Hackování digitální kamery s klíčenkou pro ovládání Arduino: 6 kroků

2024 Autor: John Day | [email protected]. Naposledy změněno: 2024-01-30 08:25

Možnosti fotografování pro Arduino jsou velmi malé. Webkamery nejsou praktické pro aplikace, jako je fotografování draků nebo veřejné fotografování, pokud nemáte chuť koupit 200 stopový kabel USB. A současné techniky pro samostatné fotografování Arduino se obvykle pokoušejí zachytit nezpracovaná obrazová data z kamer CMOS vyskočených z mobilních telefonů … a věřte mi, že pokud nepotřebujete tyto fotografie digitálně nahrávat nebo upravovat v reálném čase, nechcete jít po té silnici. Proč neexistuje normální, levný, provoz digitálního fotoaparátu mlýna, který lze ovládat pomocí Arduina?

Ukázalo se, že existuje alespoň jeden-a prodávají ho ve vašem místním obchodě s drogami (CVS/Rite-Aid/Walgreens/atd.) Jsou to ty malé fotoaparáty s klíčenkou, které prodávají za 10–15 $ za pop. Fotografování na nich není ani tak špatné s rozlišením přibližně 300 x 200, mohou uložit 20 až 240 fotografií (v závislosti na té, kterou najdete), a ukazuje se, že malí kluci byli stvořeni k hacknutí. Stejný hack můžete provést také pomocí levného fotoaparátu s rozlišením 1 nebo 2 megapixely, který v případě potřeby vezme karty SD (viz níže), ale projdeme procesem, který se používá na běžnějších kamerách 300 x 200. Tento Instructable vás provede procesem rozebírání, úpravy a opětovné montáže běžné kamery na klíče. Poté vás provede zapojením jednoduché sady tranzistorových spínacích obvodů, které může Arduino použít k vypnutí a zapnutí fotoaparátu a pořizování fotografií, kdykoli si to váš program přeje. Bude mít také ukázkový kód a spoustu hezkých obrázků. Než začneme, několik poznámek: *Hackovaný fotoaparát se na fotografiích může změnit z modré na stříbrnou a zpět. Nebojte se, vnitřnosti obou kamer jsou stejné (s oběma momentálně pracuji na výzkumu.). Tato stejná kamera se prodává po celé zemi v různých barvách, pod různými značkami a dokonce s mírně odlišnými fyzickými kryty. *Pokud vám tato technika zní povědomě, může to být proto, že to, co děláme s kamerou samotnou, je velmi podobná technice používané CatCam, projektem, který se stal virálním před dvěma lety tím, že na obojky nasadil malé časosběrné kamery venkovních koček a sledovat, kam jdou. Technika CatCam používá kameru, která není ve Spojených státech snadno dostupná, a byla napsána před tím, než Arduino skutečně vzlétlo - doufejme, že toto přehodnocení techniky pomůže komunitě DIY znovu objevit a znovu použít ve svých projektech. Objevil jsem CatCam, jak se tento projekt uzavřel, a obě techniky byly vyvinuty nezávisle - takže moje technika se pravděpodobně liší od techniky CatCam; neváhejte si vybrat a vybrat techniky z těchto dvou. *Pokud se nacházíte mimo USA nebo jste ochotni objednat přímo z CatCam, prodávaná hackovatelná kamera má vyšší kvalitu - 1 nebo 2 megapixely - a může ukládat fotografie přímo na kartu SD. Velmi pěkné pro mnoho projektů (ale ne pro všechny.) Pokud ale chcete kameru dnes, zamiřte do kterékoli Rite -Aid, CVS atd. A vezměte si zde zobrazenou kameru - kameru Digital Concepts, obvykle distribuovanou společností Sakar international. *Můj výzkum mě vlastně přiměl ovládat tuto kameru pomocí samostatného čipu ATMega. Pokud máte z nějakého důvodu zájem naučit se tuto techniku, dejte mi vědět - pokud bude dostatečný zájem, připravím další instruktáž. (Myslel jsem, že bude větší poptávka po tom, jak to udělat přes Arduino.) UPDATE: Na žádost jsem přidal schéma zapojení pro připojení samostatného čipu ATMega k čipu jako poslední fotografii níže. Mnohým z vás to nepomůže a omlouvám se za to - doufám, že tomuto kroku dám náležitou péči - ale pro odhodlané je to lepší než nic (doufám). *Tato technika je dokumentována jako součást mého výzkumu na programu Master of Tangible Interaction Design v Carnegie Mellon University v Pittsburghu, PA. Pokud uvažujete o návratu do školy, baví vás vyrábět věci a zajímá vás průnik technologie a designu nebo umění, napište nám!:) Doufám, že vám to pomohlo - komentáře k technologii i aplikaci jsou vítány! Neváhejte mi napsat přímo nebo komentář, pokud máte nějaké dotazy nebo chcete nějaké vysvětlení.

Krok 1: Sestavte spotřební materiál a nástroje

Než budete moci narazit na zem podle tohoto Instructable, budete potřebovat několik nástrojů a zásob. Pojďme si je teď projít, ano?

