Crossing IR Beam Camera / Flash Trigger: 5 Langkah (dengan Gambar)

2024 Pengarang: John Day | [email protected]. Diubah suai terakhir: 2024-01-30 11:12

Peranti ini akan memicu kamera atau unit flash untuk mengambil gambar secara otomatis ketika objek (target) memasuki lokasi tertentu. Ia menggunakan dua sinar inframerah bersilang untuk mengesan kehadiran sasaran dan menutup geganti yang merentasi kamera atau unit denyar. Masa respons adalah sekitar 2 ms dari pengesanan hingga penutupan geganti, jadi jika kamera anda tidak mempunyai shutter-lag yang panjang, ia akan menangkap sasaran yang bergerak pantas.

Bahagian optik peranti terdiri daripada dua LED IR dan dua IC optik Sharp IS471FE (OPIC). IC optik mempunyai modulator LED dan pengesan segerak, jadi mereka tidak akan melihat cahaya dari LED masing-masing. Keluaran dari OPIC disambungkan ke mikrokontroler PIC 8 pin yang mengendalikan mentafsirkan isyarat input dan menggerakkan relay dan LED yang kelihatan yang menunjukkan mod operasi. Walaupun terdapat 11 mod operasi, pengawal mempunyai antara muka pengguna yang sangat sederhana yang terdiri daripada tombol tekan dan LED. Setelah dihidupkan, rasuk diselaraskan dengan betul dan tidak putus, lampu LED terus menerus selama 1 saat kemudian menjadi gelap untuk menunjukkan unit siap beroperasi dalam mod berterusan. Dalam mod itu, relay akan ditutup dan tetap ditutup dan LED akan menyala selagi kedua-dua pancaran IR terganggu. Unit ini kini siap disambungkan ke kamera anda. Dengan beberapa sasaran, anda mungkin ingin mengambil lebih dari satu gambar apabila sasaran itu melanggar sinar IR. Saya telah memasukkan fungsi intervalometer asas dalam pengawal untuk membolehkan kamera yang tidak mempunyai mod api cepat terpasang untuk mengambil banyak gambar selagi pancaran IR terganggu. Menekan butang pilih mod sekali mengeluarkan pengawal dari mod berterusan dan meletakkannya dalam mod nadi. LED akan berkelip sekali untuk menunjukkan bahawa geganti akan ditutup 1 kali sesaat. Beberapa kamera lebih pantas sehingga menekan butang sekali lagi akan bergerak hingga 2 denyutan sesaat. Dengan menekan butang berulang kali, kelajuan akan meningkat dari 1 pps hingga 10 pps, setiap kali memancarkan LED untuk menunjukkan frekuensi nadi. Menekan butang ke bawah selama 2,3 saat menetapkan semula unit dan membawa anda kembali ke mod berterusan.

Langkah 1: Kumpulkan Bahagian Elektronik

Berikut adalah senarai bahagian untuk barangan elektronik.

Semua elektronik boleh didapati dari Digikey atau sumber lain. Anda juga memerlukan pelbagai warna wayar. Anda perlu dapat memprogram mikrokontroler PIC- PICKit2 atau ICD-2 atau mana-mana daripada beratus-ratus pengaturcara lain yang dapat melakukan tugas tersebut. Pengaturcara yang sesuai akan berharga kira-kira $ 20, tetapi setelah anda memilikinya, anda akan menemui pelbagai jenis projek yang dapat menggunakan mikrokontroler dan akan memanfaatkannya dengan banyak. Semasa membeli PICKit2 saya dari digikey, saya memesan pek aksesori lima cip PIC10F206 dengan penyesuai DIP 8 pin. IC ada dalam pakej SOT23 kecil yang baik jika anda ingin membuat PCB tetapi tidak berguna untuk projek papan roti dan satu-satu projek pembinaan. 10F206 juga tersedia dalam pakej DIP 8 pin- Saya cadangkan anda menggunakannya. Saya tidak memberikan maklumat susun atur PCB untuk pengawal di sini kerana saya tidak menggunakan PCB. Litar ini sangat mudah sehingga kelihatan bodoh untuk membuat PCB untuknya. Terdapat hanya 4 bahagian di papan - relay, uC, penutup pintasan, dan perintang. Litar memerlukan bahagian yang lebih sedikit daripada litar cip pemasa 555. Cukup potong beberapa papan wangi agar sesuai dengan kotak apa sahaja yang anda gunakan dan pasangkannya. Sepatutnya 30 minit bermula hingga selesai. Litar optik cukup mudah - IC, topi, dan LED. LED dan optik IC masuk ke sudut bertentangan bingkai paip secara menyerong, jadi anda memerlukan sekumpulan dawai berwarna. Saya "memasang" IC dan kapasitor pada kepingan kecil papan perf yang sesuai dengan penutup untuk pemasangan siku PVC dalam bingkai - lihat foto di halaman seterusnya.

