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

2024 Pengarang: John Day | [email protected]. Terakhir diubah: 2024-01-30 09:58

Perangkat ini akan memicu kamera atau unit flash untuk mengambil gambar secara otomatis ketika suatu objek (target) memasuki lokasi tertentu. Ini menggunakan dua sinar inframerah silang untuk mendeteksi keberadaan target dan menutup relai yang menggerakkan kamera atau unit lampu kilat. Waktu respons sekitar 2 ms dari deteksi hingga penutupan relai, jadi jika kamera Anda tidak memiliki jeda rana yang lama, kamera akan menangkap bahkan target yang bergerak cepat.

Bagian optik perangkat terdiri dari dua LED IR dan dua IC optik Sharp IS471FE (OPIC). IC optik telah dibangun di modulator LED dan detektor sinkron, sehingga mereka tidak akan melihat cahaya dari LED masing-masing. Output dari OPIC terhubung ke mikrokontroler PIC 8 pin yang menangani interpretasi sinyal input dan menggerakkan relai dan LED yang terlihat yang menunjukkan mode operasi. Meskipun ada 11 mode operasi, pengontrol memiliki antarmuka pengguna yang sangat sederhana yang terdiri dari sakelar tombol tekan dan LED. Saat dinyalakan jika balok disejajarkan dengan benar dan tidak terputus, LED menyala terus menerus selama 1 detik kemudian menjadi gelap untuk menunjukkan unit siap beroperasi dalam mode kontinu. Dalam mode itu relai akan menutup dan tetap tertutup dan LED akan menyala selama kedua sinar IR terputus. Unit sekarang siap untuk terhubung ke kamera Anda. Dengan beberapa target, Anda mungkin ingin mengambil lebih dari satu gambar saat target mematahkan sinar IR. Saya telah menyertakan fungsi intervalometer dasar di pengontrol untuk memungkinkan kamera yang tidak memiliki mode api cepat bawaan untuk mengambil banyak gambar selama sinar IR terputus. Menekan tombol pilih mode sekali akan mengeluarkan pengontrol dari mode berkelanjutan dan memasukkannya ke mode pulsa. LED akan berkedip satu kali untuk menunjukkan bahwa relai akan menutup 1 kali per detik. Beberapa kamera lebih cepat sehingga menekan tombol lagi akan bergerak hingga 2 pulsa per detik. Dengan menekan tombol berulang kali, kecepatan akan meningkat dari 1 pps hingga 10 pps, setiap kali LED berkedip untuk menunjukkan frekuensi pulsa. Menahan tombol selama 2,3 detik akan mengatur ulang unit dan membawa Anda kembali ke mode berkelanjutan.

Langkah 1: Kumpulkan Komponen Elektronik

Berikut adalah daftar bagian untuk barang-barang elektronik.

Semua elektronik dapat diperoleh dari Digikey atau sumber lain. Anda akan membutuhkan banyak warna kawat yang berbeda juga. Anda harus dapat memprogram mikrokontroler PIC - PICKit2 atau ICD-2 atau ratusan pemrogram lain dapat melakukan pekerjaan itu. Programmer yang cocok akan berharga sekitar $20, tetapi begitu Anda memilikinya, Anda akan menemukan semua jenis proyek yang dapat menggunakan mikrokontroler dan akan mendapatkan banyak manfaat darinya. Ketika saya membeli PICKit2 saya dari digikey saya memesan paket aksesori lima chip PIC10F206 dengan 8 pin DIP adapter. IC ada dalam paket SOT23 kecil yang baik-baik saja jika Anda akan membuat PCB tetapi sangat tidak berguna untuk papan tempat memotong roti dan proyek konstruksi satu kali. 10F206 juga tersedia dalam paket DIP 8 pin - saya sarankan Anda menggunakannya. Saya belum memberikan info tata letak PCB untuk pengontrol di sini karena saya tidak menggunakan PCB. Rangkaiannya sangat sederhana sehingga tampak konyol untuk membuat PCB untuk itu. Hanya ada 4 bagian di papan - relai, UC, tutup bypass, dan resistor. Sirkuit ini membutuhkan bagian yang lebih sedikit daripada sirkuit chip timer 555. Cukup potong beberapa papan perf agar sesuai dengan kotak apa pun yang Anda gunakan dan sambungkan. Ini harus mengambil semua 30 menit mulai sampai selesai. Sirkuit optik cukup sederhana - IC, tutup, dan LED. LED dan IC optik masuk ke sudut yang berlawanan secara diagonal dari bingkai pipa, jadi Anda akan membutuhkan banyak kabel berwarna. Saya "memasang" IC dan kapasitor pada potongan-potongan kecil papan perf yang sesuai dengan tutup-colokan untuk fitting siku PVC di bingkai- lihat foto di halaman berikutnya.

Langkah 2: Program

PIC10F206 adalah bagian yang sangat sederhana - tidak ada interupsi dan hanya tumpukan 2 level, jadi Anda tidak dapat melakukan subrutin bersarang - Anda akan melihat penggunaan goto secara bebas dalam program sebagai hasilnya. Chip ini berjalan pada 4 MHz menggunakan osilator RC internal sehingga mengeksekusi 1M instruksi per detik. Ketika sebuah objek memecahkan sinar IR, dibutuhkan chip IS471 yang berbatasan dengan 400 kita untuk mengubah keadaan. Dari sana UC hanya perlu beberapa mikrodetik untuk mendeteksi perubahan dan memerintahkan relai untuk menutup. Relai membutuhkan waktu sekitar 1,5 ms untuk menutup sehingga menghasilkan penundaan total sekitar 2 ms dari balok putus hingga relai tertutup. Saya mengembangkan chip program menggunakan MPLAB. Ini adalah assembler/IDE gratis dari Microchip Tech. Saya juga menggunakan tiruan ICD2 Cina saya (sekitar $50 di ebay) untuk benar-benar memprogram IC. Saya perlu menggunakan banyak loop penundaan jadi saya mencari-cari di web dan menemukan program bernama PICLoops di sini: https://www.mnsi.net/~boucher/picloops.htmlPICLoops secara otomatis menghasilkan kode perakitan loop waktu untuk Anda jika Anda katakan apa UC yang Anda gunakan dan kecepatan jam. Kemudian saya mengalami program on-line serupa di sini: https://www.piclist.com/techref/piclist/codegen/delay.htmYang kedua akan menghasilkan penundaan yang akurat untuk satu siklus jam di mana PICLoops tidak cukup begitu akurat. Baik baik untuk aplikasi ini karena waktu tidak kritis dan UC berjalan pada osilator RC pula. Program ini terutama bop bolak-balik antara memeriksa tombol mode dan memeriksa untuk melihat apakah balok terganggu. Sakelar mode bekerja dengan menghitung berapa kali tombol telah ditekan. Setiap kali tombol ditekan, penundaan antara pulsa ke relai cukup dipersingkat untuk meningkatkan frekuensi pulsa sebesar 1 Hz. Bagian terbesar dari kode ini adalah perbedaan penundaan yang digunakan oleh mode pulsa. Saat Anda mengubah mode pulsa, LED berkedip untuk menunjukkan mode baru. Anda dapat mengetahui frekuensi denyut nadi yang baru dengan menghitung kedipan LED- 4 kali artinya 4 Hz, dll. Waktu kedipan LED telah diatur cukup lambat sehingga Anda dapat menghitungnya. Jika unit berada dalam mode pulsa 10 Hz, menekan tombol lagi akan membawa Anda kembali ke mode berkelanjutan. Ada pengatur waktu anjing penjaga yang berjalan saat program berjalan. Jika timer tidak diatur ulang sebelum meluap, UC akan mengatur ulang sendiri. Itulah sebabnya menahan tombol mode selama 2,3 detik menyebabkan UC diatur ulang ke mode kontinu. Saat Anda menekan tombol, UC menunggu Anda untuk melepaskannya sebelum melakukan apa pun. Salah satu hal pertama yang dilakukan setelah Anda melepaskannya adalah mengatur ulang pengatur waktu anjing penjaga. Jika Anda tidak melepaskan tombol, timer anjing penjaga akan meluap dan memulai kembali program dalam mode berkelanjutan. Saya telah melampirkan file daftar perakitan untuk mereka yang penasaran dan file.hex untuk mereka yang hanya ingin membakar chip dan selesai dengan itu. Saya menyambut setiap kritik dari teknik pemrograman saya dari salah satu ahli perakitan PIC Anda di luar sana. Catatan - relai menutup selama 25 ms ketika beroperasi dalam mode pulsa. Beberapa kamera mungkin memerlukan pulsa yang lebih lama. Penundaan itu diatur dalam baris yang mengatakan "call delay25" di dekat bagian atas bagian rlypuls dari kode. Jika 25 ms terlalu pendek untuk kamera Anda, ubah baris tersebut menjadi "call delay50", lalu ubah baris yang bertuliskan "call delay75" menjadi "call delay50". Itu akan meningkatkan waktu pulsa hingga 50 ms dan tetap mempertahankan semua frekuensi pulsa pada langkah bahkan 1 Hz. Program ini hanya menempati 173 byte dari 512 byte yang tersedia dalam chip, sehingga Anda dapat menambahkan segala macam fungsionalitas ke benda itu jika Anda inginkan, meskipun antarmuka pengguna akan agak membatasi.

Langkah 3: Konstruksi Mekanik

Saya awalnya mencoba membuat benda ini dengan pipa 1/2" berukuran 3 kaki persegi tetapi ternyata hampir tidak mungkin untuk menjaga balok tetap sejajar. Jaraknya terlalu jauh dan pipa terlalu fleksibel untuk mempertahankan keselarasan balok. Saya beralih ke 3/ Pipa 4" dan persegi 2 kaki dan sekarang semuanya tetap selaras dengan cukup baik. Saya menggunakan sebagian besar pipa 1/2" untuk membuat pistol pukulan marshmallow untuk putra saya, Alex, dan beberapa teman penjahatnya.

Anda akan membutuhkan pipa 3/4" untuk rangka utama dan pipa 1/2" untuk riser vertikal yang menampung IC dan LED optik. Anda bisa mendapatkan siku 3/4" yang memiliki sambungan samping ulir 1/2", jadi dapatkan juga adaptor ulir 1/2". Filosofi saya tentang menangani proyek pipa PVC adalah membeli alat kelengkapan dan pipa secara berlebihan dan mengembalikan apa Anda tidak perlu ketika proyek selesai. Itu meminimalkan perjalanan frustasi ke toko untuk satu pemasangan $ 0,30. Anda akan memerlukan banyak kabel berwarna berbeda untuk menghubungkan semua barang ini - LED dan IC-nya dipisahkan sekitar 6 kaki pipa. Anda akan ingin membuat kabel ekstra panjang untuk memungkinkan perakitan dan membongkar benda itu untuk pemecahan masalah. Warna yang berbeda akan membantu Anda tetap lurus apa yang terhubung ke apa. Hal pertama yang saya lakukan adalah mengebor lubang di tutup dan memasang LED Saya memasang kabel ekstra panjang dan menggunakan heat-shrink pada kabel LED untuk mengisolasinya. Saya memasang rangka pipa dengan longgar sehingga saya dapat dengan mudah menariknya dan memasang kabel melalui pipa. Selanjutnya, pasang chip dan tutup IS471 pada perf potongan papan agar pas dengan lubang di tutup ujung. Bor ah ole di tutup dan pasang sepotong tabung kuningan 1/4 "(atau apa pun yang Anda miliki). Pastikan Anda mengetahui sisi mana dari IS471 yang merupakan sisi penerima! Anda ingin itu menghadap LED Anda, bukan tutup bypass! Pasang kabel ke papan IC- akan ada total lima koneksi- Vcc, Gnd, Out, dan LED. Kabel kelima menghubungkan anoda LED ke Vcc. Putuskan di mana Anda ingin meletakkan konektor pada rangka pipa dan pastikan kabel ke IC cukup panjang untuk menjangkaunya. Pasang konektor, jalankan kabel, solder semuanya dan Anda siap untuk pergi. Jangan lupa untuk menyolder kabel ground ke cangkang konektor. Ini akan membantu melindungi segala sesuatu dari listrik statis. Setelah semua pemasangan kabel selesai, tumbuk pipa dengan erat dengan palu. Anda seharusnya tidak membutuhkan lem, dan jika Anda merekatkan pipa bersama-sama, Anda tidak akan dapat memisahkannya untuk memperbaiki masalah di kemudian hari. Jika Anda menginginkan konstruksi yang lebih aman, pasang sekrup melalui setiap sambungan setelah ditumbuk bersama-sama. Saat pengontrol dipasang, Anda harus menyelaraskan balok. Relai akan menutup hanya ketika KEDUA sinar IR terputus/tidak sejajar. Keluaran OPIC biasanya rendah, ketika mereka dapat melihat sumber cahayanya dan menjadi tinggi ketika pancaran sinarnya terputus. Jadi penyelarasan balok dilakukan sebagai berikut: 1) Hubungkan bingkai optik ke pengontrol. 2) Hidupkan. LED akan menyala dan tetap menyala kecuali Anda sangat beruntung. Pertama menyala untuk menunjukkan mode kontinu, lalu tetap menyala karena balok tidak sejajar. Jika LED padam itu berarti setidaknya satu sinar sejajar. 3) Dengan asumsi bahwa LED menyala, ini menunjukkan bahwa kedua balok tidak sejajar. Blok satu balok dengan selotip atau kertas. 4) Sejajarkan LED sebaik mungkin dengan memutar kepala untuk mengarahkannya ke OPIC yang berlawanan secara diagonal. 5) Sekarang mulai melenturkan dan memutar kepala OPIC sampai LED padam, menunjukkan bahwa balok sejajar. 6) Selanjutnya blok balok yang baru disejajarkan, lalu lakukan penyesuaian yang sama pada balok kedua. Saat LED padam, kedua sinar sejajar dan Anda siap untuk mengambil beberapa gambar. Setiap kali Anda menyalakan unit, periksa balok dengan memblokir satu lalu yang lain. Jika satu sinar tidak sejajar, menghalangi yang lain akan menyebabkan LED menyala. Kemudian Anda bisa menyetel kembali yang rusak. Jika LED menyala dan tetap menyala, kedua sinar tidak sejajar dan Anda harus mengikuti prosedur yang dijelaskan di atas. Jika Anda membangun benda itu dengan aman dan menyelaraskan balok untuk pertama kalinya, itu akan membutuhkan hukuman sebelum Anda harus melakukan penyelarasan kembali.

