídit několik snímků. Kdykoli jednotku zapnete, zkontrolujte paprsky blokováním jednoho a druhého. Pokud je jeden paprsek špatně zarovnaný, blokování druhého způsobí rozsvícení LED. Pak můžete jen znovu vyrovnat ten, který je mimo provoz. Pokud dioda LED svítí a zůstává rozsvícená, oba paprsky nejsou vyrovnány a je třeba dodržet výše popsaný postup. Postavíte -li věc bezpečně a poprvé vyrovnáte paprsky, bude třeba provést nějaký trest, než budete muset provést jakékoli nové seřízení.

Krok 4: Ovladač

Postavil jsem ovladač do plastového boxu, který jsem vyzvedl za příliš vysokou cenu ve Fryově elektronice. Můžete použít téměř cokoli, pokud je to dostatečně velké. Tento box byl navržen pro 9V baterii, ale potřeboval jsem použít 6V, takže prostor baterie je zbytečný. Mohl bych snadno vejít desku s obvody do prostoru pro 9V baterii.

Ať už používáte jakýkoli box a přepínače, naplánujte si rozložení a ujistěte se, že vše do sebe zapadne, když se ho pokusíte zavřít. Všimněte si, že s baterií je zapojena dioda v sérii. Slouží ke snížení napájecího napětí na přijatelnou úroveň uC, která je dimenzována na maximální 5,5 V Vcc. Dokonce i s diodou část běží na limitu s čerstvými bateriemi, takže nedostanete žádné fantastické představy o provozu na 9V, pokud nepřidáte 5V regulátor. Pohrával jsem si s myšlenkou použít místo toho PIC12HV615, protože má vestavěný bočníkový regulátor, ale kolísání mezi minimálním a maximálním proudem je pro bočníkový regulátor příliš velké, takže bych musel obvod trochu zkomplikovat, abych se k němu dostal práce. Chtěl jsem to udržet opravdu jednoduché, hlavně proto, že jsem líný, ale také proto, že mám další projekty a chtěl jsem to dokončit co nejdříve. Relé, které jsem použil, má zobrazenou vestavěnou ochrannou diodu, ale není na schématu označena. Dioda chrání uC před indukčním kopem zpětného napětí, ke kterému dochází, když vypálíte puls do induktoru jako cívka relé. Pokud použijete jiné relé, nezapomeňte přidat diodu se zobrazenou polaritou, nebo můžete políbit uC na rozloučenou při prvním spuštění relé. UC může bezpečně potopit asi 25 mA z jednoho pinu, proto zvolte relé s cívkou s vysokým odporem. PRMA1A05 má cívku 500 Ohm, takže k jejímu uzavření stačí 10-12 mA. Chtěl jsem použít nějaké pěkné tenké, lehké kabely s konektory RJ-11, ale všechny konektory, které jsem našel u Fryho, byly díly pro montáž na desku plošných spojů, takže jsem skončil se starou školou s DB9. Sériové kabely jsou velmi levné a šrouby zabrání vypadnutí konektorů. Opravdu stačí připojit pouze 3 vodiče (Vcc, Gnd a kombinované výstupy dvou IS471FE) mezi optickou sestavu a ovladač, takže můžete použít téměř jakýkoli konektor/kabel, který se vám líbí, dokonce i stereo mini zástrčku a konektor.

Krok 5: Použití spouštění fotografií

Cílem je nastavit věc tak, aby se paprsky křížely tam, kde očekáváte nějakou akci. Pokud například chcete střílet kolibříka na krmítko nebo ptáka vstupujícího do hnízda nebo z něj vystupujícího, nastavte rámeček tak, aby bod zkříženého paprsku byl přesně tam, kde ho chcete mít. Poté nastavte fotoaparát namířený na cíl a přednastavte zaostření, expozici a vyvážení bílé (tím se minimalizuje zpoždění závěrky). Otestujte zarovnání paprsku, abyste se ujistili, že jsou OBOU paprsky správně zarovnány- to se provádí máváním rukou každým paprskem jednotlivě a poté cílovou oblastí. LED by se měla rozsvítit a relé sepnout pouze tehdy, když jsou přerušeny oba paprsky. Nyní nastavte provozní režim- buď kontinuální nebo pulzní a zmizte.

Abyste dosáhli nejlepších výsledků, musíte vědět něco o chování svého cíle. Pokud chcete střílet něco, co se pohybuje rychle, musíte vzít v úvahu zpoždění kamery a ovladače, abyste mohli předpovědět, kde bude cíl poté, co přeruší infračervené paprsky. Bzučícího ptáka, který se vznáší na jednom místě, lze zastřelit přesně tam, kde se paprsky kříží. Pták nebo netopýr, který letí rychle, může být pár metrů daleko, než fotoaparát pořídí snímek. Pulzní režim umožňuje fotoaparátům, které nemají vestavěný režim souvislého fotografování, pořizovat více snímků, pokud jsou paprsky přerušeny. Pulzní frekvenci můžete nastavit až na 10 Hz, i když v okolí není mnoho kamer, které by mohly střílet tak rychle. Budete muset trochu experimentovat, abyste zjistili, jak rychle váš fotoaparát dokáže střílet. Připojení fotoaparátu je prostřednictvím normálně otevřeného reléového kontaktu, takže místo fotoaparátu můžete připojit blesk. Poté můžete střílet ve tmě tím, že otevřete závěrku a pomocí ovladače odpálíte zábleskovou jednotku buď jednou, nebo vícekrát, když nějaký předmět (netopýr, možná?) Rozbije paprsky. Po aktivaci blesku zavřete závěrku. Pokud váš blesk dokáže udržet krok, můžete pomocí jednoho z pulzních režimů pořídit skvělé snímky s více expozicemi. Bod, kde se paprsky kříží, můžete přesně lokalizovat připojením elastického vlákna k optickým hlavám. U některých cílů namíříte a předem zaostříte fotoaparát. Na níže uvedených fotografiích je vidět, jak muž Lego propadá paprsky. Shodil jsem ho z několika stop nad paprsky a vidíte, že spadl asi 6-8 pod paprsky v době, kdy trvalo rozbití paprsků, sepnutí relé a spuštění kamery. Tato kamera byla digitální zrcadlovka Nikon, která má pravděpodobně při zaostření a expozici malé zpoždění závěrky. Vaše výsledky budou záviset na vašem fotoaparátu. Prototyp je nyní v rukou přítele, který tyto snímky pořídil (můj fotoaparát je třeba upravit tak, aby používal dálkovou spoušť). Pokud pomocí tohoto zařízení vytvoří další umělecké fotografie, pokusím se je zveřejnit zde nebo na mých webových stránkách. Bavte se!