Langkah 2: Program

PIC10F206 adalah bahagian yang sangat mudah - tidak mengganggu dan hanya timbunan 2 tingkat, jadi anda tidak dapat melakukan subrutin bersarang - sebagai hasilnya, anda akan melihat penggunaan goto secara liberal dalam program. Cip ini berjalan pada 4 MHz menggunakan pengayun RC dalaman sehingga melaksanakan arahan 1M per saat. Apabila suatu objek memecahkan sinar IR, diperlukan cip IS471 sekitar 400 kita untuk mengubah keadaan. Dari situ uC hanya memerlukan beberapa mikrodetik untuk mengesan perubahan dan memerintahkan geganti ditutup. Relay mengambil masa kira-kira 1.5 ms untuk ditutup mengakibatkan kira-kira 2 ms kelewatan dari rasuk yang rosak hingga relay ditutup. Saya mengembangkan cip program menggunakan MPLAB. Ia adalah assembler / IDE percuma Microchip Tech. Saya juga menggunakan klon ICD2 Cina saya (sekitar $ 50 di ebay) untuk benar-benar memprogram IC. Saya perlu menggunakan banyak gelung penangguhan, jadi saya mencari di laman web dan menemui program yang dipanggil PICLoops di sini: https://www.mnsi.net/~boucher/picloops.htmlPICLoops secara automatik menghasilkan kod pemasangan gelung masa untuk anda jika anda beritahu apa yang anda gunakan dan kelajuan jam. Kemudian saya menjalani program dalam talian yang serupa di sini: https://www.piclist.com/techref/piclist/codegen/delay.htm Yang kedua akan menghasilkan kelewatan yang tepat untuk satu pusingan jam di mana PICLoops tidak cukup tepat. Sama ada baik untuk aplikasi ini kerana pemasaan tidak penting dan uC berjalan pada pengayun RC pula. Program ini terutama berulang-alik antara memeriksa butang mod dan memeriksa untuk melihat apakah balok terganggu. Suis mod berfungsi dengan memastikan jumlah berjalan berapa kali butang ditekan. Setiap kali butang ditekan, kelewatan antara denyutan ke relay semakin pendek untuk melangkah frekuensi nadi sebanyak 1 Hz. Bahagian terbesar kod adalah kelewatan berbeza yang digunakan oleh mod nadi. Apabila anda menukar mod nadi, LED berkelip untuk menunjukkan mod baru. Anda dapat mengetahui berapa frekuensi nadi baru dengan mengira LED berkelip - 4 kali bermaksud 4 Hz, dan lain-lain. Lampu kilat LED mempunyai masa yang cukup perlahan sehingga anda dapat menghitungnya. Sekiranya unit berada dalam mod nadi 10 Hz, menekan butang sekali lagi akan membawa anda kembali ke mod berterusan. Terdapat pemasa menonton anjing yang berjalan semasa program berjalan. Sekiranya pemasa tidak ditetapkan semula sebelum melimpah, uC akan menetapkan semula sendiri. Itulah sebabnya menahan butang mod selama 2,3 saat menyebabkan uC diset semula ke mod berterusan. Apabila anda menekan butang, uC menunggu anda melepaskannya sebelum melakukan apa-apa. Salah satu perkara pertama yang dilakukan selepas anda melepaskannya adalah menetapkan semula pemasa pemantau. Sekiranya anda tidak melepaskan butang, pemasa penjaga anjing meluap dan memulakan semula program dalam mod berterusan. Saya telah melampirkan fail penyenaraian pemasangan untuk mereka yang ingin tahu dan fail.hex bagi mereka yang hanya ingin membakar cip dan selesai dengannya. Saya mengalu-alukan sebarang kritikan terhadap teknik pengaturcaraan saya dari mana-mana pakar pemasangan PIC anda di luar sana. Perhatikan - relay ditutup selama 25 ms ketika beroperasi dalam mod nadi. Beberapa kamera mungkin memerlukan nadi yang lebih lama. Kelewatan itu ditetapkan sesuai dengan tulisan "call delay25" berhampiran bahagian atas rlypuls bahagian kod. Sekiranya 25 ms terlalu pendek untuk kamera anda, ubah baris itu untuk mengatakan "call delay50", kemudian ubah baris yang mengatakan "call delay75" menjadi "call delay50". Itu akan meningkatkan masa nadi hingga 50 ms dan tetap mengekalkan semua frekuensi nadi pada langkah 1 Hz. Program ini hanya menggunakan 173 bait daripada 512 bait yang ada di dalam cip, jadi anda boleh menambahkan segala macam fungsi ke perkara tersebut jika yang anda mahukan, walaupun antara muka pengguna agak terhad.

Langkah 3: Pembinaan Mekanikal

Saya pada mulanya cuba membuat benda ini dengan paip 3 kaki persegi 1/2 "tetapi mendapati hampir mustahil untuk menjaga rasuk tetap sejajar. Jaraknya terlalu besar dan paip terlalu fleksibel untuk mengekalkan penjajaran rasuk. Saya beralih ke 3 / Pipa 4 "dan persegi 2 kaki dan sekarang semuanya tetap sejajar dengan baik. Saya menggunakan sebilangan besar paip 1/2 "untuk membuat senjata api marshmallow untuk anak saya, Alex, dan beberapa rakannya.

Anda memerlukan paip 3/4 "untuk bingkai utama dan paip 1/2" untuk riser menegak yang menempatkan IC optik dan LED. Anda boleh mendapatkan siku 3/4 "yang mempunyai sambungan sisi berulir 1/2", jadi dapatkan juga penyesuai benang 1/2 ". Falsafah saya mengenai menangani projek paip PVC ialah membeli kelengkapan dan paip yang berlebihan dan mengembalikan apa yang anda tidak memerlukannya apabila projek ini selesai. Ini dapat mengurangkan perjalanan yang mengecewakan ke kedai dengan satu pemasangan $ 0.30. Anda memerlukan sekumpulan wayar berwarna yang berbeza untuk menyambungkan semua barang ini - LED dan IC mereka dipisahkan sekitar 6 kaki paip. Anda ingin membuat wayar lebih panjang untuk membolehkan pemasangan dan membongkar barang itu untuk menyelesaikan masalah. Warna yang berbeza akan membantu anda memastikan apa yang menghubungkan dengan apa. Perkara pertama yang saya lakukan ialah menggerudi lubang di penutup dan memasang LED. Saya memasang wayar ekstra panjang dan menggunakan pengecutan haba pada petunjuk LED untuk melindungi mereka. Saya memasang bingkai paip dengan longgar sehingga saya dapat melepaskannya dengan mudah dan mengalirkan wayar melalui paip. Seterusnya, pasang cip dan penutup IS471 pada perf potong papan untuk dimasukkan ke dalam bukaan di penutup akhir. Bor ah masukkan ke dalam penutup dan pasangkan sekeping tiub tembaga 1/4 "(atau apa sahaja yang anda ada). Pastikan anda mengetahui sisi IS471 yang mana sisi penerima! Anda mahu menghadap LED anda, bukan penutup pintunya! Pasang kabel ke papan IC - akan terdapat lima sambungan - Vcc, Gnd, Out, dan LED. Wayar kelima menghubungkan anod LED ke Vcc. Tentukan di mana anda mahu meletakkan penyambung pada bingkai paip dan pastikan petunjuk ke IC cukup panjang untuk mencapainya. Pasang penyambung, jalankan wayar, pasangkan semuanya dan anda sudah bersedia. Jangan lupa memasangkan wayar tanah ke cangkerang penyambung. Ia akan membantu melindungi segalanya dari elektrik statik. Setelah semua pendawaian selesai, tumbuk paip dengan kuat dengan palu. Anda tidak perlu lem, dan jika anda melekatkan paip bersama, anda tidak akan dapat melepaskannya untuk menyelesaikan masalah di kemudian hari. Sekiranya anda mahukan pembinaan yang lebih selamat, gerakkan skru melalui setiap sendi setelah menumbuknya bersama. Semasa pengawal dipasang, anda perlu meluruskan balok. Relay hanya akan ditutup apabila kedua-dua pancaran IR terganggu / tidak sejajar. Keluaran OPIC biasanya rendah, ketika mereka dapat melihat sumber cahaya mereka dan naik tinggi ketika pancaran terganggu. Oleh itu, penjajaran rasuk dilakukan seperti berikut: 1) Sambungkan bingkai optik ke pengawal. 2) Hidupkan. Lampu LED akan menyala dan tetap menyala kecuali anda bernasib baik. Mula-mula menyala untuk menunjukkan mod berterusan, kemudian tetap menyala kerana balok tidak sejajar. Sekiranya LED padam bermakna sekurang-kurangnya satu rasuk diselaraskan. 3) Dengan mengandaikan bahawa LED menyala, ini menunjukkan bahawa kedua-dua rasuk tidak sejajar. Sekat satu balok dengan sekeping pita atau kertas. 4) Sejajarkan LED dengan sebaik mungkin dengan memusingkan kepala untuk menghalakannya ke arah OPIC yang bertentangan menyerong. 5) Sekarang mulailah memusingkan dan memutar kepala OPIC sehingga LED padam, menunjukkan bahawa rasuk itu sejajar. 6) Seterusnya blok balok yang baru diselaraskan, kemudian buat penyesuaian yang sama pada rasuk kedua. Apabila LED padam, kedua rasuk diselaraskan dan anda sudah bersedia untuk mengambil gambar. Setiap kali anda menghidupkan unit, periksa balok dengan menyekat satu daripada yang lain. Sekiranya satu rasuk tidak sejajar, menyekat yang lain akan menyebabkan LED menyala. Kemudian anda boleh meluruskan semula yang tidak betul. Sekiranya lampu LED dan menyala, kedua-dua rasuk tidak sejajar dan anda perlu mengikuti prosedur yang dinyatakan di atas. Sekiranya anda membina sesuatu dengan selamat dan menyelaraskan balok untuk pertama kalinya, anda akan memerlukan hukuman sebelum anda perlu melakukan penyesuaian semula.