Langkah 4: Pengontrol

Saya membuat pengontrol dalam kotak plastik yang saya beli dengan harga yang terlalu tinggi di barang elektronik Fry. Anda dapat menggunakan hampir apa saja asalkan cukup besar. Kotak ini dirancang untuk baterai 9V tetapi saya harus menggunakan 6V sehingga ruang baterai terbuang sia-sia. Saya dapat dengan mudah memasukkan papan sirkuit ke dalam kompartemen baterai 9V.

Kotak dan sakelar apa pun yang Anda gunakan, rencanakan tata letaknya dan pastikan semuanya cocok saat Anda mencoba menutupnya. Perhatikan bahwa ada dioda yang dihubungkan secara seri dengan baterai. Itu ada untuk membawa tegangan suplai ke tingkat yang dapat diterima untuk UC yang dinilai untuk 5.5V Vcc maksimum. Bahkan dengan dioda, bagian itu berjalan pada batasnya dengan baterai baru jadi jangan terlalu memikirkan tentang menjalankan pada 9V kecuali Anda menambahkan regulator 5V. Saya bermain-main dengan ide menggunakan PIC12HV615 bukan karena memiliki built-in regulator shunt, tapi ayunan antara arus minimum dan maksimum terlalu banyak untuk shunt regulator jadi saya harus memperumit sirkuit sedikit untuk mendapatkannya. kerja. Saya ingin membuat ini sangat sederhana, terutama karena saya malas tetapi juga karena saya memiliki proyek lain dan saya ingin menyelesaikan yang ini secepatnya. Relai yang saya gunakan memiliki dioda proteksi built-in yang ditampilkan tetapi tidak diberi label pada skema. Dioda melindungi UC dari tendangan tegangan balik induktif yang terjadi ketika Anda menembakkan pulsa ke induktor seperti koil relai. Jika Anda menggunakan relai yang berbeda pastikan untuk menambahkan dioda dengan polaritas yang ditunjukkan atau mungkin Anda dapat mengucapkan selamat tinggal pada UC Anda saat pertama kali relai menyala. UC dapat dengan aman menenggelamkan sekitar 25 mA dari satu pin jadi pilihlah relai dengan koil resistansi tinggi. PRMA1A05 memiliki kumparan 500 Ohm sehingga hanya membutuhkan waktu 10-12 mA untuk menutupnya. Saya ingin menggunakan beberapa kabel tipis dan ringan yang bagus dengan konektor RJ-11 tetapi semua konektor yang saya temukan di Fry's adalah bagian pemasangan PCB, jadi saya akhirnya menggunakan DB9. Kabel serial sangat murah dan sekrup akan menjaga konektor agar tidak jatuh. Anda benar-benar hanya perlu menghubungkan 3 kabel (Vcc, Gnd, dan output gabungan dari dua IS471FE) antara unit optik dan pengontrol sehingga Anda dapat menggunakan hampir semua konektor/kabel yang Anda suka, bahkan colokan dan colokan mini stereo.

Langkah 5: Menggunakan Pemicu Foto

Idenya adalah untuk mengatur benda itu sehingga balok melintang di mana Anda mengharapkan beberapa tindakan terjadi. Misalnya, jika Anda ingin menembak burung kolibri ke tempat pengumpan, atau burung yang masuk atau keluar sarang, atur bingkai dengan titik balok silang tepat di tempat yang Anda inginkan. Kemudian atur kamera yang diarahkan ke target dan atur fokus, eksposur, dan white balance (ini akan meminimalkan waktu jeda rana). Uji keselarasan balok untuk memastikan KEDUA balok sejajar dengan benar - ini dilakukan dengan melambaikan tangan Anda melalui setiap balok satu per satu kemudian melalui area target. LED harus menyala dan relai menutup hanya ketika kedua sinar terputus. Sekarang atur mode operasi- baik terus menerus atau berdenyut dan pergi.

Anda harus tahu sedikit tentang perilaku target Anda untuk mendapatkan hasil terbaik. Jika Anda ingin memotret sesuatu yang bergerak cepat, Anda harus memperhitungkan penundaan kamera dan pengontrol untuk memprediksi di mana target akan berada setelah mengganggu sinar IR. Seekor burung kolibri yang sedang melayang-layang di satu tempat dapat ditembak tepat di tempat balok menyilang. Seekor burung atau kelelawar yang terbang cepat mungkin berada beberapa kaki jauhnya pada saat kamera mengambil gambar. Mode berdenyut memungkinkan kamera yang tidak memiliki mode pemotretan bersambungan bawaan untuk mengambil banyak gambar selama sinarnya terputus. Anda dapat mengatur frekuensi pulsa setinggi 10 Hz, meskipun tidak banyak kamera di sekitar yang dapat memotret secepat itu. Anda perlu sedikit bereksperimen untuk melihat seberapa cepat kamera Anda dapat memotret. Sambungan kamera dilakukan melalui kontak relai yang biasanya terbuka sehingga Anda dapat menghubungkan lampu kilat alih-alih kamera. Kemudian Anda dapat memotret dalam gelap dengan mendorong rana terbuka dan menggunakan pengontrol untuk menembakkan unit lampu kilat baik sekali atau beberapa kali saat sebuah objek (kelelawar, mungkin?) mematahkan sinarnya. Setelah blitz tersandung, tutup rana. Jika lampu kilat Anda dapat mengikuti, Anda dapat membuat beberapa bidikan eksposur ganda yang keren dengan menggunakan salah satu mode pulsa. Anda dapat secara akurat menemukan titik di mana balok menyilang dengan menempelkan beberapa benang elastis ke kepala optik. Untuk beberapa target, di situlah Anda akan mengarahkan dan memprafokuskan kamera Anda. Foto-foto di bawah ini menunjukkan seorang pria Lego jatuh melalui balok. Saya menjatuhkannya dari beberapa kaki di atas balok dan Anda dapat melihat dia telah jatuh sekitar 6-8 di bawah balok dalam waktu yang dibutuhkan balok untuk dipatahkan, relay untuk menutup, dan kamera untuk menembak. Kamera ini adalah DSLR Nikon yang mungkin memiliki shutter lag kecil saat prefocus dan exposure. Hasil Anda akan tergantung pada kamera Anda. Prototipe sekarang ada di tangan teman yang mengambil gambar ini (kamera saya perlu dimodifikasi untuk menggunakan remote shutter release). Jika dia menghasilkan lebih banyak foto artistik menggunakan perangkat ini, saya akan mencoba mempostingnya di sini atau di situs web saya. Selamat bersenang-senang!