Ristikkäinen IR -keilan kamera/salaman laukaisin: 5 vaihetta (kuvilla)

2024 Kirjoittaja: John Day | [email protected]. Viimeksi muokattu: 2024-01-30 09:04

Tämä laite laukaisee kameran tai salamalaitteen ottamaan kuvan automaattisesti, kun kohde (kohde) tulee tiettyyn paikkaan. Se käyttää kahta ristikkäistä infrapunasäteilyä havaitsemaan kohteen läsnäolo ja sulkemaan rele, joka laukaisee kameran tai salamalaitteen. Vasteaika on noin 2 ms havaitsemisesta releen sulkemiseen, joten jos kameralla ei ole pitkää suljinaikaa, se kaappaa jopa nopeasti liikkuvat kohteet.

Laitteen optinen osa koostuu kahdesta IR -LEDistä ja kahdesta Sharp IS471FE -optiikkapiiristä (OPIC). Optisissa IC -laitteissa on sisäänrakennetut LED -modulaattorit ja synkroniset ilmaisimet, joten ne eivät näe valoa toistensa LED -valoista. OPIC -laitteiden lähdöt on kytketty 8 -nastaiseen PIC -mikrokontrolleriin, joka hoitaa tulossignaalien tulkinnan ja releen ohjaamisen, sekä näkyvä LED, joka osoittaa toimintatilan. Vaikka käyttötapoja on 11, ohjaimessa on hyvin yksinkertainen käyttöliittymä, joka koostuu painikekytkimestä ja LED-valosta. Kun valot kytketään päälle, jos säteet ovat oikein kohdistettuina ja katkeamattomina, LED -valo palaa jatkuvasti 1 sekunnin ajan ja sammuu, mikä osoittaa, että laite on valmis toimimaan jatkuvassa tilassa. Tässä tilassa rele sulkeutuu ja pysyy kiinni ja LED -valo palaa niin kauan kuin molemmat infrapunasäteet ovat keskeytyneet. Laite on nyt valmis liitettäväksi kameraan. Joillakin kohteilla saatat haluta ottaa useamman kuin yhden kuvan, kun kohde rikkoo infrapunasäteet. Olen sisällyttänyt ohjaimeen perusintervallimittaritoiminnon, jonka avulla kamerat, joissa ei ole sisäänrakennettua pikavalotustilaa, voivat ottaa useita kuvia niin kauan kuin infrapunasäteet ovat keskeytyneet. Kun painat tilanvalintapainiketta kerran, ohjain poistetaan jatkuvasta tilasta ja asetetaan pulssitilaan. LED vilkkuu kerran osoittaen, että rele sulkeutuu 1 kerran sekunnissa. Jotkut kamerat ovat nopeampia, joten painikkeen painaminen uudelleen siirtää jopa 2 pulssia sekunnissa. Painiketta toistuvasti painettaessa nopeus kasvaa 1 pps: stä 10 pps: iin joka kerta, kun LED vilkkuu pulssitaajuuden ilmaisemiseksi. Kun pidät painiketta painettuna 2,3 sekuntia, laite nollautuu ja palaat jatkuvaan tilaan.

Vaihe 1: Kerää elektroniset osat

Tässä on sähköisten osien osaluettelot.

Kaikki elektroniikka voidaan hankkia Digikeysta tai muista lähteistä. Tarvitset myös joukon eri värejä lankaa. Sinun on voitava ohjelmoida PIC-mikrokontrolleri- PICKit2 tai ICD-2 tai mikä tahansa satoista muista ohjelmoijista voi tehdä työn. Sopiva ohjelmoija maksaa noin 20 dollaria, mutta kun sinulla on se, löydät kaikenlaisia projekteja, jotka voivat käyttää mikro -ohjaimia ja saavat siitä paljon hyötyä. Kun ostin PICKit2: n digikeyltä, tilasin lisävarustepaketin, jossa oli viisi PIC10F206 -sirua ja 8 -nastaiset DIP -sovittimet. IC on pienessä SOT23-paketissa, joka on hieno, jos aiot tehdä piirilevyn, mutta melko hyödytön leipälautailuun ja kertaluonteisiin rakennusprojekteihin. 10F206 on saatavana myös 8-nastaisena DIP-paketina- ehdotan, että käytät sitä. En ole antanut PCB -asettelutietoja ohjaimelle täällä, koska en käyttänyt PCB: tä. Piiri on niin yksinkertainen, että PCB: n tekeminen tuntuu typerältä. Taululla on vain 4 osaa- rele, uC, ohituskorkki ja vastus. Piiri vaatii vähemmän osia kuin 555 ajastinpiiripiiri. Leikkaa vain jokin levyt sopimaan käyttämääsi laatikkoon ja johda asia. Kaikkien 30 minuutin aloittamisen pitäisi kestää. Optiset piirit ovat melko yksinkertaisia- IC, korkki ja LED. LED ja optinen IC menevät putken rungon vastakkaisiin kulmiin, joten tarvitset joukon värillisiä lankoja. "Kokosin" IC: n ja kondensaattorin pienille pahvilevyille, jotka sopivat kehyksessä olevien PVC-kyynärpäätulppien tulppaan- katso kuvat seuraavalla sivulla.