Langkah 4: Pengawal

Saya membina alat kawalan dalam kotak plastik yang saya harapkan dengan harga terlalu tinggi pada elektronik Fry. Anda boleh menggunakan hampir semua perkara asalkan cukup besar. Kotak ini direka untuk bateri 9V tetapi saya perlu menggunakan 6V supaya ruang bateri terbuang. Saya boleh memasang papan litar dengan mudah di ruang bateri 9V.

Apa sahaja kotak dan suis yang anda gunakan, rancang susun atur dan pastikan semuanya sesuai bersama semasa anda cuba menutupnya. Perhatikan bahawa terdapat diod yang dihubungkan secara bersiri dengan bateri. Di sana untuk menurunkan voltan bekalan ke tahap yang dapat diterima untuk uC yang dinilai untuk Vcc maksimum 5.5V. Walaupun dengan dioda, bahagian ini berfungsi pada had maksimum dengan bateri segar, jadi jangan dapatkan idea menarik tentang berjalan pada 9V melainkan anda menambahkan pengatur 5V. Saya bermain dengan idea untuk menggunakan PIC12HV615 sebagai gantinya kerana ia mempunyai pengatur shunt bawaan, tetapi ayunan antara arus minimum dan maksimum terlalu banyak untuk pengatur shunt, jadi saya harus merumitkan litar sedikit untuk mendapatkannya bekerja. Saya mahu memastikan ini tetap sederhana, kebanyakannya kerana saya malas tetapi juga kerana saya mempunyai projek lain dan saya mahu menyelesaikannya secepat mungkin. Relay yang saya gunakan mempunyai diod perlindungan terbina dalam yang ditunjukkan tetapi tidak dilabelkan pada skema. Diod melindungi uC dari tendangan voltan terbalik induktif yang berlaku semasa anda melepaskan nadi ke induktor seperti gegelung geganti. Sekiranya anda menggunakan geganti yang berbeza, pastikan untuk menambahkan diod dengan kekutuban yang ditunjukkan atau mungkin anda boleh mengucapkan selamat tinggal uC pada kali pertama geganti menyala. UC boleh tenggelam dengan selamat kira-kira 25 mA dari satu pin jadi pilih geganti dengan gegelung rintangan tinggi. PRMA1A05 mempunyai gegelung 500 Ohm sehingga hanya memerlukan 10-12 mA untuk menutupnya. Saya mahu menggunakan beberapa kabel nipis dan ringan yang bagus dengan penyambung RJ-11 tetapi semua penyambung yang saya dapati di Fry adalah bahagian pemasangan PCB jadi saya akhirnya sekolah lama dengan DB9. Kabel bersiri adalah kotoran yang murah dan skru akan mengelakkan penyambungnya jatuh. Anda hanya perlu menyambungkan 3 wayar (Vcc, Gnd, dan output gabungan dari dua IS471FE) antara unit optik dan pengawal sehingga anda boleh menggunakan hampir semua penyambung / kabel yang anda suka, bahkan steker mini dan soket stereo.

