Indholdsfortegnelse:

Crossed IR Beam Camera/Flash Trigger: 5 trin (med billeder)
Crossed IR Beam Camera/Flash Trigger: 5 trin (med billeder)

Video: Crossed IR Beam Camera/Flash Trigger: 5 trin (med billeder)

Video: Crossed IR Beam Camera/Flash Trigger: 5 trin (med billeder)
Video: Five Amazing Humanoid Encounters 2024, November
Anonim
Krydsede IR -strålekamera/flashudløser
Krydsede IR -strålekamera/flashudløser

Denne enhed udløser et kamera eller en flashenhed til automatisk at tage et billede, når et objekt (mål) kommer ind på en bestemt placering. Den bruger to, krydsede infrarøde lysstråler til at registrere tilstedeværelsen af målet og lukke et relæ, der udløser kameraet eller blitzenheden. Svartiden er cirka 2 ms fra detektion til relælukning, så hvis dit kamera ikke har lang lukkerforsinkelse, vil det fange selv hurtigt bevægelige mål.

Den optiske del af enheden består af to IR -lysdioder og to Sharp IS471FE optiske IC'er (OPIC'er). De optiske IC'er har indbyggede LED -modulatorer og synkrone detektorer, så de ikke kan se lys fra hinandens LED'er. Outputene fra OPIC'erne er forbundet til en 8 -pins PIC -mikrokontroller, der håndterer fortolkning af indgangssignaler og driver relæet og en synlig LED, der angiver driftstilstanden. Selvom der er 11 driftstilstande, har controlleren en meget enkel brugergrænseflade bestående af en trykknapkontakt og en LED. Når strømmen tændes, hvis strålerne er korrekt justeret og ubrudt, lyser LED'en kontinuerligt i 1 sekund, derefter bliver det mørkt for at indikere, at enheden er klar til at fungere i kontinuerlig tilstand. I denne tilstand vil relæet lukke og forblive lukket, og LED'en lyser, så længe begge IR -stråler afbrydes. Enheden er nu klar til at oprette forbindelse til dit kamera. Med nogle mål vil du måske tage mere end ét billede, når målet bryder IR -strålerne. Jeg har inkluderet en grundlæggende intervalometerfunktion i controlleren, så kameraer, der ikke har en indbygget hurtigbrandtilstand, kan tage flere billeder, så længe IR-strålerne afbrydes. Hvis du trykker på knappen til valg af mode én gang, fjernes controlleren fra kontinuerlig tilstand og sættes i pulsmodus. LED'en blinker en gang for at indikere, at relæet lukker 1 gang pr. Sekund. Nogle kameraer er hurtigere, så at trykke på knappen igen vil flytte op til 2 pulser pr. Sekund. Ved gentagne tryk på knappen øges hastigheden fra 1 pps hele vejen til 10 pps, hver gang LED'en blinker for at angive pulsfrekvensen. Hvis du holder knappen nede i 2,3 sekunder, nulstilles enheden og bringer dig tilbage til kontinuerlig tilstand.

Trin 1: Saml elektroniske dele

Saml elektroniske dele
Saml elektroniske dele
Saml elektroniske dele
Saml elektroniske dele

Her er delelisterne til de elektroniske ting.

