Avainnipun digitaalikameran hakkerointi Arduino -ohjaukseen: 6 vaihetta

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

Arduinon valokuvausvaihtoehdot ovat harvoja. Verkkokamerat eivät ole käytännöllisiä sovelluksissa, kuten leijakuvauksessa tai julkisessa valokuvauksessa, ellet halua ostaa 200 metrin USB -kaapelia. Ja nykyiset tekniikat itsenäiselle Arduino-valokuvaukselle yrittävät tyypillisesti kaapata raakoja kuvatietoja matkapuhelimista poistetuista CMOS-kameroista … ja usko minua, ellet halua ladata tai muuttaa kuvia digitaalisesti reaaliajassa, et halua mennä tuota tietä pitkin. Miksi ei ole normaalia, halpaa, tehtaan digitaalikameraa, jota Arduino voi ohjata?

Osoittautuu, että siellä on ainakin yksi-ja he myyvät sen paikallisessa apteekkikaupassasi (CVS/Rite-Aid/Walgreens/jne.) Se on niitä pirteitä pikku avaimenperäkameroita, joita he myyvät 10-15 dollaria per pop. Niiden valokuvaus ei ole puoliksi huono, kun resoluutio on noin 300 x 200, he voivat tallentaa 20-240 kuvaa (riippuen löydetystä valokuvasta), ja käy ilmi, että pikkupojat on juuri hakkeroitu. Voit myös tehdä saman hakkeroinnin halvalla 1 tai 2 megapikselin kameralla, joka ottaa tarvittaessa SD -kortteja (katso alla), mutta käymme läpi prosessin, jota käytetään yleisimmin löydetyissä 300 x 200 kamerassa. Tämä opastettava opastaa sinua avainketjun kameran purkamisessa, muokkaamisessa ja kokoamisessa. Sitten se opastaa sinua yksinkertaisten transistorikytkinpiirien johdotuksessa, joita Arduino voi käyttää kameran sammuttamiseen ja käynnistämiseen ja valokuvien ottamiseen aina, kun ohjelma haluaa. Siinä on myös näytekoodi ja paljon kauniita kuvia. Ennen kuin aloitamme, muutamia huomautuksia: *Hakkeroitu kamera voi muuttua kuvista sinisestä hopeaksi ja takaisin. Älä huolestu, molempien kameroiden sisäosat ovat samat (työskentelen molempien kanssa tällä hetkellä tutkimusta varten.). Tätä samaa kameraa myydään eri puolilla maata eri väreissä, eri tuotenimillä ja jopa hieman erilaisilla fyysisillä koteloilla. *Jos tämä tekniikka kuulostaa tutulta, se voi johtua siitä, että se, mitä teemme itse kameralle, on hyvin samanlainen kuin tekniikka, jota käytti CatCam, hanke, joka levisi virukseen kaksi vuotta sitten laittamalla pienet, intervallikamerat kauluksiin. ulkona olevista kissoista ja katsomassa minne he menevät. CatCamin tekniikka käyttää kameraa, jota ei ole helposti saatavilla Yhdysvalloissa, ja se on kirjoitettu ennen Arduinon todellista nousua - toivottavasti tämä tekniikan uudelleentarkastelu auttaa DIY -yhteisöä löytämään sen uudelleen ja käyttämään sitä uudelleen projekteissaan. Löysin CatCamin tämän projektin päättyessä, ja molemmat tekniikat kehitettiin itsenäisesti - joten tekniikkani todennäköisesti eroaa CatCam -tekniikasta; voit vapaasti valita tekniikoita näistä kahdesta. *Jos olet Yhdysvaltojen ulkopuolella tai haluat tilata suoraan CatCamilta, niiden myymä hakkeroitava kamera on korkealaatuisempi - 1 tai 2 megapikselin - ja voi tallentaa valokuvat suoraan SD -kortille. Erittäin mukava monille projekteille (mutta ei välttämätön kaikille.) Mutta jos haluat kameran tänään, siirry mihin tahansa Rite -Aidiin, CVS: ään jne. Ja ota tässä näkyvä kamera - Digital Concepts -kamera, jonka yleensä jakaa Sakar International. *Tutkimukseni on todella ohjata tätä kameraa erillisen ATMega-sirun kautta. Jos olet jostain syystä kiinnostunut oppimaan kyseisen tekniikan, kerro siitä minulle - jos kiinnostusta riittää, kerään toisen Instructable -ohjelman. (Ajattelin, että sille olisi enemmän kysyntää Arduinon kautta.) PÄIVITYS: Pyynnöstä olen lisännyt piirikaavion erillisen ATMega-sirun liittämiseksi siruun viimeisenä valokuvana alla. Siitä ei ole apua monille teistä, ja pahoittelen sitä - toivon, että annan tälle askeleelle asianmukaisen huolellisuuden - mutta päättäväisille se on parempi kuin ei mitään (toivon). *Tämä tekniikka dokumentoidaan osana tutkimustani Carnegie Mellonin yliopiston aineellisen vuorovaikutuksen suunnittelun maisteriohjelmassa Pittsburghissa, PA. Jos harkitset paluuta kouluun, nauti tekemisestä ja olet kiinnostunut tekniikan ja muotoilun tai taiteen risteyksestä, jätä meille linja!:) Toivottavasti tästä oli apua - kommentit sekä tekniikasta että sovelluksesta ovat tervetulleita! Voit kirjoittaa minulle suoraan tai kommentoida, jos sinulla on kysyttävää tai haluat selvennyksiä.