Langkah 5: Menggunakan Pencetus Foto

Ideanya adalah untuk mengatur perkara supaya balok melintasi di mana anda mengharapkan tindakan akan berlaku. Contohnya, jika anda ingin menembak burung kolibri pada pengumpan, atau burung yang memasuki atau keluar dari sarang, tetapkan bingkai dengan titik balok bersilang tepat di tempat yang anda mahukan. Kemudian tetapkan kamera yang menunjuk ke sasaran dan tetapkan fokus, pendedahan, dan keseimbangan putih (ini akan meminimumkan masa jeda rana). Uji penjajaran balok untuk memastikan bahawa KEDUA balok diselaraskan dengan betul - ini dilakukan dengan melambaikan tangan anda melalui setiap balok secara individu kemudian melalui kawasan sasaran. LED harus menyala dan relay hanya ditutup apabila kedua-dua rasuk terganggu. Sekarang tetapkan mod operasi - sama ada berterusan atau berdenyut dan pergi.

Anda harus tahu sedikit tentang tingkah laku sasaran anda untuk mendapatkan hasil terbaik. Sekiranya anda ingin merakam sesuatu yang bergerak pantas, anda perlu mengambil kira kelewatan kamera dan pengawal untuk meramalkan di mana sasaran akan berada setelah ia mengganggu pancaran IR. Burung bersenandung yang melayang di satu tempat dapat ditembak tepat di mana balok melintang. Burung atau kelawar yang terbang dengan cepat mungkin berjarak beberapa kaki pada saat kamera mengambil gambar. Mod berdenyut membolehkan kamera yang tidak mempunyai mod pemotretan berterusan dalam mengambil banyak gambar selagi pancaran terganggu. Anda boleh menetapkan frekuensi nadi setinggi 10 Hz, walaupun tidak ada banyak kamera di sekitarnya yang dapat menembak secepat itu. Anda perlu bereksperimen sedikit untuk melihat seberapa pantas kamera anda dapat merakam. Sambungan kamera melalui kenalan relay yang biasanya terbuka sehingga anda dapat menyambungkan denyar dan bukannya kamera. Kemudian anda boleh menembak dalam kegelapan dengan menyangga rana terbuka dan menggunakan alat kawalan untuk menyalakan unit denyar sama ada sekali atau berkali-kali ketika objek (kelawar, mungkin?) Memecahkan balok. Selepas denyar dihidupkan, tutup penutup. Sekiranya lampu kilat anda dapat bertahan, anda boleh membuat beberapa tangkapan pendedahan yang hebat dengan menggunakan salah satu mod nadi. Anda dapat mengesan titik di mana balok melintang dengan tepat dengan memasang beberapa benang elastik ke kepala optik. Untuk beberapa sasaran, di sinilah anda akan menunjuk dan memfokuskan kamera anda. Foto di bawah menunjukkan seorang lelaki Lego jatuh melalui balok. Saya menjatuhkannya dari beberapa kaki di atas balok dan anda dapat melihat dia jatuh sekitar 6-8 di bawah balok pada masa yang diperlukan agar balok patah, relai ditutup, dan kamera ditembak. Kamera ini adalah Nikon DSLR yang mungkin mempunyai ketinggian rana kecil ketika difokuskan dan terdedah. Hasil anda akan bergantung pada kamera anda. Prototaip kini berada di tangan rakan yang mengambil gambar-gambar ini (kamera saya perlu diubah suai untuk menggunakan pelepas rana jarak jauh) Sekiranya dia menghasilkan lebih banyak gambar artistik menggunakan peranti ini, saya akan cuba menyiarkannya di sini atau di laman web saya. Selamat mencuba!