Cameră cu raze IR încrucișate / declanșator bliț: 5 pași (cu imagini)

2024 Autor: John Day | [email protected]. Modificat ultima dată: 2024-01-30 11:46

Acest dispozitiv va declanșa o cameră sau o unitate flash pentru a face automat o fotografie atunci când un obiect (țintă) intră într-o anumită locație. Folosește două fascicule de lumină cu infraroșu încrucișate pentru a detecta prezența țintei și pentru a închide un releu care declanșează camera sau unitatea flash. Timpul de răspuns este de aproximativ 2 ms de la detecție până la închiderea releului, deci dacă camera dvs. nu are un decalaj lung de declanșare, va capta chiar și ținte în mișcare rapidă.

Partea optică a dispozitivului este formată din două LED-uri IR și două IC-uri optice Sharp IS471FE (OPIC). IC-urile optice au încorporat modulatoare LED și detectoare sincrone, astfel încât nu vor vedea lumina de la LED-urile celorlalți. Ieșirile din OPIC sunt conectate la un microcontroler PIC cu 8 pini care se ocupă de interpretarea semnalelor de intrare și de acționare a releului și de un LED vizibil care indică modul de funcționare. Deși există 11 moduri de funcționare, controlerul are o interfață de utilizator foarte simplă constând dintr-un comutator cu buton și un LED. La pornire, dacă grinzile sunt corect aliniate și neîntrerupte, LED-ul se aprinde continuu timp de 1 secundă, apoi se întunecă pentru a indica că unitatea este gata să funcționeze în modul continuu. În acest mod, releul se va închide și va rămâne închis, iar LED-ul se va aprinde atâta timp cât ambele fascicule IR sunt întrerupte. Unitatea este acum gata să se conecteze la camera dvs. Cu unele ținte, poate doriți să faceți mai multe imagini atunci când ținta sparge grinzile IR. Am inclus o funcție de intervalometru de bază în controler pentru a permite camerelor care nu au un mod rapid încorporat să facă mai multe fotografii, atâta timp cât fasciculele IR sunt întrerupte. Apăsarea butonului de selectare a modului o dată scoate controlerul din modul continuu și îl pune în modul impuls. LED-ul va clipi o singură dată pentru a indica faptul că releul se va închide de 1 dată pe secundă. Unele camere sunt mai rapide, astfel încât apăsarea butonului din nou se va deplasa până la 2 impulsuri pe secundă. Prin apăsarea repetată a butonului, viteza va crește de la 1 pps până la 10 pps, de fiecare dată intermitent LED-ul pentru a indica frecvența impulsului. Ținând apăsat butonul timp de 2,3 secunde se resetează unitatea și se revine la modul continuu.

Pasul 1: Adunați piese electronice

Iată listele de piese pentru materialele electronice.

Toate componentele electronice pot fi obținute de la Digikey sau alte surse. Veți avea nevoie și de o grămadă de culori diferite de sârmă. Va trebui să puteți programa microcontrolerul PIC - un PICKit2 sau ICD-2 sau oricare dintre sutele de alți programatori pot face treaba. Un programator potrivit va costa aproximativ 20 de dolari, dar odată ce îl veți găsi, veți găsi tot felul de proiecte care pot utiliza microcontrolere și le veți folosi mult. Când mi-am cumpărat PICKit2 de la digikey, am comandat un pachet de accesorii cu cinci jetoane PIC10F206 cu adaptoare DIP cu 8 pini. IC-ul se află într-un mic pachet SOT23, care este bine dacă veți face un PCB, dar destul de inutil pentru panouri și proiecte de construcții unice. 10F206 este, de asemenea, disponibil într-un pachet DIP cu 8 pini - vă sugerez să îl utilizați. Nu am furnizat informații despre aspectul PCB pentru controler aici, deoarece nu am folosit un PCB. Circuitul este atât de simplu încât pare o prostie să faci un PCB pentru el. Există doar 4 părți pe placă - releul, uC, capacul de bypass și un rezistor. Circuitul necesită mai puține piese decât un circuit de cip cu temporizator 555. Tăiați niște plăci de perf pentru a se potrivi oricărei cutii pe care le utilizați și conectați-l. Ar trebui să dureze toate cele 30 de minute pentru a începe. Circuitele optice sunt destul de simple - un CI, un capac și un LED. LED-ul și IC-ul optic intră în colțurile diagonale opuse ale cadrului țevii, așa că veți avea nevoie de o grămadă de sârmă colorată. Am „asamblat” IC-ul și condensatorul pe bucăți mici de placă de perfecțiune care se încadrează în dopuri de cap pentru fitingurile de cot din PVC din cadru - vezi fotografiile de pe pagina următoare.

Pasul 2: Programul

PIC10F206 este o parte cu adevărat simplă - fără întreruperi și doar o stivă de 2 niveluri, deci nu puteți face subrutine imbricate - ca rezultat veți vedea o utilizare liberală a goto-urilor. Cipul funcționează la 4 MHz folosind oscilatorul RC intern, astfel încât execută instrucțiuni de 1M pe secundă. Când un obiect sparge grinzile IR, este nevoie de cipurile IS471 de 400 de noi pentru a schimba starea. De acolo, uC are nevoie de doar câteva microsecunde pentru a detecta schimbarea și a comanda închiderea releului. Releul durează aproximativ 1,5 ms până la închidere, rezultând o întârziere totală de aproximativ 2 ms de la grinzile rupte la releul închis. Am dezvoltat cipul de program folosind MPLAB. Este ansamblul / IDE gratuit al Microchip Tech. De asemenea, am folosit clona mea chineză ICD2 (aproximativ 50 USD pe eBay) pentru a programa de fapt IC-ul. Aveam nevoie să folosesc o mulțime de bucle de întârziere, așa că am rădăcinat pe web și am găsit un program numit PICLoops aici: https://www.mnsi.net/~boucher/picloops.html PICLoops generează automat codul de asamblare a buclei de sincronizare pentru dvs. spune-i ce uC folosești și viteza ceasului. Mai târziu am întâlnit un program online similar aici: https://www.piclist.com/techref/piclist/codegen/delay.htm Cel de-al doilea va genera întârzieri care sunt corecte pentru un singur ciclu de ceas în care PICLoops nu este destul de exact. Oricare este în regulă pentru această aplicație, deoarece sincronizarea nu este critică, iar uC rulează oricum pe un oscilator RC. Comutatorul de mod funcționează ținând un număr de funcționare de câte ori a fost apăsat butonul. De fiecare dată când butonul este apăsat, întârzierea dintre impulsuri către releu se scurtează suficient pentru a intensifica frecvența impulsului cu 1 Hz. Cea mai mare parte a codului este diferitele întârzieri utilizate de modurile de impulsuri. Când schimbați modul de impuls, LED-ul clipește pentru a indica noul mod. Puteți afla care este noua frecvență a impulsurilor numărând blițurile LED - de 4 ori înseamnă 4 Hz etc. Blițurile LED au fost temporizate suficient de lent încât să le puteți număra. Dacă unitatea este în modul de impuls de 10 Hz, apăsând din nou butonul vă duce înapoi la modul continuu. Există un cronometru de supraveghere care rulează în timp ce rulează programul. Dacă temporizatorul nu este resetat înainte de a revărsa, uC se va reseta singur. De aceea, menținerea butonului de mod timp de 2,3 secunde determină resetarea uC la modul continuu. Când apăsați butonul, uC așteaptă să îl eliberați înainte de a face ceva. Unul dintre primele lucruri pe care le face după ce îl eliberați este resetarea temporizatorului de supraveghere. Dacă nu eliberați butonul, cronometrul câinelui de supraveghere se revarsă și repornește programul în modul continuu. Am atașat fișierul de listare a ansamblului pentru cei care sunt curioși și fișierul.hex pentru cei care doresc doar să ardă cipul și să se termine cu ea. Salut orice critică a tehnicii mele de programare de la oricare dintre voi experți în asamblare PIC acolo. Notă: releul se închide timp de 25 ms când funcționează în modul impuls. Unele camere pot necesita un impuls mai lung. Această întârziere este setată în linia care spune „întârziere apel 25” în partea de sus a secțiunii rlypuls a codului. Dacă 25 ms este prea scurt pentru camera dvs., schimbați acea linie pentru a spune „call delay50”, apoi schimbați linia care spune „call delay75” pentru a spune „call delay50”. Acest lucru va crește timpul de impuls la 50 ms și va păstra totuși toate frecvențele impulsurilor la pași chiar de 1 Hz. Programul ocupă doar 173 de octeți din 512 octeți disponibili în cip, astfel încât să puteți adăuga tot felul de funcționalități lucrului dacă doriți, deși interfața cu utilizatorul va fi oarecum limitativă.

Pasul 3: Construcție mecanică

Am încercat inițial să fac acest lucru cu un pătrat de 3 picioare de țeavă de 1/2 ", dar am constatat că este aproape imposibil să mențin grinzile aliniate. Distanța era prea mare și țeava prea flexibilă pentru a menține alinierea fasciculului. Am trecut la 3 / Țeavă de 4 "și un pătrat de 2 picioare și acum totul rămâne aliniat destul de bine. Am folosit cea mai mare parte a țevii de 1/2 "pentru a face arme de suflare de marshmallow pentru fiul meu, Alex, și pentru unii dintre prietenii lui de căsătorie.

Veți avea nevoie de țeavă de 3/4 "pentru cadrul principal și de țeavă de 1/2" pentru coloanele verticale care adăpostesc circuite integrate și LED-uri optice. Puteți obține coturi de 3/4 "care au o conexiune laterală cu filet de 1/2", așa că obțineți și adaptoare de filet de 1/2 ". Filozofia mea despre lucrul cu proiecte de țevi din PVC este să cumpărați în exces armăturile și țevile și să returnați ce nu aveți nevoie când proiectul este terminat. Asta minimizează călătoriile frustrante la magazin pentru o singură montare de 0,30 USD. Veți avea nevoie de o grămadă de sârmă colorată diferită pentru a conecta toate aceste lucruri - LED-urile și circuitele IC ale acestora sunt separate de aproximativ 6 picioare de țeavă. Veți dori să faceți firele foarte lungi pentru a permite asamblarea și îndepărtarea lucrului pentru depanare. Culori diferite vă vor ajuta să păstrați drept ce se conectează la ce. Primul lucru pe care l-am făcut a fost să găuriți capacele și să montați LED-urile Am atașat fire foarte lungi și am folosit termocontractor la cablurile LED pentru a le izola. Am asamblat ușor cadrul țevii, astfel încât să-l pot despărți ușor și să trec firele prin țeavă. Apoi, montați cipurile și capacele IS471 pe perf. placa tăiată pentru a se încadra în orificiul din capace ole în capac și instalați o bucată de tub de alamă de 1/4 "(sau orice aveți în jur). Asigurați-vă că știți care este partea receptorului IS471! Vrei să fie orientat către LED-ul tău, nu la capacul de bypass! Atașați fire la placa IC - vor exista un total de cinci conexiuni - Vcc, Gnd, Out și LED. Al cincilea fir conectează anodul LED-ului la Vcc. Decideți unde doriți să puneți conectorul pe cadrul țevii și asigurați-vă că cablurile către IC sunt suficient de lungi pentru a ajunge la el. Montați conectorul, rulați firele, lipiți totul împreună și sunteți gata de plecare. Nu uitați să lipiți un fir de împământare pe carcasa conectorului. Acesta va ajuta la protejarea tuturor de electricitatea statică. Odată ce toate cablurile sunt terminate, bateți țeava împreună cu un ciocan. Nu ar trebui să aveți nevoie de lipici și, dacă lipiți țeava împreună, nu veți putea să o desfaceți pentru a remedia problemele mai târziu. Dacă doriți o construcție mai sigură, treceți un șurub prin fiecare îmbinare după ce le-ați bătut împreună. Când controlerul este asamblat, va trebui să aliniați grinzile. Releul se va închide numai atunci când ambele fascicule IR sunt întrerupte / nealiniate. Ieșirile OPIC-urilor sunt în mod normal scăzute, atunci când își pot vedea sursa de lumină și se ridică atunci când fasciculul este întrerupt. Deci, alinierea grinzilor se face după cum urmează: 1) Conectați cadrul optic la controler. 2) Porniți. LED-ul se va aprinde și va rămâne aprins, cu excepția cazului în care sunteți extraordinar de norocoși. Mai întâi se aprinde pentru a indica modul continuu, apoi rămâne aprins deoarece grinzile nu sunt aliniate. Dacă LED-ul se stinge înseamnă că cel puțin un fascicul este aliniat. 3) Presupunând că LED-ul este aprins, indică faptul că ambele raze sunt nealiniate. Blocați un fascicul cu o bucată de bandă sau hârtie. 4) Aliniați LED-ul cât de bine puteți răsucind capul pentru a-l îndrepta spre OPIC diagonal opus. 5) Acum începeți să flectați și să răsuciți capul OPIC până când LED-ul se stinge, indicând faptul că fasciculul este aliniat. 6) Apoi blocați fasciculul proaspăt aliniat, apoi efectuați aceleași ajustări la cel de-al doilea fascicul. Când LED-ul se stinge, ambele fascicule sunt aliniate și sunteți gata să faceți câteva fotografii. Ori de câte ori porniți unitatea, verificați fasciculele blocându-le una pe alta. Dacă un fascicul este nealiniat, blocarea celuilalt va provoca aprinderea LED-ului. Apoi, puteți să-l realiniați pe cel care este în afara bătăii. Dacă LED-ul se aprinde și rămâne aprins, ambele fascicule nu sunt aliniate și trebuie să urmați procedura detaliată mai sus. Dacă construiți lucrul în siguranță și aliniați grinzile pentru prima dată, va fi necesară o pedeapsă înainte să faceți realinieri.

Pasul 4: Controlerul

Am construit controlerul într-o cutie de plastic pe care am ridicat-o la un preț mult prea mare la electronica lui Fry. Puteți folosi aproape orice atâta timp cât este suficient de mare. Această cutie a fost concepută pentru o baterie de 9V, dar trebuia să folosesc 6V, astfel încât spațiul bateriei să fie irosit. Aș fi putut monta cu ușurință placa de circuit în compartimentul bateriei de 9V.

Indiferent de cutie și comutatoare pe care le utilizați, planificați aspectul și asigurați-vă că totul se va potrivi când încercați să îl închideți. Rețineți că există o diodă conectată în serie cu bateria. Este acolo pentru a reduce tensiunea de alimentare la un nivel acceptabil pentru uC, care este evaluat pentru 5,5V Vcc maxim. Chiar și cu dioda, piesa rulează la limită cu baterii noi, așa că nu primiți idei fanteziste despre funcționarea la 9V decât dacă adăugați un regulator de 5V. M-am jucat cu ideea de a folosi un PIC12HV615 în schimb, deoarece are un regulator de șunt încorporat, dar oscilația dintre curenții minim și maxim este prea mare pentru regulatorul de șunt, așa că ar trebui să complic circuitul un pic pentru a-l ajunge muncă. Am vrut să păstrez acest lucru foarte simplu, mai ales pentru că sunt leneș, dar și pentru că am alte proiecte în desfășurare și am vrut să-l termin cât mai curând. Releul pe care l-am folosit are o diodă de protecție încorporată afișată, dar nu este etichetată pe schemă. Dioda protejează uC de lovitura inductivă de tensiune inversă care apare atunci când declanșați un impuls într-un inductor ca o bobină de releu. Dacă utilizați un releu diferit, asigurați-vă că adăugați o diodă cu polaritatea afișată sau poate vă puteți săruta la revedere la prima dată când declanșează releul. UC poate scufunda în siguranță aproximativ 25 mA dintr-un pin, așa că alegeți un releu cu o bobină de înaltă rezistență. PRMA1A05 are o bobină de 500 Ohm, deci este nevoie de doar 10-12 mA pentru a o închide. Am vrut să folosesc niște cabluri ușoare subțiri, ușoare, cu conectori RJ-11, dar toți conectorii pe care i-am găsit la Fry's erau piese de montare PCB, așa că am ajuns să merg la vechea școală cu DB9. Cablurile seriale sunt ieftine și șuruburile vor împiedica căderea conectorilor. Într-adevăr, trebuie doar să conectați 3 fire (Vcc, Gnd și ieșirile combinate ale celor două IS471FE) între ansamblul optic și controler, astfel încât să puteți utiliza aproape orice conector / cablu doriți, chiar și o mini priză stereo și mufă.

Pasul 5: Utilizarea Photo Trigger

Ideea este să stabiliți lucrurile astfel încât grinzile să se încrucișeze acolo unde vă așteptați să aibă loc o acțiune. De exemplu, dacă doriți să împușcați o colibri într-un alimentator sau o pasăre care intră sau iese dintr-un cuib, setați cadrul în sus cu punctul fasciculului încrucișat chiar acolo unde doriți. Apoi configurați camera îndreptată spre țintă și presetați focalizarea, expunerea și balansul de alb (acest lucru va reduce timpul de întârziere a obturatorului). Testați alinierea fasciculului pentru a vă asigura că AMBELE grinzi sunt aliniate corect - acest lucru se face prin fluturarea mâinii prin fiecare fascicul individual, apoi prin zona țintă. LED-ul ar trebui să se aprindă și să se închidă releul numai atunci când ambele fascicule sunt întrerupte. Acum setați modul de funcționare - continuu sau pulsat și plecați.

Trebuie să știți puțin despre comportamentul țintei dvs. pentru a obține cele mai bune rezultate. Dacă doriți să înregistrați ceva care se mișcă rapid, trebuie să țineți cont de întârzierile camerei și ale controlerului pentru a prezice unde va fi ținta după ce va întrerupe fasciculele IR. O pasăre colibri care planează într-un singur loc poate fi împușcată chiar acolo unde traversează grinzile. O pasăre sau un liliac care zboară rapid ar putea fi la câțiva metri distanță până când camera face fotografia. Modul pulsat permite camerelor care nu au un mod de fotografiere continuu încorporat să facă mai multe fotografii atâta timp cât fasciculele sunt întrerupte. Puteți seta frecvența pulsului până la 10 Hz, deși nu există prea multe camere în jur care să poată fotografia atât de repede. Va trebui să experimentați puțin pentru a vedea cât de repede poate fotografia camera dvs. Conexiunea camerei se face printr-un contact de releu normal deschis, astfel încât să puteți conecta un bliț în loc de o cameră. Apoi, puteți trage în întuneric propinzând declanșatorul deschis și folosind controlerul pentru a declanșa o unitate flash ori o dată sau de mai multe ori când un obiect (un liliac, poate?) Sparge grinzile. După declanșarea blițului, închideți declanșatorul. Dacă blițul dvs. poate ține pasul, puteți face câteva fotografii reci de expunere multiplă utilizând unul dintre modurile de impulsuri. Puteți localiza cu precizie punctul în care traversează grinzile prin atașarea unui fir elastic la capetele optice. Pentru unele ținte, acolo vă veți îndrepta și prefoca camera. Fotografiile de mai jos arată un bărbat Lego care cade printre grinzi. L-am scăpat de la câțiva metri deasupra grinzilor și puteți vedea că a căzut aproximativ 6-8 sub grinzi în timpul necesar pentru ca grinzile să fie sparte, releul să se închidă și camera să tragă. a fost un DSLR Nikon care probabil are un decalaj redus al declanșatorului când este focalizat și expus. Rezultatele dvs. vor depinde de camera dvs. Prototipul este acum în mâinile prietenului care a făcut aceste fotografii (camera mea trebuie modificată pentru a utiliza declanșatorul de la distanță). Dacă produce câteva fotografii artistice folosind acest dispozitiv, voi încerca să le postez aici sau pe site-ul meu web. Distrează-te!