Nástroje: *Malý šroubovák s hlavou Philips. (O velikosti jedné, kterou byste mohli použít na opravu brýlí nebo v sadě na opravu počítače.) *Užitečné, ale ne kritické, pokud máte dlouhé nehty - malý šroubovák s plochou hlavou, který lze použít jako kleště. *Řezačka drátu/odizolovače *Užitečný, ale ne kritický - multimetr. *Páječka a pájka. (Teď si tedy nedělejte starosti. Vše, co musíte udělat, je zahřát některou stávající pájku a nalepit několik odizolovaných konců drátu do stávajících spojů. Potřebné jsou pouze základní znalosti o pájení. Možná se dokonce dokážete dostat pryč. u některých modelů s lepidlem na drát, ale pájení je bezpečnější.) Spotřební materiál: *Digitální fotoaparát na klíče s klíčenkou. Často se prodává pod značkami „Digital Concepts“nebo „Shift“. Prodává se v CVS, Rite-Aid, Walgreens, některých Walmarts a na celém internetu. *Užitečné, ale ne kritické - několik náhradních baterií AAA. Fotoaparát by měl být dodáván s jednou baterií AAA. Pokud ale hodláte svůj projekt používat více než několikrát nebo po delší dobu, budete potřebovat náhradní díly - kamera je sní. *Několik stop izolovaného drátu. (V pořádku je buď plastová izolovaná, ukázaná, nebo izolovaná tenkovrstvá barva-obě mají své pro a proti; používám izolovanou barvu, protože někdy pro svá připojení vytvářím vlastní samčí záhlaví.) *Breadboard nebo jiný protoboard. *Dva dlouhé kusy bílého drátu (pro připojení tranzistorů k Arduinu) *Dva dlouhé kusy černého drátu (pro připojení uzemnění z Arduina na prkénko) *Dva dlouhé kusy červeného drátu (pro připojení vysokého výkonu z Arduina na prkénko) *Užitečné, ale není rozhodující - LED (pro ladění výstupu). *Dva tranzistory (používám tranzistory NPN 2N3904.) *Arduino s USB kabelem.

Krok 2: Otevřete a rozeberte kameru s klíčenkou

Nejprve to první - začněte tím, že do této kamery vezmete šroubovák a nehet/kleště a rozeberete je. V níže uvedených poznámkách k obrázkům uvidíte rozebrání fotoaparátu krok za krokem - v poznámkách k obrázku upozorním na to, kde se nachází každý šroub. Když je váš fotoaparát rozebrán a vypadá trochu jako poslední obrázek (i když s více kusy), pokračujte krokem 3.

Krok 3: Hackujte kameru, část I (pájka do spínačů)

Toto je nejtěžší část hacku - ale není to * tak * těžké, přísahám. Tak se zhluboka nadechněte a pojďme pájet!

Kvůli tomuto hacku necháme obvodovou desku kamery zcela nedotčenou. Jediné, co budeme dělat, je pájení vlastních spojů na desku s obvody na obou stranách tlačítkových spínačů používaných k ovládání kamery. To nám umožňuje použít náš Arduino k digitálnímu „stlačení“každého tlačítka, kdykoli si přejeme (prostřednictvím externích tranzistorů fungujících jako přepínače). Při manipulaci s deskou s obvody se snažte manipulovat s jejími hranami, kdykoli je to možné. Deska s obvody je poměrně robustní, ale na konci dne je stále vystavena elektronice a stojí za to se jí nedotýkat více, než je nutné. Odřízněte a odizolujte konce čtyř kusů drátu, každý o délce alespoň jedné stopy. (V tomto případě je lepší delší než kratší; toto není věc, kterou budete chtít příliš často opakovat.) Poté se podívejte na dva páry pájecích spojů, které jsou uvedeny na obrázku níže, jeden pár kolem každého ze dvou tlačítkových spínačů. Pomocí funkce spojitosti/zkratu na multimetru můžete potvrdit, že jste našli správné páry spojů, do kterých se budete pájet přidržením konců obou spínacích spojů a ručním stisknutím tlačítka, abyste zjistili, zda to mezi spoji nevytváří zkrat. Pokud ano (odpor mezi dvěma poklesy z nekonečna do blízkosti nuly), našli jste ty správné dva. Pokud nemáte multimetr, můžete se jen zhluboka nadechnout a obrázku důvěřovat. Jakmile jste si jisti, že jste našli správné spoje, pomocí páječky roztavte pájku v každém z těchto čtyř spojů a připojte konec jednoho ze čtyř kusů drátu do každého ze čtyř spojů. Pokud máte pomocnou ruku při nastavení pájení, v každém případě ji použijte k udržení stabilního obvodu (umístěním malého skládaného kusu novin mezi svorky k ochraně desky s obvody.)

Krok 4: Hackujte kameru, část II (Pájení a uzemnění)

Právě jste dokončili nejtěžší část tohoto hacku - gratulujeme! To znamená, že máte ještě jeden (jednodušší) pájený spoj. K tomu budete potřebovat čerstvou pájku.