Vaihe 1: Kokoa tarvikkeet ja työkalut

Tarvitset muutamia työkaluja ja tarvikkeita, ennen kuin voit osua maahan tässä Instructable -ohjelmassa. Käydäänkö ne nyt läpi?

Työkalut: *Pieni Philips-ruuvitaltta. (Noin yhden koon, jota voit käyttää lasien korjaamiseen tai tietokoneen korjaussarjaan.) *Hyödyllinen, mutta ei kriittinen, jos sinulla on pitkät kynnet - pieni litteä ruuvimeisseli, jota voidaan käyttää pihtinä. *Langanleikkuri/langanpoistimet *Hyödyllinen, mutta ei kriittinen - yleismittari. *Juotin ja juote. (Älä nyt murehdi. Sinun tarvitsee vain lämmittää jotakin olemassa olevaa juotosta ja kiinnittää muutama irrotettu langanpää jo olemassa oleviin liitäntöihin. Tarvitaan vain alkeellista tietoa juotoksesta. Saatat jopa päästä pois lankaliimalla joissakin malleissa, mutta juottaminen on turvallisempaa.) Tarvikkeet: *Hyllyssä oleva avaimenperän digitaalikamera. Myydään usein tuotenimillä "Digital Concepts" tai "Shift". Myydään CVS: ssä, Rite-Aidissa, Walgreensissä, joissakin Walmartsissa ja kaikkialla Internetissä. *Hyödyllinen mutta ei kriittinen - muutama AAA -paristo. Kamerassa tulee olla yksi AAA -paristo. Mutta jos aiot käyttää projektiasi useammin kuin muutaman kerran tai pitkiä aikoja, tarvitset varaosia - kamera syö ne. *Muutaman metrin eristetty lanka. (Joko normaaliulotteinen muovieristetty, esitetty tai ohutkalvoinen maalieriste on hyvä-molemmilla on hyvät ja huonot puolensa; käytän yleensä maalieristettyä, koska teen joskus mukautettuja urosotsikoita liitäntöihini.) *Leipälevy tai muu protoboard. *Kaksi pitkää valkoista lankaa (transistorien liittämiseen Arduinoon) *Kaksi pitkää mustaa johtoa (maadoituksen liittämiseen Arduinosta leipälevyyn) *Kaksi pitkää punaista lankaa (suuren tehon liittämiseen Arduinosta leipälautaan) *Hyödyllistä, mutta ei kriittinen - LED (tulostuksen virheenkorjaukseen). *Kaksi transistoria (käytän NPN 2N3904 -transistoreita.) *Arduino USB -kaapelilla.

Vaihe 2: Avaa avain ja pura avaimenperäkamera

Ensinnäkin - aloitat tämän hakkeroinnin ottamalla ruuvimeisselin ja kynnet/pihdit tähän kameraan ja purkamalla sen. Alla olevissa kuvien muistiinpanoissa näet kameran vaiheittaisen leikkauksen - huomautan, missä kukin ruuvi sijaitsee kuvien muistiinpanoissa. Kun kamera on purettu ja näyttää hieman viimeiseltä kuvalta (joskin enemmän osia), jatka vaiheeseen 3.

Vaihe 3: hakkeroi kameran osa I (juote kytkimiin)

Tämä on hakkeroinnin vaikein osa - mutta se ei ole * niin vaikeaa, vannon. Hengitä siis syvään ja juotetaan!

Tämän hakkeroinnin vuoksi jätämme kameran piirilevyn täysin ehjäksi. Ainoa mitä teemme, on juottaa omat yhteytemme piirilevylle kameran käyttöpainikkeiden kummallakin puolella. Tämän avulla voimme käyttää Arduinoa digitaalisesti "painamaan alas" jokaisen painikkeen aina kun haluamme (ulkoisten transistorien kautta, jotka toimivat kytkiminä). Kun käsittelet piirilevyä, yritä käsitellä sitä reunoista aina kun mahdollista. Piirilevy on melko tukeva, mutta päivän päätteeksi se on edelleen alttiina elektroniikalle, eikä kannata koskea siihen suoraan enemmän kuin on tarpeen. Leikkaa ja kuori neljän lankakappaleen päät, joista jokainen on vähintään metrin pituinen. (Tässä tapauksessa parempi kuin pidempi kuin lyhyempi; tätä ei haluta tehdä liian usein.) Katso sitten alla olevassa kuvassa esitettyjä kahta juotosliitosparia, yksi pari kummankin painikekytkimen ympärillä. Käyttämällä yleismittarisi jatkuvuus-/oikosulkutoimintoa voit vahvistaa, että olet löytänyt oikeat liitosparit juotettavaksi pitämällä molempien kytkinliitosten päistä ja painamalla painiketta manuaalisesti nähdäksesi, muodostaako se oikosulun liitosten väliin. Jos näin on (kahden pudotuksen välinen vastus äärettömyydestä nollaan), olet löytänyt oikeat kaksi. Jos sinulla ei ole yleismittaria, voit vain hengittää syvään ja luottaa kuvaan. Kun olet varma, että olet löytänyt oikeat liitokset, sulata juotosraudallasi juotos kussakin näistä neljästä liitoksesta ja kiinnitä yksi neljästä lankakappaleesta jokaiseen neljään liitokseen. Jos sinulla on auttava käsi juotosasetuksissa, käytä sitä kaikin keinoin pitämään virtapiiri vakaana (aseta pieni, taitettu sanomalehti pala pihtien väliin piirilevyn suojaamiseksi.)

Vaihe 4: hakkeroi kameran osa II (juota maadoitus)

Olet juuri suorittanut tämän hakkeroinnin vaikeimman osan - onnittelut! Siitä huolimatta sinulla on vielä yksi (helpompi) juotosliitos. Tätä varten tarvitset tuoretta juotetta.

HUOMAUTUS: Älä ota huomioon, että tässä kuvassa piirilevy on muovikotelon sisällä. Älä tee sitä, miltä minusta näyttää täällä - juota tämä liitäntä ENNEN virtapiirin asettamista takaisin koteloon, jotta muovikotelo ei vahingossa sula. (Olin yksinkertaisesti huolimaton kuvatessani tätä vaihetta ja yritän korjata sen myöhemmin.) Ota viides pala lankaa ja leikkaa se vähintään metrin pituiseksi reunat irrotettuna. Ihannetapauksessa tämä lankakappale tulisi värittää mustaksi tai ainakin eri tavalla kuin neljä ensimmäistä. Juotos nyt sen toinen pää paristopidikkeen maadoituspään ulkopuolelle kuvan osoittamalla tavalla. Sinun on lisättävä oma juotos tähän liitäntään ja juotettava suoraan metalliin täällä. Olen huomannut tämän olevan paljon helpompaa kuin yrittää lisätä lanka olemassa olevaan juotokseen, joka pitää paristopidikkeen piirilevyssä. (Osoitan valokuvissa oikeat ja väärät tavat.) Miksi teemme tämän? No, jotta Arduino-ohjattu transistori pystyisi ohjaamaan avaimenperäkameran kytkimiä, Arduino-piirin ja avaimenperäkamerapiirin on oltava yhteisen sähkömaadoituksen kanssa. Tämän johdon avulla voit yksinkertaisesti liittää kameran maadoituksen Arduinon maahan myöhemmin leipälaudan yhteisen rivin kautta.

