Камера с кръстосан лъч/тригер на светкавица: 5 стъпки (със снимки)

2024 Автор: John Day | [email protected]. Последно модифициран: 2024-01-30 07:55

Това устройство ще задейства камера или светкавица, за да направи автоматично снимка, когато обект (цел) влезе в определено място. Той използва два кръстосани инфрачервени лъча, за да открие наличието на целта и да затвори реле, което задейства камерата или светкавицата. Времето за реакция е около 2 ms от откриването до затварянето на релето, така че ако камерата ви няма дълго забавяне на затвора, тя ще заснеме дори бързо движещи се цели.

Оптичната част на устройството се състои от два инфрачервени светодиода и две оптични интегрални схеми Sharp IS471FE (OPIC). Оптичните интегрални схеми имат вградени LED модулатори и синхронни детектори, така че те няма да виждат светлина един от друг светодиодите. Изходите от OPIC са свързани към 8 -пинов PIC микроконтролер, който се справя с интерпретирането на входните сигнали и задвижването на релето и видим светодиод, който показва режима на работа. Въпреки че има 11 режима на работа, контролерът има много прост потребителски интерфейс, състоящ се от превключвател с бутон и светодиод. При включване, ако лъчите са правилно подравнени и непрекъснати, светодиодът свети непрекъснато за 1 секунда, след което изгасва, за да покаже, че устройството е готово за работа в непрекъснат режим. В този режим релето ще се затвори и ще остане затворено и светодиодът ще светне, докато и двата инфрачервени лъча са прекъснати. Устройството вече е готово за свързване с вашата камера. При някои цели може да искате да направите повече от една снимка, когато целта прекъсне инфрачервените лъчи. Включих основна функция за интервалометър в контролера, за да позволя на камерите, които нямат вграден режим за бърз огън, да правят няколко снимки, докато инфрачервените лъчи са прекъснати. Натискането на бутона за избор на режим веднъж извежда контролера от непрекъснат режим и го поставя в импулсен режим. Светодиодът ще мига веднъж, за да покаже, че релето ще се затвори 1 път в секунда. Някои камери са по -бързи, така че повторното натискане на бутона ще премести до 2 импулса в секунда. Чрез многократно натискане на бутона скоростта ще се увеличи от 1 pps до 10 pps, като всеки път мига светодиодът, за да покаже честотата на импулса. Задържането на бутона за 2,3 секунди нулира устройството и ви връща в непрекъснат режим.

Стъпка 1: Съберете електронни части

Ето списъците с части за електронните неща.

Цялата електроника може да бъде получена от Digikey или други източници. Ще ви трябват и куп различни цветове тел. Ще трябва да можете да програмирате микроконтролера PIC- PICKit2 или ICD-2 или някой от стотици други програмисти може да свърши работа. Подходящ програмист ще струва около 20 долара, но след като го имате, ще намерите всякакви проекти, които могат да използват микроконтролери и ще имат голяма полза от него. Когато си купих PICKit2 от digikey, поръчах пакет аксесоари от пет чипа PIC10F206 с 8 пинови DIP адаптери. IC е в малък пакет SOT23, който е добре, ако ще правите печатна платка, но доста безполезен за макетиране и еднократни строителни проекти. 10F206 се предлага и в 8-пинов DIP пакет- предлагам да го използвате. Тук не съм предоставил информация за оформлението на печатната платка за контролера, защото не съм използвал печатна платка. Схемата е толкова проста, че изглежда някак глупаво да се направи печатна платка за нея. На платката има само 4 части- релето, UC, байпас капачката и резистор. Веригата изисква по -малко части от схемата с чип с таймер 555. Просто изрежете малко перф дъска, за да пасне на кутията, която използвате, и свържете кабела. Началото трябва да отнеме 30 минути, за да завърши. Оптичните вериги са доста прости- IC, капачка и LED. LED и оптичната IC влизат в диагонално противоположни ъгли на рамката на тръбата, така че ще ви трябва куп цветна жица. "Сглобих" интегралната схема и кондензатора върху малки парчета перфорирана дъска, които се вписват в тапи за PVC лакътни фитинги в рамката- вижте снимките на следващата страница.

