Kryžminė IR spindulių kamera/blykstės paleidiklis: 5 žingsniai (su nuotraukomis)

2024 Autorius: John Day | [email protected]. Paskutinį kartą keistas: 2024-01-30 10:49

Šis prietaisas suaktyvins fotoaparatą ar blykstę, kad automatiškai nufotografuotų, kai objektas (taikinys) patenka į tam tikrą vietą. Jis naudoja du sukryžiuotus infraraudonųjų spindulių spindulius, kad aptiktų taikinį ir uždarytų relę, kuri suaktyvina fotoaparatą ar blykstę. Atsakymo laikas yra apie 2 ms nuo aptikimo iki relės uždarymo, taigi, jei jūsų fotoaparatas neturi ilgo užrakto delsos, jis užfiksuos net greitai judančius taikinius.

Prietaiso optinę dalį sudaro du IR šviesos diodai ir du „Sharp IS471FE“optiniai IC (OPIC). Optiniuose IC yra įmontuoti LED moduliatoriai ir sinchroniniai detektoriai, todėl jie nematys šviesos iš vienas kito šviesos diodų. OPIC išėjimai yra prijungti prie 8 kontaktų PIC mikrovaldiklio, kuris tvarko įvesties signalų interpretavimą ir relės valdymą bei matomą šviesos diodą, rodantį darbo režimą. Nors yra 11 darbo režimų, valdiklis turi labai paprastą vartotojo sąsają, kurią sudaro mygtuko jungiklis ir šviesos diodas. Įjungus šviesą tinkamai sulygiuotos ir nenutrūkstamos, šviesos diodas nepertraukiamai šviečia 1 sekundę, po to užsidega, rodydamas, kad įrenginys yra paruoštas veikti nepertraukiamo veikimo režimu. Šiuo režimu relė užsidaro ir lieka uždaryta, o šviesos diodas degs tol, kol abu IR spinduliai bus nutraukti. Prietaisas dabar paruoštas prijungti prie fotoaparato. Kai kurie taikiniai gali norėti padaryti daugiau nei vieną nuotrauką, kai taikinys sulaužo IR spindulius. Į valdiklį įtraukiau pagrindinę intervalometro funkciją, leidžiančią kameroms, kuriose nėra įmontuoto greito gaisro režimo, fotografuoti kelias nuotraukas tol, kol IR spinduliai yra pertraukiami. Vieną kartą paspaudus režimo pasirinkimo mygtuką, valdiklis išjungiamas iš nuolatinio režimo ir įjungiamas pulso režimas. Šviesos diodas mirksi vieną kartą, nurodydamas, kad relė užsidarys 1 kartą per sekundę. Kai kurios kameros yra greitesnės, todėl dar kartą paspaudus mygtuką, judesys bus iki 2 impulsų per sekundę. Pakartotinai paspaudus mygtuką, greitis padidės nuo 1 pps iki 10 pps, kiekvieną kartą mirksint šviesos diodui, kad būtų parodytas impulsų dažnis. Laikant nuspaudus mygtuką 2,3 sekundės, įrenginys atstatomas ir grįžta į nuolatinį režimą.

1 žingsnis: surinkite elektronines dalis

Čia yra elektroninių daiktų dalių sąrašai.

Visą elektroniką galima įsigyti iš „Digikey“ar kitų šaltinių. Jums taip pat reikės daugybės skirtingų vielos spalvų. Turėsite mokėti užprogramuoti PIC mikrovaldiklį- darbą gali atlikti PICKit2 arba ICD-2 arba bet kuris iš šimtų kitų programuotojų. Tinkamas programuotojas kainuos apie 20 USD, tačiau jį turėję rasite įvairiausių projektų, kurie gali naudoti mikrovaldiklius ir iš to gausite daug naudos. Kai nusipirkau „PICKit2“iš „digikey“, užsisakiau penkių PIC10F206 lustų ir 8 kontaktų DIP adapterių priedų paketą. IC yra mažoje SOT23 pakuotėje, kuri puikiai tinka, jei ketinate gaminti PCB, bet gana nenaudinga dengimui maitinimu ir vienkartiniams statybos projektams. „10F206“taip pat galima įsigyti 8 kontaktų DIP pakuotėje- siūlau jį naudoti. Čia nepateikiau valdiklio PCB išdėstymo informacijos, nes nenaudojau PCB. Grandinė yra tokia paprasta, kad atrodo kvaila sukurti jai PCB. Lentelėje yra tik 4 dalys- relė, uC, apėjimo dangtelis ir rezistorius. Grandinei reikia mažiau dalių nei 555 laikmačio lusto grandinei. Tiesiog nukirpkite tam tikrą perf plokštę, kad ji atitiktų bet kokią naudojamą dėžę, ir prijunkite laidą. Nuo pradžios iki pabaigos turėtų praeiti visos 30 minučių. Optinės grandinės yra gana paprastos- IC, dangtelis ir šviesos diodas. Šviesos diodas ir optinis IC patenka į įstrižai priešingus vamzdžio rėmo kampus, todėl jums reikės daugybės spalvotų laidų. „Sumontavau“IC ir kondensatorių ant mažų perf plokštės gabalėlių, kurie tinka rėmo PVC alkūnių jungiamųjų detalių dangteliams- žr. Nuotraukas kitame puslapyje.

2 žingsnis: programa

„PIC10F206“yra tikrai paprasta dalis- be pertraukų ir tik 2 lygių kamino, todėl negalite atlikti jokių įdėtų paprogramių- dėl to programoje matysite liberalų „goto“naudojimą. Lustas veikia 4 MHz dažniu, naudodamas vidinį RC osciliatorių, todėl jis vykdo 1M instrukcijas per sekundę. Kai objektas sulaužo IR spindulius, norint pakeisti būseną, reikia IS471 lustų prieš 400 mus. Iš ten uC reikia tik kelių mikrosekundžių, kad būtų galima nustatyti pokyčius ir liepti relę uždaryti. Relė užtrunka apie 1,5 ms, o tai reiškia, kad bendras srovės sulėtėjimas iki relės uždarymo užtrunka apie 2 ms. Sukūriau programos lustą naudodamas MPLAB. Tai nemokamas „Microchip Tech“surinkėjas/IDE. Aš taip pat naudojau savo kinišką ICD2 kloną (apie 50 USD „ebay“), kad iš tikrųjų užprogramuočiau IC. Man reikėjo naudoti daug uždelsimo ciklų, todėl įsišaknijau internete ir radau programą, pavadintą PICLoops, čia: https://www.mnsi.net/~boucher/picloops.html „PICLoops“automatiškai generuoja laiko ciklo surinkimo kodą, jei pasakykite, kokį uC naudojate, ir laikrodžio greitį. Vėliau susidūriau su panašia programa internete: https://www.piclist.com/techref/piclist/codegen/delay.htm gana tiksliai. Ši programa gali būti tinkama, nes laikas nėra kritinis, o „UC“vis tiek veikia RC osciliatoriumi. Programa daugiausia važiuoja pirmyn ir atgal tarp režimo mygtuko tikrinimo ir patikrinimo, ar sijos pertraukiamos. Režimo jungiklis veikia nuolat skaičiuojant, kiek kartų buvo paspaustas mygtukas. Kiekvieną kartą paspaudus mygtuką, laiko tarpas tarp impulsų ir relės sutrumpėja tiek, kad impulsų dažnis pakyla 1 Hz. Didžiausia kodo dalis yra skirtingi impulsų režimų naudojami vėlavimai. Kai keičiate pulso režimą, mirksi šviesos diodas, rodantis naują režimą. Galite sužinoti, koks yra naujas impulsų dažnis, skaičiuojant LED blyksnius- 4 kartus reiškia 4 Hz ir tt LED blykstės buvo nustatytos pakankamai lėtai, kad jas būtų galima suskaičiuoti. Jei įrenginys veikia 10 Hz impulsiniu režimu, dar kartą paspaudus mygtuką, grįšite į nuolatinį režimą. Programos veikimo metu veikia laikrodžio laikmatis. Jei laikmatis nenustatomas iš naujo, kol jis nepersipildo, uC atstatys save. Štai kodėl laikant režimo mygtuką 2,3 sekundės, uC atstatomas į nuolatinį režimą. Kai paspausite mygtuką, uC laukia, kol jį atleisite, prieš ką nors darydamas. Vienas iš pirmųjų dalykų, kuriuos jis atlieka paleidęs, yra laikrodžio laikmačio nustatymas iš naujo. Jei neatleidžiate mygtuko, laikrodžio laikmatis persipildo ir iš naujo paleidžia programą nepertraukiamu režimu. Pridėjau surinkimo sąrašo failą tiems, kurie smalsūs, ir.hex failą tiems, kurie tiesiog nori sudeginti lustą ir padaryk tai. Sveikinu bet kokią jūsų programavimo technikos kritiką iš bet kurio iš jūsų PIC surinkimo ekspertų. Pastaba- relė užsidaro 25 ms, kai ji veikia impulsiniu režimu. Kai kurioms kameroms gali prireikti ilgesnio impulso. Šis uždelsimas yra nustatytas eilutėje, kuri sako „call delay25“šalia kodo „rlypuls“skyriaus viršaus. Jei 25 ms yra per trumpas jūsų fotoaparatui, pakeiskite šią eilutę ir pasakykite „call delay50“, tada pakeiskite eilutę „call delay75“į „call delay50“. Tai padidins impulsų laiką iki 50 ms ir vis tiek išlaikys visus impulsų dažnius net 1 Hz žingsniais. Programa užima tik 173 baitus iš lusto turimų 512 baitų, todėl galite pridėti visų funkcijų, jei norite, nors vartotojo sąsaja bus šiek tiek ribota.

3 žingsnis: mechaninė konstrukcija

Iš pradžių bandžiau tai padaryti naudojant 3 pėdų kvadratinį 1/2 colio vamzdį, tačiau pastebėjau, kad beveik neįmanoma išlaikyti sijų. Vienodas atstumas buvo per didelis, o vamzdis per lankstus, kad išlaikytų spindulių derinimą. Perjungiau į 3/ 4 colių vamzdis ir 2 pėdų kvadratas, o dabar viskas išlieka gana gerai. Aš panaudojau didžiąją dalį 1/2 colio vamzdžio, kad galėčiau pagaminti sūpuoklių pistoletus savo sūnui Aleksui ir kai kuriems jo draugams.

Jums reikės 3/4 colio vamzdžio pagrindiniam rėmui ir 1/2 colio vamzdžio vertikaliems stovams, kuriuose yra optiniai IC ir šviesos diodai. Galite gauti 3/4 colių alkūnes su 1/2 colio sriegine šonine jungtimi, todėl įsigykite ir 1/2 colio sriegio adapterius. Mano filosofija, susijusi su PVC vamzdžių projektais, yra per daug pirkti jungiamąsias detales ir vamzdžius ir grąžinti jums nereikia, kai projektas bus baigtas. Tai sumažins varginančias keliones į parduotuvę už vieną 0,30 USD sumontavimą. Norėdami prijungti visą šią medžiagą, jums reikės daugybės skirtingų spalvų laidų- šviesos diodai ir jų IC yra atskirti maždaug 6 pėdų atstumu norėsite, kad laidai būtų ypač ilgi, kad būtų galima surinkti ir išardyti daiktą, kad būtų pašalintas trikčių šalinimas. Skirtingos spalvos padės jums išlaikyti tiesą, kas su kuo jungiasi. Pirmas dalykas, kurį padariau, buvo gręžti skylutes dangteliuose ir sumontuoti šviesos diodus. Aš prijungiau ypač ilgus laidus ir naudojau šilumos susitraukimą prie LED laidų, kad juos izoliuotų. Aš laisvai sumontavau vamzdžio rėmą, kad galėčiau jį lengvai atskirti ir praleisčiau laidus per vamzdį. Tada pritvirtinkite IS471 lustus ir dangtelius lenta supjaustyta taip, kad tilptų į galinių dangtelių angą į dangtelį ir sumontuokite 1/4 colio žalvario vamzdelį (ar bet ką, kas yra aplink). Įsitikinkite, kad žinote, kuri IS471 pusė yra imtuvo pusė! Jūs norite, kad jis būtų nukreiptas į jūsų šviesos diodą, o ne aplinkkelio dangtelį! Prijunkite laidus prie IC plokštės- iš viso bus penkios jungtys- Vcc, Gnd, Out ir LED. Penktasis laidas jungia šviesos diodo anodą su Vcc. Nuspręskite, kur norite įdėti jungtį ant vamzdžio rėmo, ir įsitikinkite, kad IC laidai yra pakankamai ilgi, kad jį pasiektų. Sumontuokite jungtį, praveskite laidus, lituokite viską kartu ir esate pasiruošę eiti. Nepamirškite lituoti įžeminimo laido prie jungties korpuso. Tai padės apsaugoti viską nuo statinės elektros. Baigę visus laidus, tvirtai suverkite vamzdį plaktuku. Jums nereikės klijų, o jei klijuosite vamzdį, negalėsite jo išardyti, kad vėliau išspręstumėte problemas. Jei norite, kad konstrukcija būtų saugesnė, suveržkite varžtą per kiekvieną jungtį, kai jas sujungiate. Kai valdiklis bus surinktas, turėsite išlyginti sijas. Relė užsidaro tik tada, kai abi IR spinduliuotės yra pertraukiamos/nesutampa. Paprastai OPIC išėjimai yra žemi, kai jie mato savo šviesos šaltinį ir pakyla aukštai, kai šviesa nutraukiama. Taigi sijos lygiuojamos taip: 1) Prijunkite optinį rėmą prie valdiklio. 2) Įjunkite. Šviesos diodas užsidegs ir toliau degs, nebent jums labai pasisekė. Pirmiausia jis užsidega, nurodydamas nepertraukiamą režimą, tada jis lieka užsidegęs, nes spinduliai yra nesuderinti. Jei šviesos diodas užgęsta, tai reiškia, kad bent viena šviesa yra sulygiuota. 3) Darant prielaidą, kad šviesos diodas šviečia, tai rodo, kad abi sijos yra netinkamai išdėstytos. Užblokuokite vieną spindulį juostos ar popieriaus gabalėliu. 4) Kuo geriau sulygiuokite šviesos diodą, pasukdami galvutę į įstrižai priešingą OPIC. 5) Dabar pradėkite lenkti ir sukti OPIC galvutę, kol užges šviesos diodas, rodantis, kad spindulys yra išlygintas. 6) Toliau užblokuokite ką tik sulygiuotą spindulį, tada atlikite tuos pačius koregavimus antrajai šviesai. Kai šviesos diodas užgęsta, abu spinduliai yra sulygiuoti ir esate pasiruošę fotografuoti. Kai įjungiate įrenginį, patikrinkite sijas, užblokuodami vieną, tada kitą. Jei vienas spindulys yra netinkamai sureguliuotas, užblokavus kitą, šviesos diodas užsidegs. Tada galite tiesiog pertvarkyti tą, kuris neveikia. Jei šviesos diodas šviečia ir šviečia, abu spinduliai yra nesuderinti ir turite atlikti aukščiau aprašytą procedūrą. Jei pastatysite daiktą saugiai ir pirmą kartą sulygiuosite sijas, prieš atliekant bet kokius pertvarkymus reikės šiek tiek nubausti.

4 žingsnis: valdiklis

Aš sukūriau valdiklį plastikinėje dėžutėje, kurią nusipirkau už per didelę Fry elektronikos kainą. Galite naudoti beveik viską, kol jis yra pakankamai didelis. Ši dėžutė buvo skirta 9 V baterijai, bet man reikėjo naudoti 6 V, kad baterijos vieta būtų švaistoma. Aš galėjau lengvai įdėti plokštę į 9 V baterijos skyrių.

Nepriklausomai nuo dėžės ir jungiklių, kuriuos naudojate, suplanuokite išdėstymą ir įsitikinkite, kad viskas sutaps, kai bandysite jį uždaryti. Atminkite, kad prie akumuliatoriaus yra nuosekliai prijungtas diodas. Tai leidžia sumažinti maitinimo įtampą iki priimtino uC lygio, kurio maksimali įtampa yra 5,5 V. Net ir naudojant diodą, dalis veikia maksimaliai su naujais akumuliatoriais, todėl nebandykite jokių įmantrių idėjų apie 9 V veikimą, nebent pridėsite 5 V reguliatorių. Aš žaisdavau mintimi vietoj to naudoti PIC12HV615, nes jame yra įmontuotas šunto reguliatorius, tačiau svyravimas tarp minimalios ir didžiausios srovės yra per didelis šunto reguliatoriui, todėl turėčiau šiek tiek apsunkinti grandinę, kad ją pasiekčiau dirbti. Norėjau tai padaryti tikrai paprasta, daugiausia dėl to, kad esu tingus, bet ir dėl to, kad turiu kitų projektų, ir norėjau tai užbaigti kuo greičiau. Relė, kurią naudojau, turi įmontuotą apsaugos diodą, parodytą schemoje, bet nepažymėtą. Diodas apsaugo uC nuo indukcinės atvirkštinės įtampos smūgio, kuris atsiranda, kai įjungiate impulsą į induktorių, pvz., Relės ritę. Jei naudojate kitą relę, būtinai pridėkite diodą, kurio poliškumas rodomas, arba galbūt galite pabučiuoti savo uC atsisveikindami pirmą kartą, kai relė įsijungia. UC gali saugiai nuskandinti apie 25 mA iš vieno kaiščio, todėl pasirinkite relę su didelio atsparumo ritė. „PRMA1A05“turi 500 omų ritę, todėl ją uždaryti reikia tik 10–12 mA. Norėjau naudoti gražius plonus, lengvus kabelius su RJ-11 jungtimis, tačiau visos jungtys, kurias radau „Fry's“, buvo PCB tvirtinimo dalys, todėl galų gale pradėjau naudoti senąją mokyklą su DB9. Serijiniai kabeliai yra pigūs ir varžtai neleis jungtims iškristi. Tikrai reikia prijungti tik 3 laidus („Vcc“, „Gnd“ir abu IS471FE išėjimai) tarp optinio mazgo ir valdiklio, kad galėtumėte naudoti beveik bet kokią jums patinkančią jungtį/kabelį, net stereo mini kištuką ir lizdą.

5 veiksmas: naudokite „Photo Trigger“

Idėja yra nustatyti daiktą taip, kad sijos kryžmėtų ten, kur tikitės, kad bus atliktas tam tikras veiksmas. Pvz., Jei norite šaudyti kolibrį į lesyklą arba paukštį, įeinantį į lizdą ar išeinantį iš jo, nustatykite rėmą taip, kad skersinis spindulio taškas būtų ten, kur norite. Tada nustatykite fotoaparatą nukreiptą į taikinį ir iš anksto nustatykite fokusavimą, ekspoziciją ir baltos spalvos balansą (tai sumažins užrakto delsos laiką). Išbandykite spindulių sulygiavimą, kad įsitikintumėte, jog Abi sijos yra teisingai sulygiuotos- tai daroma, mostelėjus ranka per kiekvieną spindulį atskirai, tada per tikslinę sritį. Šviesos diodas turėtų užsidegti ir relė užsidaryti tik tada, kai abi šviesos yra nutrauktos. Dabar nustatykite darbo režimą- nuolatinį arba impulsinį ir eikite.

Norėdami gauti geriausių rezultatų, turite šiek tiek žinoti apie savo tikslo elgesį. Jei norite fotografuoti tai, kas greitai juda, turite atsižvelgti į fotoaparato ir valdiklio vėlavimą, kad nuspėtumėte, kur bus taikinys, nutraukus IR spindulius. Vienoje vietoje sklandantį kolibrį paukštį galima nušauti ten, kur sijos kerta. Greitai skrendantis paukštis ar šikšnosparnis gali būti už kelių metrų, kol fotoaparatas fotografuos. Impulsinis režimas leidžia fotoaparatams, kuriuose nėra įmontuoto nepertraukiamo fotografavimo režimo, nufotografuoti kelias nuotraukas tol, kol spinduliai yra pertraukiami. Galite nustatyti iki 10 Hz impulsų dažnį, nors aplink nėra daug kamerų, galinčių fotografuoti taip greitai. Turėsite šiek tiek eksperimentuoti, kad pamatytumėte, kaip greitai jūsų fotoaparatas gali fotografuoti. Fotoaparato jungtis yra per paprastai atidarytą relės kontaktą, todėl galite prijungti blykstę, o ne fotoaparatą. Tada galite fotografuoti tamsoje, atlenkdami užraktą ir naudodami valdiklį vieną ar kelis kartus suaktyvinti blykstę, kai objektas (šikšnosparnis, gal?) Sulaužo spindulius. Išjungus blykstę, uždarykite užraktą. Jei jūsų blykstė gali neatsilikti, galite padaryti keletą nuostabių kelių ekspozicijų nuotraukų naudodami vieną iš impulsų režimų. Galite tiksliai nustatyti sijų susikirtimo tašką, pritvirtindami tam tikrą elastingą sriegį prie optinių galvučių. Kai kuriems tikslams nukreipkite ir iš anksto sufokusuokite fotoaparatą. Žemiau esančiose nuotraukose matyti, kaip pro sijas krenta „Lego“žmogus. Aš jį numečiau iš kelių pėdų virš sijų ir matote, kad jis nukrito apie 6-8 colius žemiau sijų per tą laiką, per kurį sijos buvo sulaužytos, relė užsidarė ir fotoaparatas suveikė. Ši kamera buvo „Nikon“DSLR fotoaparatas, kurio iš anksto sufokusavus ir ekspozicijoje tikriausiai yra nedidelis užrakto atsilikimas. Rezultatai priklausys nuo jūsų fotoaparato. Prototipas dabar yra šias nuotraukas padariusio draugo rankose (mano fotoaparatą reikia pakeisti, kad būtų galima naudoti nuotolinį užrakto atleidimą) Jei naudodamas šį įrenginį jis pagamins daugiau meniškų nuotraukų, pabandysiu jas paskelbti čia arba savo svetainėje.