Al elektronik kan fås fra Digikey eller andre kilder. Du skal også bruge en masse forskellige farver af tråd. Du skal være i stand til at programmere PIC-mikrokontrolleren- en PICKit2 eller ICD-2 eller en af hundredvis af andre programmører kan udføre jobbet. En passende programmør vil koste omkring $ 20, men når du har det, finder du alle mulige projekter, der kan bruge mikrokontrollere og vil få meget ud af det. Da jeg købte min PICKit2 fra digikey, bestilte jeg en tilbehørspakke med fem PIC10F206 chips med 8 -pin DIP -adaptere. IC'en er i en lille SOT23-pakke, hvilket er fint, hvis du skal lave et printkort, men temmelig ubrugeligt til breadboarding og engangsprojekter. 10F206 fås også i en 8-pin DIP-pakke- jeg foreslår, at du bruger den. Jeg har ikke givet PCB -layoutoplysninger til controlleren her, fordi jeg ikke brugte et printkort. Kredsløbet er så enkelt, at det virker lidt fjollet at lave et printkort til det. Der er kun 4 dele på kortet- relæet, uC, bypass-dækslet og en modstand. Kredsløbet kræver færre dele end et 555 timer chipkredsløb. Skær bare noget perf -bord til den boks, du bruger, og tråd det op. Det bør tage hele 30 minutter at starte. De optiske kredsløb er ret simple- en IC, en hætte og en LED. LED og optisk IC går ind i diagonalt modsatte hjørner af rørrammen, så du får brug for en flok farvet tråd. Jeg "samlede" IC og kondensator på små stykker perf-plade, der passede ind i hættestik til PVC-albuefittings i rammen- se fotos på næste side.

Trin 2: Programmet

PIC10F206 er en virkelig enkel del- ingen afbrydelser og kun en 2-niveau stak, så du kan ikke lave indlejrede underrutiner- du vil se liberal brug af goto'er i programmet som et resultat. Chippen kører ved 4 MHz ved hjælp af den interne RC -oscillator, så den udfører 1M instruktioner pr. Sekund. Når et objekt bryder IR -strålerne, tager det IS471 -chipsene omkring 400 os at ændre tilstand. Derfra har uC kun brug for et par mikrosekunder for at registrere ændringen og beordre relæet til at lukke. Relæet tager cirka 1,5 ms at lukke, hvilket resulterer i cirka en 2 ms total forsinkelse fra stråler, der er brudt til relæet lukket. Jeg udviklede programchippen ved hjælp af MPLAB. Det er Microchip Techs gratis assembler/IDE. Jeg brugte også min kinesiske ICD2 -klon (ca. $ 50 på ebay) til faktisk at programmere IC'en. Jeg havde brug for at bruge en masse forsinkelsesløkker, så jeg rodede rundt på nettet og fandt et program kaldet PICLoops her: https://www.mnsi.net/~boucher/picloops.htmlPICLoops genererer automatisk timing loop -samlingskode til dig, hvis du fortæl det hvilken uC du bruger og urets hastighed. Senere stødte jeg på et lignende online-program her: https://www.piclist.com/techref/piclist/codegen/delay.htmDen anden genererer forsinkelser, der er nøjagtige til en enkelt urcyklus, hvor PICLoops ikke er ganske så præcis. Enten er fint for denne app, fordi timing ikke er kritisk, og uC alligevel kører på en RC -oscillator. Programmet hopper hovedsageligt frem og tilbage mellem at kontrollere tilstandsknappen og kontrollere, om strålerne er afbrudt. Tilstandskontakten fungerer ved at holde en løbende optælling af antallet af gange, der er trykket på knappen. Hver gang der trykkes på knappen, bliver forsinkelsen mellem impulserne til relæet forkortet nok til at trinere pulsfrekvensen med 1 Hz. Den største del af koden er de forskellige forsinkelser, der bruges af pulsfunktionerne. Når du ændrer pulsfunktionen, blinker LED'en for at angive den nye tilstand. Du kan se, hvad den nye pulsfrekvens er ved at tælle LED-blinkene- 4 gange betyder 4 Hz osv. LED-blinkene er blevet timet langsomt nok til, at du vil kunne tælle dem. Hvis enheden er i 10 Hz pulsfunktion, kan du trykke på knappen igen for at gå tilbage til kontinuerlig tilstand. Der er en vagthund-timer, der kører, mens programmet kører. Hvis timeren ikke nulstilles, før den flyder over, nulstiller uC sig selv. Det er derfor, at hvis du holder mode -knappen nede i 2,3 sekunder, får uC'en nulstilling til kontinuerlig tilstand. Når du trykker på knappen, venter uC på dig, før du gør noget. En af de første ting, den gør, når du slipper den, er at nulstille vagthundens timer. Hvis du ikke slipper knappen, løber vagthundstimeren over og genstarter programmet i kontinuerlig tilstand. og være færdig med det. Jeg glæder mig over enhver kritik af min programmeringsteknik fra nogen af jer PIC-montageeksperter derude. Bemærk- relæet lukker i 25 ms, når det fungerer i pulsmodus. Nogle kameraer kan kræve en længere puls. Denne forsinkelse er sat i linje, der siger "call delay25" nær toppen af rlypuls -sektionen af koden. Hvis 25 ms er for kort til dit kamera, skal du ændre denne linje til at sige "opkaldsforsinkelse50" og derefter ændre den linje, der siger "opkaldsforsinkelse75" til at sige "opkaldsforsinkelse50". Det vil øge pulstiden til 50 ms og stadig beholde alle pulsfrekvenserne ved lige trin på 1 Hz. Programmet fylder kun 173 bytes ud af de tilgængelige 512 bytes i chippen, så du kan tilføje alle mulige funktioner til tingen, hvis du ønsker, selvom brugergrænsefladen vil være noget begrænsende.