Vaihe 5: Liitä kamera Arduinoosi

Nyt on aika aloittaa kameran liittäminen Arduinoon.

Lataa ensin koodi, joka ohjaa kameraa Arduinolle. Alla olemme ladanneet/liittäneet näytteen Arduino-koodista, jota olemme käyttäneet täällä intervallikuvauksen ottamiseksi. Koodi käynnistää kameran, ottaa kuvan ja viivästyy sitten täyden minuutin ajan (tänä aikana kamera sammuu automaattisesti) ennen kuin käynnistät uudelleen ja otat uuden kuvan - tämä toistetaan kahdenkymmenen valokuvan kohdalla (ensimmäinen hakkeroitu kamera.) Kytketään nyt Arduino kameraasi. Ensinnäkin hieman selitystä: jotta voimme ohjata kameraa kokonaan, koodimme ottaa kaksi digitaalista lähtönastausta ja yhdistää yhden virtakytkimeen ja toisen laukaisimeen. Kun koodi haluaa kytkeä kameran päälle tai pois päältä tai vaihtaa tilaa, se pitää kameran lyhyesti ulostulonapissa korkealla - ja kun koodi haluaa ottaa kuvia, se pitää kameran laukaisimen ulostulonappia korkealla. Tämä toiminto käännetään todelliseen painikkeen painamiseen kääntämällä päälle ja pois transistori, joka puolestaan on kytketty kameran johtojen kautta oikean kameran kytkimiin. Kameran ja Arduinon kotelot on yhdistetty antamaan Arduinolle ja ulkoisille kamerapiireille yhteinen pohja, jolloin transistorit voivat toimia kunnolla. Liitä nämä kaksi ulostulonappia (kamera päälle ja kameran suljin) kahdella johdolla leipälevyn eri linjoille. Kytke sitten transistorin pohjatappi kumpaankin lähtöpisteeseen. Kytke lopuksi kaksi johtoa kutakin vastaavaa kytkintä varten todellisesta kamerasta transistorin kahteen muuhun (keräin- ja emitterinastat). Sinun on ehkä kokeiltava, mikä lanka menee keräimeen ja mikä lähettäjään kummassakin parissa; joka riippuu hakkeroimasi kameran sisäisistä johdotuksista. Lopuksi, ** ja tämä on tärkeää **, ota maadoitusjohto kamerasta ja liitä se Arduinon maadoitusnastaan. Tämä on välttämätöntä transistorien toimimiseksi ja siten kameran reagoimiseksi arduinoosi!

Vaihe 6: Ota kuvia

Liitä AAA -paristo kameraan. Sen pitäisi piipata ja kytkeytyä päälle. Odota 30 sekuntia, kunnes kamera sammuu. (Sisällyttämäni koodi olettaa, että kamera on jo pois päältä, kun sitä käytetään, ja käynnistää kameran puolestasi.) Aseta nyt kamera ja Arduino haluamaasi katselukulmaan ja käynnistä Arduino. Voila! Ehkä kysyt - tämä kamera on hieman hankala, ja siinä on Arduino ja leipälauta ja kaikki. Emmekö voisi tehdä tästä hieman kompaktimpaa ottaaksemme kuvia miltei mistä tahansa? Hyvä uutinen on, että voi! Tämä on suunniteltu käytettäväksi itsenäisenä piirinä käyttäen Arduinosta irrotettua Atmegaa yhdessä kamerassa/piiriobjektissa, joka voidaan sijoittaa mihin tahansa. Olen lisännyt kuvan myös tästä asetuksesta alla - ja jos ihmiset ovat kiinnostuneita siitä, aion työskennellä toisen Instructable -ohjelman parissa tai ainakin lisätä Eagle -tiedostot tälle sivulle, jotta muut voivat työskennellä. Kerro vain minulle! Toivottavasti tästä oli apua - kommentit sekä tekniikasta että sovelluksista ovat tervetulleita! Voit kirjoittaa minulle suoraan tai kommentoida, jos sinulla on kysyttävää tai haluat selvennyksiä.