Стъпка 2: Програмата

PIC10F206 е наистина проста част- без прекъсвания и само стек на 2 нива, така че не можете да правите никакви вложени подпрограми- в резултат на това ще видите либерално използване на goto в програмата. Чипът работи на 4 MHz с помощта на вътрешния RC осцилатор, така че изпълнява 1M инструкции в секунда. Когато даден обект прекъсне инфрачервените лъчи, на чиповете IS471 са необходими около 400 нас, за да промените състоянието си. Оттам на uC са необходими само няколко микросекунди, за да открие промяната и да разпореди релето да се затвори. Затварянето на релето отнема около 1,5 ms, което води до общо закъснение от около 2 ms от счупените лъчи до затвореното реле. Разработих програмния чип, използвайки MPLAB. Това е безплатният асемблер/IDE на Microchip Tech. Използвах и моя китайски ICD2 клонинг (около 50 долара в ebay), за да програмирам IC. Трябваше да използвам много цикли на забавяне, затова се навъртах в мрежата и намерих програма, наречена PICLoops тук: https://www.mnsi.net/~boucher/picloops.html PICLoops автоматично генерира код за сглобяване на времеви цикъл за вас, ако кажете какъв UC използвате и тактовата честота. По-късно попаднах на подобна онлайн програма тук: https://www.piclist.com/techref/piclist/codegen/delay.htm Втората ще генерира закъснения, които са точни за един цикъл на часовник, където PICLoops не е толкова точно. И двете са добре за това приложение, тъй като времето не е критично и UC все пак работи на RC осцилатор. Програмата основно се движи напред -назад между проверка на бутона за режим и проверка, за да се види дали лъчите са прекъснати. Превключвателят за режим работи, като поддържа текущ брой броя на натискането на бутона. При всяко натискане на бутона забавянето между импулсите към релето се съкращава достатъчно, за да се увеличи честотата на импулса с 1 Hz. Най -голямата част от кода са различните закъснения, използвани от импулсните режими. Когато промените импулсния режим, светодиодът мига, за да покаже новия режим. Можете да определите каква е новата честота на импулса, като преброите светодиодите мигат- 4 пъти означава 4 Hz и т.н. Светодиодите мигат достатъчно бързо, така че ще можете да ги преброите. Ако устройството е в 10 Hz импулсен режим, натискането на бутона отново ви връща към непрекъснат режим. Има таймер за наблюдение, който работи, докато програмата работи. Ако таймерът не се нулира, преди да препълни, uC ще се нулира сам. Ето защо задържането на бутона за режим за 2,3 секунди кара uC да се върне в непрекъснат режим. Когато натиснете бутона, uC изчаква да го освободите, преди да направите каквото и да било. Едно от първите неща, които прави, след като го пуснете, е нулирането на таймера за наблюдение. Ако не пуснете бутона, таймерът за наблюдение на кучетата препълва и рестартира програмата в непрекъснат режим. Прикачих файла с списък с монтаж за тези, които са любопитни, и.hex файла за тези, които просто искат да запишат чипа и свърши с него. Приветствам всякакви критики към моята техника на програмиране от някой от вас, специалистите по PIC монтаж там. Забележка- релето се затваря за 25 ms, когато работи в импулсен режим. Някои камери може да изискват по -дълъг импулс. Това забавяне е зададено в ред, който казва "call delay25" в горната част на секцията rlypuls на кода. Ако 25 ms са твърде кратки за вашата камера, променете този ред, за да кажете „забавяне на повикването50“, след това променете реда, който казва „забавяне на повикването75“, за да кажете „забавяне на повикването50“. Това ще увеличи времето на импулса до 50 ms и ще запази всички честоти на импулса на стъпки от дори 1 Hz. Програмата заема само 173 байта от наличните 512 байта в чипа, така че можете да добавите всякакви функционалности към нещо, ако желаете, въпреки че потребителският интерфейс ще бъде донякъде ограничаващ.

Стъпка 3: Механична конструкция

Първоначално се опитах да направя това нещо с квадрат от 3 фута от 1/2 "тръба, но установих, че е почти невъзможно да се поддържат гредите подравнени. Разстоянието беше твърде голямо и тръбата твърде гъвкава, за да поддържа подравняването на гредата. Преминах на 3/ 4 -инчова тръба и квадрат от 2 фута и сега всичко остава подравнено доста добре. Използвах по-голямата част от 1/2 "тръбата, за да направя пистолети за маршмелоу за сина ми Алекс и някои от неговите приятели.

Ще ви трябват 3/4 "тръби за основната рамка и 1/2" тръба за вертикалните щрангове, в които се намират оптичните интегрални схеми и светодиоди. Можете да получите 3/4 "колена, които имат 1/2" резбова странична връзка, така че вземете и адаптери с 1/2 "резба. Моята философия за справяне с проекти за PVC тръби е да купувате свръх фитингите и тръбите и да връщате каквото нямате нужда, когато проектът е завършен. Това свежда до минимум разочароващите пътувания до магазина за един монтаж от 0,30 лв. Ще ви трябва куп различни цветни проводници, за да свържете всички тези неща- светодиодите и техните интегрални схеми са разделени с около 6 фута тръба. Ще искате да направите кабелите изключително дълги, за да позволите сглобяването и разглобяването на вещите за отстраняване на неизправности. Различните цветове ще ви помогнат да запазите направо какво се свързва с какво. Първото нещо, което направих, беше да пробием дупки в капачките и да монтираме светодиодите Прикрепих изключително дълги проводници и използвах термосвиваеми светодиодни проводници, за да ги изолирам. Сглобих свободно рамката на тръбата, за да я разглобя лесно и прекарах проводниците през тръбата. След това монтирайте чиповете и капачките IS471 върху перф. дъска, изрязана, за да се побере в отвора в крайните капачки ole в капачката и инсталирайте парче месингова тръба от 1/4 "(или каквото имате наоколо). Уверете се, че знаете коя страна на IS471 е страната на приемника! Искате той да е обърнат към вашия светодиод, а не към байпас капачката! Прикрепете проводници към IC платката- ще има общо пет връзки- Vcc, Gnd, Out и LED. Петият проводник свързва анода на светодиода с Vcc. Решете къде искате да поставите конектора върху рамката на тръбата и се уверете, че проводниците към IC са достатъчно дълги, за да достигнат до нея. Монтирайте конектора, пуснете проводниците, запоявайте всичко заедно и сте готови за работа. Не забравяйте да запоите заземен проводник към корпуса на конектора. Това ще помогне да се защити всичко от статично електричество. След като окабеляването приключи, удряйте тръбата плътно заедно с чук. Не трябва да имате нужда от лепило и ако залепите тръбата заедно, няма да можете да я разглобите, за да отстраните проблемите по -късно. Ако искате по -сигурна конструкция, забийте винт през всяко съединение, след като ги удряте заедно. Когато контролерът е сглобен, ще трябва да подравните гредите. Релето ще се затвори само когато и двата инфрачервени лъча са прекъснати/неправилно подредени. Изходите на OPIC обикновено са ниски, когато могат да видят своя източник на светлина и се издигат високо, когато лъчът е прекъснат. Така че подравняването на лъчите се извършва, както следва: 1) Свържете оптичната рамка към контролера. 2) Включете захранването. Светодиодът ще свети и ще свети, освен ако нямате изключителен късмет. Първо светва, за да покаже непрекъснат режим, след това остава да свети, защото лъчите не са подравнени. Ако светодиодът изгасне, това означава, че поне един лъч е подравнен. 3) Ако приемем, че светодиодът свети, това показва, че и двата лъча не са подравнени. Блокирайте един лъч с парче лента или хартия. 4) Подравнете светодиода възможно най -добре, като завъртите главата, за да го насочите към диагонално противоположния OPIC. 5) Сега започнете да огъвате и завъртате главата на OPIC, докато светодиодът изгасне, което показва, че лъчът е подравнен. 6) След това блокирайте прясно подравнената греда, след което направете същите настройки за втората греда. Когато светодиодът изгасне, и двата лъча са подравнени и сте готови да направите няколко снимки. Когато захранвате уреда, проверявайте гредите, като блокирате един след друг. Ако единият лъч не е подравнен, блокирането на другия ще доведе до запалване на светодиода. Тогава можете просто да пренастроите този, който не е наред. Ако светодиодът свети и продължава да свети, и двата лъча не са подравнени и трябва да следвате процедурата, описана по -горе. Ако изградите вещта сигурно и подравните гредите за първи път, ще отнеме известно наказание, преди да трябва да извършите пренареждане.

Стъпка 4: Контролерът

Вградих контролера в пластмасова кутия, която взех за твърде висока цена в електрониката на Фрай. Можете да използвате почти всичко, стига да е достатъчно голямо. Тази кутия е проектирана за 9V батерия, но трябваше да използвам 6V, така че мястото на батерията да се губи. Можех лесно да вмъкна платката в отделението за батерията 9V.