Trin 3: Mekanisk konstruktion

Mekanisk konstruktion
Mekanisk konstruktion
Mekanisk konstruktion
Mekanisk konstruktion
Mekanisk konstruktion
Mekanisk konstruktion
Mekanisk konstruktion
Mekanisk konstruktion

Jeg forsøgte oprindeligt at lave denne ting med et 3 fod kvadrat med 1/2 "rør, men fandt det næsten umuligt at holde bjælkerne justeret. Afstanden var for stor og røret for fleksibelt til at opretholde strålejustering. Jeg skiftede til 3/ 4 "rør og en 2 fod firkant, og nu forbliver det hele ret godt justeret. Jeg brugte det meste af 1/2 "rør til at lave skumfiduser til min søn, Alex, og nogle af hans venner.

Du skal bruge 3/4 "rør til hovedrammen og 1/2" rør til de lodrette stigrør, der huser de optiske IC'er og lysdioder. Du kan få 3/4 "albuer, der har en 1/2" gevindskåret sidetilslutning, så få også nogle 1/2 "gevindadaptere. Min filosofi om håndtering af PVC-rørprojekter er at overkøbe beslag og rør og returnere hvad du behøver ikke, når projektet er udført. Det minimerer frustrerende ture til butikken for en enkelt $ 0,30 montering. Du skal bruge en flok forskellige farvede ledninger for at forbinde alle disse ting- lysdioderne og deres IC'er er adskilt med ca. 6 fod af rør. Du vil gerne gøre ledningerne ekstra lange for at tillade montering og adskillelse af tingene til fejlfinding. Forskellige farver hjælper dig med at holde lige hvad der knytter sig til hvad. Den første ting jeg gjorde var at bore huller i hætterne og montere lysdioderne. Jeg fastgjorde ekstra lange ledninger og brugte varmekrympning ved LED-ledningerne til at isolere dem. Jeg monterede løst rammen løst, så jeg let kunne trække det fra hinanden og løb ledningerne gennem røret. Monter derefter IS471-chipsene og -hætterne på perf bord skåret til at passe ind i åbningen i endehætterne. Bor ah ole i hætten og installer et stykke 1/4 "messingrør (eller hvad du nu har rundt). Sørg for at du ved, hvilken side af IS471 der er modtagersiden! Du vil have den til at vende mod din LED, ikke bypass -hætten! Fastgør ledninger til IC-kortet- der vil være i alt fem forbindelser- Vcc, Gnd, Out og LED. Den femte ledning forbinder LED'ens anode til Vcc. Beslut, hvor du vil placere stikket på rørrammen, og sørg for, at ledningerne til IC'en er lange nok til at nå den. Monter stikket, kør ledningerne, lod det hele sammen, og du er klar til at gå. Glem ikke at lodde en jordledning til stikket på stikket. Det hjælper med at beskytte alt mod statisk elektricitet. Når alle ledninger er udført, skal du røre røret tæt sammen med en hammer. Du skal ikke bruge lim, og hvis du limer røret sammen, kan du ikke skille det ad for at løse problemer senere. Hvis du vil have en mere sikker konstruktion, skal du køre en skrue gennem hver samling efter at have banket dem sammen. Når controlleren er samlet, skal du justere bjælkerne. Relæet lukker kun, når BÅDE IR -stråler er afbrudt/forkert justeret. OPIC'ernes output er normalt lave, når de kan se deres lyskilde og gå højt, når strålen afbrydes. Så justering af strålerne sker på følgende måde: 1) Tilslut den optiske ramme til controlleren. 2) Tænd. LED'en lyser og forbliver tændt, medmindre du er ekstraordinært heldig. Først lyser den for at angive kontinuerlig tilstand, derefter forbliver den tændt, fordi bjælkerne er ude af justering. Hvis lysdioden slukker, betyder det, at mindst en stråle er justeret. 3) Forudsat at LED'en lyser, angiver det, at begge stråler er forkert justeret. Bloker den ene stråle med et stykke tape eller papir. 4) Juster LED'en så godt du kan ved at dreje hovedet for at pege det mod diagonalt modsat OPIC. 5) Begynd nu at bøje og vride OPIC -hovedet, indtil lysdioden slukker, hvilket angiver, at strålen er justeret. 6) Bloker derefter den nyjusterede stråle, og foretag derefter de samme justeringer af den anden stråle. Når lysdioden slukker, er begge stråler justeret, og du er klar til at tage nogle billeder. Når du tænder enheden, skal du kontrollere bjælkerne ved at blokere den ene og den anden. Hvis den ene stråle er forkert justeret, vil blokering af den anden få LED'en til at lyse. Så kan du bare justere den, der er ude af stand. Hvis LED'en lyser og forbliver tændt, er begge stråler ude af justering, og du skal følge proceduren beskrevet ovenfor. Hvis du bygger tinget sikkert og justerer bjælkerne for første gang, vil det kræve en vis straf, før du skal foretage omstillinger.