Vaihe 2: Ohjelma

PIC10F206 on todella yksinkertainen osa- ei keskeytyksiä ja vain 2-tasoinen pino, joten et voi tehdä mitään sisäkkäisiä aliohjelmia- näet, että ohjelmassa käytetään vapaasti goto-ohjelmia. Siru toimii 4 MHz: llä käyttäen sisäistä RC -oskillaattoria, joten se suorittaa 1 M käskyä sekunnissa. Kun kohde rikkoo infrapunasäteet, se vie IS471 -sirut 400 meihin vaihtaakseen tilaa. Sieltä uC tarvitsee vain muutaman mikrosekunnin havaitakseen muutoksen ja määrätäkseen releen sulkeutumaan. Releen sulkeminen kestää noin 1,5 ms, mikä johtaa noin 2 ms: n kokonaisviiveeseen palkeista rikki ja rele suljettu. Se on Microchip Techin ilmainen kokoaja/IDE. Ohjelmoin IC: n myös kiinalaisella ICD2 -kloonillani (noin 50 dollaria ebayssa). Minun piti käyttää paljon viivästyssilmukoita, joten juurtuin verkkoon ja löysin PICLoops -ohjelman täältä: https://www.mnsi.net/~boucher/picloops.html PICLoops luo automaattisesti ajoitussilmukan kokoonpanokoodin sinulle, jos kerro mitä uC: tä käytät ja kellon nopeus. Myöhemmin törmäsin samanlaiseen online-ohjelmaan täällä: https://www.piclist.com/techref/piclist/codegen/delay.htmToinen aiheuttaa viiveitä, jotka ovat tarkkoja yhdelle kellojaksolle, jossa PICLoops ei ole aika tarkka. Kumpikin sopii tälle sovellukselle, koska ajoitus ei ole kriittinen ja uC toimii RC -oskillaattorilla joka tapauksessa. Tilakytkin toimii pitämällä käynnissä oleva luku painikkeen painamisten määrästä. Aina kun painiketta painetaan, pulssien ja releen välinen viive lyhenee tarpeeksi, jotta pulssitaajuus voidaan säätää 1 Hz: llä. Suurin osa koodista on pulssitilojen käyttämät eri viiveet. Kun muutat pulssitilaa, LED vilkkuu osoittaen uutta tilaa. Voit kertoa uuden pulssitaajuuden laskemalla LED-välähdykset- 4 kertaa tarkoittaa 4 Hz jne. LED-välähdykset on ajoitettu riittävän hitaasti, jotta voit laskea ne. Jos laite on 10 Hz: n pulssitilassa, painikkeen painaminen uudelleen vie sinut takaisin jatkuvaan tilaan. Jos ajastinta ei palauteta ennen sen ylivuotoa, uC nollaa itsensä. Siksi tilapainikkeen pitäminen 2,3 sekuntia saa uC: n palaamaan jatkuvaan tilaan. Kun painat painiketta, uC odottaa, että vapautat sen ennen kuin teet mitään. Yksi ensimmäisistä asioista, joita se tekee sen julkaisemisen jälkeen, on watch-dog-ajastimen nollaaminen. Jos et vapauta painiketta, vahtikoiran ajastin ylittää ja käynnistää ohjelman jatkuvassa tilassa. Olen liittänyt kokoonpanoluettelotiedoston uteliaille ja.hex-tiedoston niille, jotka haluavat vain polttaa sirun ja tehdä sen kanssa. Otan mielelläni vastaan ohjelmointitekniikkani kritiikkiä teistä kaikista PIC-kokoonpanon asiantuntijoista. Huomaa- rele sulkeutuu 25 ms: n ajaksi, kun se toimii pulssitilassa. Jotkut kamerat saattavat vaatia pidemmän pulssin. Tämä viive on asetettu riville, joka sanoo "call delay25" lähellä koodin rlypuls -osion yläosaa. Jos 25 ms on liian lyhyt kamerallesi, muuta kyseinen rivi sanomaan "call delay50" ja vaihda sitten "call delay75" -rivi "call delay50": ksi. Tämä lisää pulssiaikaa 50 ms: iin ja pitää silti kaikki pulssitaajuudet jopa 1 Hz: n välein. Ohjelma vie vain 173 tavua sirun käytettävissä olevista 512 tavusta, joten voit lisätä kaikenlaisia toimintoja, jos haluat, vaikka käyttöliittymä tulee olemaan jonkin verran rajoittava.

Vaihe 3: Mekaaninen rakenne

Yritin aluksi tehdä tämän asian 3 tuuman neliöllä 1/2 "putkella, mutta huomasin, että oli lähes mahdotonta pitää palkit kohdakkain. Etäisyys oli liian suuri ja putki liian joustava säteen suuntauksen ylläpitämiseksi. Vaihdoin 3/ 4 "putki ja 2 jalkaa neliö ja nyt kaikki pysyy linjassa melko hyvin. Käytin suurimman osan 1/2 "putkesta vaahtokarkkeja puhaltamaan pojalleni Alexille ja joillekin hänen hupsu-ystävilleen.

Tarvitset 3/4 "putken pääkehykseen ja 1/2" putken pystysuoriin nousuihin, joissa on optiset IC: t ja LEDit. Voit saada 3/4 "kyynärpäät, joissa on 1/2" kierteinen sivuliitäntä, joten hanki myös 1/2 "kierreadapterit. Filosofiani PVC-putkiprojektien käsittelyssä on ostaa liitososat ja putket liikaa ja palauttaa sinun ei tarvitse, kun projekti on valmis. Tämä minimoi turhauttavat matkat kauppaan yhdellä 0,30 dollarin asennuksella. Tarvitset joukon erivärisiä johtoja yhdistääksesi kaiken tämän- LEDit ja niiden IC-välit ovat noin 6 metrin päässä toisistaan Haluat tehdä johtimista erityisen pitkiä, jotta kokoonpano ja esineiden irrottaminen voidaan suorittaa vianetsintää varten. Eri värit auttavat sinua pitämään suorana sen, mikä yhdistää mihin. Ensimmäinen asia, jonka tein, oli porata reikiä korkkeihin ja kiinnittää LEDit Liitin erittäin pitkiä johtoja ja käytin kutistettaessa LED-johtimia niiden eristämiseen. Kokosin löysästi putken rungon, jotta voisin irrottaa sen helposti ja vedin johdot putken läpi. Seuraavaksi asenna IS471-sirut ja korkit lauta leikattu sopimaan päätykanavien aukkoon ole korkissa ja asenna 1/4 "messinkiputki (tai mitä tahansa ympärilläsi). Varmista, että tiedät, mikä IS471: n puoli on vastaanottimen puoli! Haluat sen olevan LED -valosi, ei ohituskorkin edessä! Kiinnitä johdot IC-korttiin- yhteyksiä on yhteensä viisi- Vcc, Gnd, Out ja LED. Viides johdin yhdistää LED -anodin Vcc: hen. Päätä minne haluat sijoittaa liittimen putkikehykseen ja varmista, että johtimet IC: hen ovat riittävän pitkiä päästäkseen siihen. Asenna liitin, vedä johdot, juota kaikki yhteen ja olet valmis menemään. Älä unohda juottaa maadoitusjohtoa liittimen kuoreen. Se auttaa suojaamaan kaiken staattiselta sähköltä. Kun kaikki johdotukset on tehty, lyö putki tiukasti yhteen vasaralla. Sinun ei pitäisi tarvita liimaa, ja jos liimaat putken yhteen, et voi purkaa sitä osiin korjataksesi ongelmia myöhemmin. Jos haluat turvallisemman rakenteen, kierrä ruuvi jokaisen liitoksen läpi, kun olet lyönyt ne yhteen. Kun ohjain on koottu, sinun on kohdistettava palkit. Rele sulkeutuu vain, kun molemmat IR -säteet keskeytetään/kohdistetaan väärin. OPIC -laitteiden lähdöt ovat normaalisti alhaisia, kun he näkevät valonlähteensä ja nousevat korkealle, kun säde keskeytyy. Siten säteet kohdistetaan seuraavasti: 1) Liitä optinen kehys ohjaimeen. 2) Käynnistä. LED -valo syttyy ja jää palamaan, ellet ole poikkeuksellisen onnekas. Ensin se syttyy osoittamaan jatkuvaa tilaa, sitten se jää palamaan, koska palkit eivät ole linjassa. Jos LED sammuu, se tarkoittaa, että vähintään yksi säde on kohdistettu. 3) Olettaen, että LED -valo palaa, se osoittaa, että molemmat säteet ovat väärin kohdistettuja. Estä yksi palkki teipillä tai paperilla. 4) Kohdista LED mahdollisimman hyvin kiertämällä päätä kohti viistosti vastakkaista OPICia. 5) Aloita nyt OPIC -pään taivuttaminen ja kiertäminen, kunnes LED sammuu osoittaen, että säde on kohdistettu. 6) Sulje seuraavaksi juuri kohdistettu palkki ja tee samat säädöt toiseen säteeseen. Kun LED sammuu, molemmat säteet ovat kohdakkain ja olet valmis ottamaan kuvia. Aina kun kytket laitteeseen virran, tarkista palkit estämällä toinen ja toinen. Jos toinen säde on kohdistettu väärin, toisen estäminen saa LED -valon syttymään. Sitten voit vain kohdistaa sen, joka ei ole kunnossa. Jos LED -valo syttyy ja jää palamaan, molemmat säteet eivät ole linjassa ja sinun on noudatettava yllä kuvattua menettelyä. Jos rakennat esineen turvallisesti ja kohdistat palkit ensimmäistä kertaa, se vaatii jonkin verran rangaistusta, ennen kuin sinun on tehtävä muutoksia.

Vaihe 4: Ohjain

Rakensin ohjaimen muovilaatikkoon, jonka otin liian korkealla hinnalla Fryn elektroniikasta. Voit käyttää melkein mitä tahansa, kunhan se on tarpeeksi suuri. Tämä laatikko on suunniteltu 9 V: n akulle, mutta minun täytyi käyttää 6 V: tä, joten akkutila on hukkaan heitetty. Olisin voinut helposti sovittaa piirilevyn 9 V: n paristokoteloon.

Mitä laatikkoa ja kytkimiä käytät, suunnittele asettelu ja varmista, että kaikki sopii yhteen, kun yrität sulkea sen. Huomaa, että akkuun on sarjaan kytketty diodi. Sen tarkoituksena on alentaa syöttöjännite hyväksyttävälle tasolle uC: lle, jonka nimellisteho on enintään 5,5 V Vcc. Jopa diodin kanssa osa toimii rajalla uusilla paristoilla, joten älä saa mitään hienoja ideoita 9 V: n käyttämisestä, ellet lisää 5 V: n säädintä. Leikkasin ajatuksella käyttää PIC12HV615: tä sen sijaan, koska siinä on sisäänrakennettu shuntisäädin, mutta minimi- ja maksimivirtojen välinen heilahdus on liikaa shuntin säätimelle, joten minun pitäisi monimutkaista piiriä saadaksesi sen työ. Halusin pitää tämän todella yksinkertaisena lähinnä siksi, että olen laiska, mutta myös siksi, että minulla on menossa muita projekteja ja halusin lopettaa tämän mahdollisimman pian. Käyttämässäni releessä on sisäänrakennettu suojadiodi, mutta sitä ei ole merkitty kaavioon. Diodi suojaa uC: tä induktiiviselta käänteisjännitteeltä, joka tapahtuu, kun laukaiset pulssin induktoriin, kuten relekelaan. Jos käytät toista relettä, muista lisätä diodi, jonka napaisuus on esitetty, tai ehkä voit suudella uC: täsi hyvästit ensimmäisen kerran, kun rele laukeaa. UC voi upottaa turvallisesti noin 25 mA yhdestä nastasta, joten valitse rele, jossa on korkean vastuksen kela. PRMA1A05: ssä on 500 ohmin kela, joten sen sulkeminen kestää vain 10-12 mA. Halusin käyttää hienoja ohuita, kevyitä kaapeleita RJ-11-liittimillä, mutta kaikki Fry'sin löytämät liittimet olivat PCB-kiinnitysosia, joten päädyin vanhan koulun DB9-laitteisiin. Sarjakaapelit ovat likaisia ja ruuvit estävät liittimiä putoamasta. Sinun on todella liitettävä vain 3 johtoa (Vcc, Gnd ja kahden IS471FE: n yhdistetyt lähdöt) optisen kokoonpanon ja ohjaimen väliin, jotta voit käyttää melkein mitä tahansa haluamaasi liitintä/kaapelia, jopa stereominipistoketta ja -liitintä.

Vaihe 5: Valokytkimen käyttäminen

Ajatuksena on asettaa asia niin, että palkit risteävät siellä, missä odotat jonkin toimenpiteen tapahtuvan. Jos haluat esimerkiksi ampua kolibrin syöttölaitteeseen tai linnun, joka astuu pesään tai poistuu siitä, aseta kehys ylhäällä olevan sädepisteen kanssa haluamaasi paikkaan. Aseta sitten kamera kohteeseen ja osoita tarkennus, valotus ja valkotasapaino (tämä minimoi suljinajan viiveen). Testaa säteen suuntaus varmistaaksesi, että KUMMAT palkit ovat kohdakkain oikein- tämä tapahtuu heiluttamalla kättäsi kunkin palkin läpi erikseen ja sitten kohdealueen läpi. LED -valon pitäisi syttyä ja rele sulkeutua vain, kun molemmat säteet ovat keskeytyneet. Aseta nyt toimintatila- joko jatkuva tai sykkivä ja mene pois.

Sinun on tiedettävä vähän kohteen käyttäytymisestä saadaksesi parhaat tulokset. Jos haluat kuvata jotain, joka liikkuu nopeasti, sinun on otettava huomioon kameran ja ohjaimen viiveet ennustaaksesi kohteen sijainnin infrapunasäteiden keskeyttämisen jälkeen. Yhdessä paikassa leijuvaa kolinaa voidaan ampua suoraan säteiden risteyskohdassa. Nopeasti lentävä lintu tai lepakko saattaa olla muutaman metrin päässä, kun kamera ottaa kuvan. Pulssi -tilan avulla kamerat, joissa ei ole sisäänrakennettua sarjakuvaustilaa, voivat ottaa useita kuvia niin kauan kuin säteet keskeytetään. Voit asettaa pulssitaajuuden jopa 10 Hz: iin, vaikka ympärillä ei ole monia kameroita, jotka voivat kuvata niin nopeasti. Sinun on kokeiltava hieman nähdäksesi, kuinka nopeasti kamera voi kuvata. Kameran liitäntä tapahtuu normaalisti avoimen relekoskettimen kautta, joten voit liittää salaman kameran sijaan. Sitten voit kuvata pimeässä tukemalla sulkimen auki ja käyttämällä ohjainta salaman laukaisemiseen joko kerran tai useita kertoja, kun jokin esine (kenties maila?) Rikkoo valot. Kun salama laukeaa, sulje suljin. Jos salama pysyy perässä, voit ottaa hienoja usean valotuksen kuvia käyttämällä jotakin pulssitilaa. Voit tunnistaa palkkien risteyskohdan tarkasti kiinnittämällä optisiin päihin joustavaa lankaa. Joidenkin kohteiden kohdalla osoitat kameran ja tarkennat siihen. Alla olevissa kuvissa Lego -mies putoaa palkkien läpi. Pudotin hänet muutaman metrin säteiltä palkkien yläpuolelle ja näet, että hän on pudonnut noin 6-8 palkkien alapuolelle ajassa, joka kului palkkien rikkoutumiseen, releen sulkeutumiseen ja kameran laukaisuun. Tämä kamera oli Nikonin järjestelmäkamera, jolla on todennäköisesti pieni suljinaika esitarkennettuna ja valotettuna. Tuloksesi riippuvat kamerastasi. Prototyyppi on nyt näiden kuvien ottaneen ystävän käsissä (kameraani on muutettava, jotta laukaisinta voidaan käyttää kauko -ohjaimella). Jos hän tuottaa enemmän taiteellisia valokuvia tällä laitteella, yritän lähettää ne tänne tai verkkosivustolleni.