Каквато и кутия и ключове да използвате, планирайте оформлението и се уверете, че всичко ще съвпадне, когато се опитате да го затворите. Обърнете внимание, че има диод, свързан последователно с батерията. Той е там, за да понижи захранващото напрежение до приемливо ниво за uC, което е номинално за 5.5V максимум Vcc. Дори и с диода, частта работи на границата с нови батерии, така че не получавайте фантазии за работа на 9V, освен ако не добавите 5V регулатор. Поиграх си с идеята да използвам вместо това PIC12HV615, защото той има вграден регулатор на шунта, но люлеенето между минималния и максималния ток е твърде много за регулатора на шунта, така че ще трябва да усложня малко схемата, за да стигна до него работа. Исках да запазя това наистина просто, най -вече защото съм мързелив, но и защото имам други проекти и исках да завърша този възможно най -скоро. Релето, което използвах, има вграден защитен диод, показан, но не е обозначен на схемата. Диодът предпазва uC от индукционния обратен удар, който възниква, когато пуснете импулс в индуктор като релейна бобина. Ако използвате различно реле, не забравяйте да добавите диод с показаната полярност или може би можете да целунете вашия UC за сбогом при първото включване на релето. UC може безопасно да потъне около 25 mA от един щифт, така че изберете реле с бобина с високо съпротивление. PRMA1A05 има намотка от 500 ома, така че отнема само 10-12 mA, за да я затвори. Исках да използвам някои хубави тънки, леки кабели с конектори RJ-11, но всички съединители, които намерих във Фрай, бяха части за монтаж на печатни платки, така че в крайна сметка отидох в старо училище с DB9. Серийните кабели са евтини с мръсотия и винтовете ще предпазят конекторите от падане. Наистина трябва само да свържете 3 проводника (Vcc, Gnd и комбинираните изходи на двата IS471FE) между оптичния модул и контролера, за да можете да използвате почти всеки конектор/кабел, който харесвате, дори стерео мини щепсел и жак.

Стъпка 5: Използване на Photo Trigger

Идеята е да настроите нещата така, че гредите да се пресичат там, където очаквате да се извърши някакво действие. Например, ако искате да застреляте колибри в хранилка или птица, която влиза или излиза от гнездото, настройте рамката с точката на кръстосания лъч точно там, където искате. След това настройте камерата, насочена към целта, и задайте предварително фокуса, експонацията и баланса на бялото (това ще намали времето за забавяне на затвора). Тествайте подравняването на лъча, за да се уверите, че ДВЕТЕ лъча са подравнени правилно- това става чрез махане с ръка през всеки лъч поотделно, след това през целевата зона. Светодиодът трябва да светне и релето да се затвори само когато и двата лъча са прекъснати. Сега задайте режима на работа- непрекъснат или импулсен и изчезвайте.

Трябва да знаете малко за поведението на вашата цел, за да получите най -добри резултати. Ако искате да заснемете нещо, което се движи бързо, трябва да вземете предвид закъсненията на камерата и контролера, за да предскажете къде ще бъде целта, след като прекъсне инфрачервените лъчи. Бръмчаща птица, която витае на едно място, може да бъде застреляна точно там, където се пресичат гредите. Птица или прилеп, който лети бързо, може да е на няколко крачки от момента, в който камерата направи снимката. Импулсният режим позволява на камерите, които нямат вграден непрекъснат режим на снимане, да правят няколко снимки, докато лъчите са прекъснати. Можете да настроите честотата на импулсите до 10 Hz, въпреки че няма много камери наоколо, които могат да снимат толкова бързо. Ще трябва да експериментирате малко, за да видите колко бързо камерата ви може да снима. Връзката с камерата се осъществява чрез нормално отворен релеен контакт, така че можете да свържете светкавица вместо камера. След това можете да снимате на тъмно, като отворите затвора и използвате контролера, за да задействате светкавица веднъж или няколко пъти, когато обект (прилеп може би?) Прекъсне лъчите. След като светкавицата се задейства, затворете затвора. Ако светкавицата може да продължи, можете да направите няколко готини снимки с многократна експозиция, като използвате един от импулсните режими. Можете точно да определите мястото, където гредите се пресичат, като прикрепите еластична нишка към оптичните глави. За някои цели това е мястото, където ще насочите и предварително фокусирате камерата си. Снимките по -долу показват мъж от Лего, който пада през гредите. Пуснах го от няколко фута над гредите и можете да видите, че е паднал на около 6-8 под лъчите за времето, необходимо за счупването на лъчите, затварянето на релето и задействането на камерата. Тази камера беше Nikon DSLR, който вероятно има малко забавяне на затвора, когато е предварително фокусиран и изложен. Вашите резултати ще зависят от вашата камера. Прототипът вече е в ръцете на приятеля, който е направил тези снимки (камерата ми трябва да бъде променена, за да използвам дистанционно освобождаване на затвора) Ако създаде още художествени снимки с това устройство, ще се опитам да ги публикувам тук или на моя уебсайт. Забавлявайте се!