Trin 4: Controlleren

Controlleren
Controlleren
Controlleren
Controlleren

Jeg byggede controlleren i en plastkasse, jeg hentede til en alt for høj pris hos Frys elektronik. Du kan bruge næsten alt, så længe det er stort nok. Denne boks er designet til et 9V batteri, men jeg havde brug for at bruge 6V, så batterirummet er spildt. Jeg kunne let have monteret printkortet i 9V batterirummet.

Uanset hvilken boks og switch du bruger, planlæg layoutet og sørg for, at alt passer sammen, når du prøver at lukke det. Bemærk, at der er en diode forbundet i serie med batteriet. Det er der for at bringe forsyningsspændingen ned til et acceptabelt niveau for uC, der er klassificeret til 5,5 V maksimal Vcc. Selv med dioden kører delen ved grænsen med friske batterier, så få ikke nogen fancy ideer om at køre ved 9V, medmindre du tilføjer en 5V regulator. Jeg legede med tanken om at bruge en PIC12HV615 i stedet, fordi den har en indbygget shuntregulator, men svingningen mellem minimum og maksimal strøm er for meget for shuntregulatoren, så jeg bliver nødt til at komplicere kredsløbet lidt for at få det til arbejde. Jeg ville holde dette virkelig simpelt, mest fordi jeg er doven, men også fordi jeg har andre projekter i gang, og jeg ville afslutte dette ASAP. Det relæ, jeg brugte, har en indbygget beskyttelsesdiode vist, men ikke mærket på skematisk. Dioden beskytter uC mod det induktive kickspændingsspark, der opstår, når du affyrer en puls ind i en induktor som en relæspole. Hvis du bruger et andet relæ, skal du tilføje en diode med polariteten vist, eller måske kan du kysse dit uC farvel første gang relæet udløser. UC kan sikkert synke omkring 25 mA fra en pin, så vælg et relæ med en høj modstandsspole. PRMA1A05 har en 500 Ohm spole, så det tager kun 10-12 mA at lukke den. Jeg ville bruge nogle flotte tynde, lette kabler med RJ-11-stik, men alle de stik, jeg fandt hos Frys, var PCB-monteringsdele, så jeg endte med at gå på old-school med DB9'er. Seriekabler er snavs billige, og skruerne forhindrer, at stikene falder ud. Du behøver virkelig kun at tilslutte 3 ledninger (Vcc, Gnd og de kombinerede udgange fra de to IS471FE'er) mellem den optiske samling og controlleren, så du kan bruge næsten ethvert stik/kabel, du kan lide, endda et stereoministik og -stik.