POZNÁMKA: Prosím ignorujte, že na tomto obrázku je deska s obvody uvnitř plastového předního pouzdra. Nedělejte to, jak to vypadá, že dělám tady - prosím spojte toto připojení PŘED vložením obvodu zpět do jeho pouzdra, aby nedošlo k náhodnému roztavení plastového pouzdra. (Při fotografování tohoto kroku jsem byl prostě nedbalý a pokusím se to opravit později.) Vezměte pátý kus drátu a ustřihněte jej alespoň na stopu na délku s odizolovanými okraji. V ideálním případě by tento kus drátu měl být zbarven černě, nebo alespoň jinak než první čtyři. Nyní připájejte jeden jeho konec k vnější straně uzemněného konce držáku baterie, jak je znázorněno na obrázku. K tomuto připojení budete muset přidat vlastní pájku a pájet přímo na kov zde. Zjistil jsem, že je to mnohem jednodušší, než se pokoušet přidat svůj vodič ke stávající pájce, která drží držák baterie na desce s obvody. (Na fotografiích upozorním na správné a špatné způsoby.) Proč to děláme? Aby mohl tranzistor ovládaný Arduino ovládat spínače na kameře klíčenek, musí obvod Arduino a obvod kamery s klíčenkou sdílet společné elektrické uzemnění. Tento kabel vám jednoduše umožní fyzicky připojit uzemnění kamery k uzemnění Arduina později, a to prostřednictvím společné řady na prkénku.

Krok 5: Připojte kameru k Arduinu

Nyní je čas začít připojovat kameru k Arduinu.

Nejprve načtěte nějaký kód, který bude ovládat kameru do Arduina. Níže jsme nahráli/připojili ukázkový kód Arduino, který jsme zde použili k pořízení časosběrného fotografování. Kód zapne fotoaparát, pořídí snímek a poté se prodlouží o celou minutu (během které se fotoaparát automaticky vypne), než jej znovu zapnete a pořídíte další snímek - to zopakujete u dvaceti fotografií (kapacita mého prvního hacknutá kamera.) Nyní připojíme Arduino k fotoaparátu. Nejprve trochu vysvětlení: k úplnému ovládání kamery náš kód vezme dva digitální výstupní piny a jeden namapuje na vypínač a druhý na spínač závěrky. Když kód chce zapnout nebo vypnout fotoaparát nebo přepnout režimy, krátce přidrží kameru na výstupním kolíku vysoko - a když chce kód pořizovat snímky, přidrží vysoko výstupní pin závěrky fotoaparátu. Tato akce je převedena na skutečné stisknutí tlačítka zapnutím a vypnutím tranzistoru, který je zase připojen pomocí našich vodičů kamery k přepínačům na skutečné kameře. Uzemnění kamery a Arduina jsou propojeny tak, aby dávaly obvody Arduino a externí kamery společné uzemnění, což umožňuje správné fungování tranzistorů. Pomocí dvou vodičů propojte tyto dva výstupní piny (zapnutá kamera a spoušť fotoaparátu) k různým linkám na desce. Poté připojte základní pin tranzistoru ke každému ze dvou výstupních kolíků. Nakonec připojte své dva vodiče pro každý odpovídající přepínač z vaší skutečné kamery k dalším dvěma (kolíky kolektoru a emitoru) tranzistoru. Možná budete muset experimentovat s tím, který vodič jde do kolektoru a který jde do vysílače v každém páru; což bude záviset na vnitřním zapojení konkrétní kamery, kterou hackujete. Nakonec ** a to je důležité **, vezměte uzemňovací vodič z kamery a zapojte jej do uzemňovacího kolíku na Arduinu. To je nezbytné pro to, aby vaše tranzistory fungovaly, a tedy aby vaše kamera reagovala na vaše arduino!

Krok 6: Fotografujte

Připojte k fotoaparátu baterii AAA. Mělo by to zapípat a zapnout. Počkejte 30 sekund, než se fotoaparát vypne. (Kód, který jsem vložil, předpokládá, že je kamera již vypnutá, když je spuštěna, a zapne vám kameru.) Nyní umístěte kameru a Arduino na požadovaný úhel pohledu a zapněte Arduino. Voila! Možná se ptáte - tato kamera je trochu nepraktická, má Arduino a prkénko a tak dále. Nemůžeme to udělat trochu kompaktnější, abychom mohli pořizovat snímky téměř odkudkoli chceme? Dobrá zpráva je, že může! Toto bylo navrženo pro použití jako samostatný obvod pomocí Atmega staženého z Arduina na jediném objektu kamery/obvodu, který lze umístit kdekoli. Níže jsem také zahrnoval obrázek tohoto nastavení - a pokud to lidi zaujalo, budu pracovat na jiném Instructable nebo alespoň přidám soubory Eagle na tuto stránku, aby ostatní mohli pracovat. Dejte mi vědět! Doufáme, že vám to pomohlo - komentáře k technologii i aplikaci jsou vítány! Neváhejte mi napsat přímo nebo komentář, pokud máte nějaké dotazy nebo chcete nějaké vysvětlení.