Trin 5: Brug af fototriggeren

Brug af Photo Trigger
Brug af Photo Trigger
Brug af Photo Trigger
Brug af Photo Trigger

Ideen er at sætte tingen op, så bjælkerne krydser, hvor du forventer, at der skal foretages en handling. For eksempel, hvis du vil skyde en kolibri på en føder eller en fugl, der kommer ind eller ud af en rede, skal du sætte rammen op med det krydsede strålepunkt lige der, hvor du vil have den. Opsæt derefter kameraet, der er rettet mod målet, og forudindstil fokus, eksponering og hvidbalance (dette minimerer lukkerforsinkelsestiden). Test strålejusteringen for at sikre, at BÅDE bjælker er justeret korrekt- dette gøres ved at vinke din hånd gennem hver stråle individuelt derefter gennem målområdet. LED'en bør kun lyse og relæet lukke, når begge stråler er afbrudt. Indstil nu driftstilstanden- enten kontinuerlig eller pulserende og gå væk.

Du skal vide lidt om opførslen af dit mål for at få de bedste resultater. Hvis du vil skyde noget, der bevæger sig hurtigt, skal du tage kameraets og controllerens forsinkelser i betragtning for at forudsige, hvor målet vil være, efter at det afbryder IR -strålerne. En nynnende fugl, der svæver ét sted, kan skydes lige der, hvor bjælkerne krydser hinanden. En fugl eller flagermus, der flyver hurtigt, kan være et par meter væk, når kameraet tager billedet. Pulsmodus gør det muligt for kameraer, der ikke har en indbygget kontinuerlig optagelsestilstand, at tage flere billeder, så længe strålerne afbrydes. Du kan indstille pulsfrekvensen så højt som 10 Hz, selvom der ikke er mange kameraer i nærheden, der kan skyde så hurtigt. Du skal eksperimentere lidt for at se, hvor hurtigt dit kamera kan skyde. Kameraforbindelsen er via en normalt åben relækontakt, så du kan tilslutte en blitz i stedet for et kamera. Derefter kan du skyde i mørket ved at lukke lukkeren op og bruge controlleren til at affyre en flashenhed enten en eller flere gange, når et objekt (et flagermus, måske?) Bryder bjælkerne. Når blitzen er udløst, lukkes lukkeren. Hvis din blitz kan følge med, kan du lave nogle fede flere eksponeringsbilleder ved at bruge en af pulsfunktionerne. Du kan præcist lokalisere det punkt, hvor bjælkerne krydser hinanden, ved at fastgøre en elastisk tråd til de optiske hoveder. For nogle mål er det her, du vil pege og forfokusere dit kamera. Billederne herunder viser en Lego -mand, der falder gennem bjælkerne. Jeg tabte ham fra et par fod over bjælkerne, og du kan se, at han er faldet omkring 6-8 under bjælkerne i den tid, det tog for bjælkerne at blive brudt, relæet lukkede og kameraet til at affyre. Dette kamera var en Nikon DSLR, der sandsynligvis har en lille lukkerforsinkelse, når den er forfokuseret og udsat. Dine resultater afhænger af dit kamera. Prototypen er nu i hænderne på den ven, der tog disse billeder (mit kamera skal ændres for at bruge fjernudløser). Hvis han producerer nogle mere kunstneriske fotos ved hjælp af denne enhed, vil jeg prøve at lægge dem her eller på mit websted. God fornøjelse!

Anbefalede: