Crossed IR Beam Camera / Flash Trigger: 5 Hakbang (na may Mga Larawan)

2024 May -akda: John Day | [email protected]. Huling binago: 2024-01-30 13:15

Ang aparato ay magpapalitaw ng isang camera o flash unit upang awtomatikong kumuha ng larawan kapag ang isang bagay (target) ay pumasok sa isang tukoy na lokasyon. Gumagamit ito ng dalawa, tumawid na infrared light beams upang makita ang pagkakaroon ng target at isara ang isang relay na bumabyahe sa camera o flash unit. Ang oras ng pagtugon ay tungkol sa 2 ms mula sa pagtuklas hanggang sa pagsasara ng relay, kaya kung ang iyong camera ay walang mahabang shutter-lag, makukuha nito kahit na mabilis na gumagalaw na mga target.

Ang optikal na bahagi ng aparato ay binubuo ng dalawang IR LEDs at dalawang Sharp IS471FE optical ICs (OPICs). Ang mga optikal na IC ay nakabuo ng mga LED modulator at magkasabay na detector, kaya't hindi sila makakakita ng ilaw mula sa mga LED ng bawat isa. Ang mga output mula sa OPIC ay konektado sa isang 8 pin PIC microcontroller na humahawak sa pagbibigay kahulugan ng mga input signal at paghimok ng relay at isang nakikitang LED na nagpapahiwatig ng operating mode. Kahit na mayroong 11 operating mode, ang controller ay may isang napaka-simpleng user-interface na binubuo ng isang pushbutton switch at isang LED. Sa power up kung ang mga beams ay maayos na nakahanay at hindi nabali, ang mga ilaw na LED ay tuloy-tuloy para sa 1 segundo pagkatapos ay madilim upang ipahiwatig na ang yunit ay handa nang gumana sa tuluy-tuloy na mode. Sa mode na iyon ang relay ay magsasara at mananatiling sarado at ang LED ay sindihan hangga't ang parehong mga IR beam ay nagambala. Handa na ang unit na kumonekta sa iyong camera. Sa ilang mga target baka gusto mong kumuha ng higit sa isang larawan kapag sinira ng target ang mga IR beam. Isinama ko ang isang pangunahing pagpapaandar ng intervalometer sa controller upang payagan ang mga camera na walang built-in na mode na mabilis na sunog na kumuha ng maraming larawan hangga't nagagambala ang mga IR beam. Ang pagtulak sa pindutan ng piliin ang mode na minsan ay kinukuha ang controller sa tuluy-tuloy na mode at inilalagay ito sa mode ng pulse. Ang LED ay mag-flash nang isang beses upang ipahiwatig na ang relay ay magsasara ng 1 oras bawat segundo. Ang ilang mga camera ay mas mabilis kaya ang itulak muli ang pindutan ay lilipat ng hanggang sa 2 pulso bawat segundo. Sa pamamagitan ng paulit-ulit na pagtulak ng pindutan, ang bilis ay tataas mula sa 1 pps hanggang sa 10 pps, sa bawat oras na flashing ang LED upang ipahiwatig ang dalas ng pulso. Ang pagpindot sa pindutan ng pababa ng 2.3 segundo ay nagre-reset ng unit at ibabalik ka sa tuluy-tuloy na mode.

Hakbang 1: Ipunin ang Mga Bahaging Elektronik

Narito ang mga listahan ng mga bahagi para sa mga elektronikong bagay.

Ang lahat ng mga electronics ay maaaring makuha mula sa Digikey o iba pang mga mapagkukunan. Kakailanganin mo ang isang bungkos ng iba't ibang mga kulay ng kawad, masyadong. Kakailanganin mong ma-program ang PIC microcontroller- isang PICKit2 o ICD-2 o alinman sa daan-daang iba pang mga programmer na maaaring gawin ang trabaho. Ang isang angkop na programmer ay nagkakahalaga ng humigit-kumulang na $ 20, ngunit kapag mayroon ka nito mahahanap mo ang lahat ng uri ng mga proyekto na maaaring gumamit ng mga microcontroller at makakakuha ng maraming paggamit dito. Nang bilhin ko ang aking PICKit2 mula sa digikey nag-order ako ng isang accessory pack ng limang PIC10F206 chips na may 8 pin DIP adapters. Ang IC ay nasa isang maliit na pakete ng SOT23 na mainam kung gagawa ka ng isang PCB ngunit medyo walang silbi para sa breadboarding at mga one-off na proyekto sa konstruksyon. Ang 10F206 ay magagamit din sa isang 8 pin DIP package- Iminumungkahi kong gamitin mo ito. Hindi ko naibigay ang impormasyon ng layout ng PCB para sa taga-kontrol dito dahil hindi ako gumamit ng isang PCB. Ang circuit ay napakasimple na tila isang uri ng hangal upang makagawa ng isang PCB para dito. Mayroong 4 na bahagi lamang sa board- ang relay, ang uC, ang bypass cap, at isang resistor. Ang circuit ay nangangailangan ng mas kaunting mga bahagi kaysa sa isang 555 timer chip circuit. Gupitin lamang ang ilang perf board upang magkasya sa anumang kahon na iyong ginagamit at i-wire ang bagay. Dapat itong tumagal ng lahat ng 30 minuto simula upang matapos. Ang mga optical circuit ay medyo simple- isang IC, isang takip, at isang LED. Ang LED at optical IC ay napupunta sa pahilis na kabaligtaran ng mga sulok ng frame ng tubo, kaya kakailanganin mo ang isang bungkos ng kulay na kawad. "Pinagsama-sama" ko ang IC at capacitor sa maliliit na piraso ng perf board na umaangkop sa mga cap-plugs para sa mga fittings ng siko ng PVC sa frame- tingnan ang mga larawan sa susunod na pahina.

Hakbang 2: Ang Programa

Ang PIC10F206 ay isang talagang simpleng bahagi- walang mga nakakagambala at isang 2 antas na stack lamang, kaya't hindi ka makakagawa ng anumang mga nakapugad na subroutine- makikita mo ang liberal na paggamit ng mga goto sa programa bilang isang resulta. Ang maliit na tilad ay tumatakbo sa 4 MHz gamit ang panloob na oscillator ng RC kaya't nagsasagawa ito ng mga tagubilin sa bawat segundo. Kapag binasag ng isang bagay ang mga IR beam, kinakailangan ng mga chips ng IS471 na 400 sa amin upang baguhin ang estado. Mula doon ang uC ay nangangailangan lamang ng ilang mga microsecond upang makita ang pagbabago at mag-order ng relay na isara. Ang relay ay tumatagal ng tungkol sa 1.5 ms upang isara na nagreresulta sa tungkol sa isang 2 ms kabuuang pagkaantala mula sa mga beams na nasira upang isara ang relay. Binuo ko ang program chip gamit ang MPLAB. Ito ay libreng assembler / IDE ng Microchip Tech. Ginamit ko rin ang aking clone ng Chinese ICD2 (halos $ 50 sa ebay) upang aktwal na i-program ang IC. Kailangan kong gumamit ng maraming mga antalang loop kaya nag-ugat ako sa web at nahanap ang isang programa na tinatawag na PICLoops dito: https://www.mnsi.net/~boucher/picloops.htmlPICLoops awtomatikong bumubuo ng code ng pagpupulong ng loop ng tiyempo para sa iyo kung ikaw sabihin mo kung ano ang ginagamit mo uC at ang bilis ng orasan. Nang maglaon ay napunta ako sa isang katulad na on-line na programa dito: https://www.piclist.com/techref/piclist/codegen/delay.htm Ang pangalawa ay bubuo ng mga pagkaantala na tumpak sa isang solong cycle ng orasan kung saan ang PICLoops ay hindi masyadong tumpak. Alinman ay mabuti para sa app na ito dahil ang oras ay hindi kritikal at ang uC ay tumatakbo sa isang oscillator ng RC pa rin. Ang programa ay higit sa lahat bops pabalik-balik sa pagitan ng pagsuri sa pindutan ng mode at pag-check upang makita kung ang mga beam ay nagambala. Gumagana ang switch ng mode sa pamamagitan ng pagpapanatili ng bilang ng pagpapatakbo ng bilang ng mga beses na pinindot ang pindutan. Sa bawat oras na ang pindutan ay pinindot ang pagkaantala sa pagitan ng mga pulso sa relay ay makakakuha ng sapat na pinaikling upang hakbang ang dalas ng pulso ng 1 Hz. Ang pinakamalaking bahagi ng code ay ang iba't ibang mga pagkaantala na ginamit ng mga mode ng pulso. Kapag binago mo ang mode ng pulse ang LED flashes upang ipahiwatig ang bagong mode. Maaari mong sabihin kung ano ang bagong dalas ng pulso sa pamamagitan ng pagbibilang ng mga LED flashes- 4 beses na nangangahulugang 4 Hz, atbp. Ang mga LED flash ay na-time na mabagal nang mag-oras upang mabilang mo sila. Kung ang yunit ay nasa 10 Hz pulse mode, muling itutulak ang pindutan sa iyong tuluy-tuloy na mode. Mayroong isang timer ng relo-aso na tumatakbo habang tumatakbo ang programa. Kung ang timer ay hindi na-reset bago umapaw, ang uC ay magre-reset ng sarili. Iyon ang dahilan kung bakit ang paghawak ng pindutan ng mode para sa 2.3 segundo ay sanhi ng uC upang i-reset sa tuluy-tuloy na mode. Kapag pinindot mo ang pindutan, naghihintay ang uC na palabasin mo ito bago gumawa ng anumang bagay. Isa sa mga unang bagay na ginagawa nito pagkatapos mong palabasin ito ay i-reset ang timer ng relo-aso. Kung hindi mo ilalabas ang pindutan, ang timer ng relong-aso ay umaapaw at i-restart ang programa sa tuluy-tuloy na mode. Inilakip ko ang file ng listahan ng pagpupulong para sa mga may pagka-usyoso at.hex file para sa mga nais lamang sunugin ang maliit na tilad at gawin ito. Malugod kong tinatanggap ang anumang pagpuna sa aking diskarte sa pagprograma mula sa alinman sa mga eksperto sa pagpupulong ng PIC doon. Tandaan - magsasara ang relay ng 25 ms kapag nagpapatakbo ito sa mode ng pulso. Ang ilang mga camera ay maaaring mangailangan ng isang mas mahabang pulso. Ang pagka-antala na iyon ay nakatakda sa linya na nagsasabing "tawagan ang pagka-antay25" malapit sa tuktok ng seksyon ng rlypuls ng code. Kung ang 25 ms ay masyadong maikli para sa iyong camera, palitan ang linyang iyon upang masabing "call delay50", pagkatapos ay baguhin ang linya na nagsasabing "call delay75" upang sabihin na "call delay50". Dadagdagan ang oras ng pulso sa 50 ms at panatilihin pa rin ang lahat ng mga frequency ng pulso kahit na 1 Hz na hakbang. Ang programa ay sumasakop lamang sa 173 bytes mula sa magagamit na 512 bytes sa maliit na tilad, kaya maaari mong idagdag ang lahat ng mga uri ng pag-andar sa bagay kung nais mo, kahit na ang user-interface ay magiging medyo lumilimita.

Hakbang 3: Konstruksyon sa Mekanikal

Sa una ay sinubukan kong gawin ang bagay na ito sa isang 3 talampakang parisukat na 1/2 "tubo ngunit nahanap kong halos imposibleng mapanatili ang mga balangkas. Ang distansya ay masyadong malaki at ang tubo ay masyadong nababaluktot upang mapanatili ang pagkakahanay ng sinag. Lumipat ako sa 3 / 4 "tubo at isang 2 talampakang parisukat at ngayon lahat ng ito ay mananatiling nakahanay nang maayos. Ginamit ko ang karamihan sa 1/2 "na tubo upang gumawa ng mga marshmallow blow-gun para sa aking anak na si Alex, at ilan sa mga kaibigan niyang hoodlum.

Kakailanganin mo ang 3/4 "tubo para sa pangunahing frame at 1/2" na tubo para sa mga patayong riser na nakapaloob sa mga optical IC at LED. Maaari kang makakuha ng 3/4 "mga siko na may 1/2 na may koneksyon sa sinulid na gilid, kaya kumuha din ng mga 1/2" na adaptor ng thread. Ang aking pilosopiya tungkol sa pakikitungo sa mga proyekto ng tubo ng PVC ay upang labis na bilhin ang mga kabit at tubo at ibalik kung ano hindi mo kailangan kapag tapos na ang proyekto. Pinapaliit nito ang mga nakakabigo na mga paglalakbay sa tindahan para sa isang solong $ 0.30 na angkop. Kakailanganin mo ang isang pangkat ng iba't ibang mga kulay na kawad upang ikonekta ang lahat ng bagay na ito- ang mga LED at kanilang mga IC ay pinaghiwalay ng halos 6 na paa ng tubo. gugustuhin mong gawing mas mahaba ang mga wire upang payagan ang pagpupulong at ilayo ang bagay para sa pag-troubleshoot. Ang iba't ibang mga kulay ay makakatulong sa iyo na panatilihing tuwid kung ano ang kumokonekta sa kung ano. Ang unang bagay na ginawa ko ay ang mga butas ng drill sa mga takip at i-mount ang mga LED. Nag-attach ako ng sobrang haba ng mga wire at gumamit ng heat-shrink sa LED lead upang ma-insulate ang mga ito. Maluwag kong naipunan ang frame ng tubo upang madali ko itong malayo at patakbuhin ang mga wire sa pamamagitan ng tubo. Susunod, i-mount ang mga chips ng IS471 at takip sa perf board cut upang magkasya sa pambungad sa mga end-caps Drill ah ole sa takip at i-install ang isang piraso ng 1/4 "tanso na tubo (o kung ano ang mayroon ka sa paligid). Tiyaking alam mo kung aling bahagi ng IS471 ang panig ng tatanggap! Nais mong harapin ang iyong LED, hindi ang bypass cap! Ikabit ang mga wire sa board ng IC- magkakaroon ng kabuuang limang koneksyon- Vcc, Gnd, Out, at LED. Ang ikalimang kawad ay kumokonekta sa anode ng LED sa Vcc. Magpasya kung saan mo nais na ilagay ang konektor sa frame ng tubo at tiyakin na ang mga lead sa IC ay sapat na mahaba upang maabot ito. I-mount ang konektor, patakbuhin ang mga wires, solder lahat ng ito at handa ka nang umalis. Huwag kalimutang maghinang ng ground wire sa shell ng konektor. Makakatulong ito na protektahan ang lahat mula sa static na kuryente. Kapag tapos na ang lahat ng mga kable, sama-sama na bayarin ang tubo gamit ang isang mallet. Hindi mo dapat kailangan ng pandikit, at kung idikit mo ang tubo nang magkasama hindi mo ito maiaalis upang maayos ang mga problema sa paglaon. Kung nais mo ng mas ligtas na konstruksyon, maghimok ng isang turnilyo sa bawat magkasanib na pagkakasama sa pagbugbok sa kanila. Kapag ang controller ay tipunin magkakaroon ka ng ihanay ang mga beam. Magsasara lamang ang relay kapag ang BOTH IR beams ay nagambala / hindi naayon. Ang mga output ng mga OPIC ay normal na mababa, kapag nakikita nila ang kanilang pinagmumulan ng ilaw at naging mataas kapag nagambala ang sinag. Kaya ang pag-align ng mga beams ay tapos na tulad ng sumusunod: 1) Ikonekta ang optical frame sa controller. 2) Power on. Ang LED ay ilaw at manatiling naiilawan maliban kung ikaw ay labis na mapalad. Una ay ilaw ito upang ipahiwatig ang tuluy-tuloy na mode, pagkatapos ay mananatili itong naiilawan dahil ang mga beam ay wala sa pagkakahanay. Kung ang LED ay napapatay nangangahulugan ito ng hindi bababa sa isang sinag ang nakahanay. 3) Ipagpalagay na ang LED ay naiilawan, ipinapahiwatig nito na ang parehong mga beam ay hindi nakahanay. Harangan ang isang sinag gamit ang isang piraso ng tape o papel. 4) Ihanay ang LED pati na rin maaari mo sa pamamagitan ng pag-ikot ng ulo upang ituro ito patungo sa pahilis na kabaligtaran ng OPIC. 5) Ngayon simulan ang pagbaluktot at pag-ikot ng ulo ng OPIC hanggang sa mapatay ang LED, na nagpapahiwatig na ang sinag ay nakahanay. 6) Susunod na harangan ang sariwang nakahanay na sinag, pagkatapos ay gawin ang parehong mga pagsasaayos sa pangalawang sinag. Kapag ang LED ay namatay, ang parehong mga beam ay nakahanay at handa ka nang kumuha ng ilang mga larawan. Tuwing pinapagana mo ang yunit, suriin ang mga poste sa pamamagitan ng pag-block sa isa pagkatapos sa isa pa. Kung ang isang sinag ay hindi nakahanay, ang pagharang sa iba pa ay magiging sanhi ng ilaw ng LED. Pagkatapos ay maaari mo lamang i-realign ang isa na wala sa kakayahan. Kung ang mga ilaw na LED at mananatiling naiilawan, ang parehong mga beam ay wala sa pagkakahanay at kailangan mong sundin ang detalyadong pamamaraan sa itaas. Kung itatayo mo ang bagay nang ligtas at ihanay ang mga beam sa kauna-unahang pagkakataon aabutin ng ilang parusa bago ka gumawa ng anumang mga pag-aayos.

Hakbang 4: Ang Controller

Itinayo ko ang taga-kontrol sa isang kahon ng plastik na kinuha ko para sa napakataas na presyo sa electronics ni Fry. Maaari mong gamitin ang halos anumang bagay hangga't ito ay sapat na malaki. Ang kahon na ito ay dinisenyo para sa isang 9V na baterya ngunit kailangan kong gumamit ng 6V kaya't nasayang ang puwang ng baterya. Maaaring madali akong magkasya sa circuit board sa compart ng baterya ng 9V.

Anumang kahon at switch na ginagamit mo, planuhin ang layout at tiyakin na magkakasya ang lahat kapag sinubukan mong isara ito. Tandaan na mayroong isang diode na konektado sa serye sa baterya. Naroroon upang dalhin ang supply boltahe pababa sa isang katanggap-tanggap na antas para sa uC na na-rate para sa 5.5V maximum Vcc. Kahit na sa diode, ang bahagi ay tumatakbo sa limitasyon na may mga sariwang baterya kaya't huwag makakuha ng anumang magagarang ideya tungkol sa pagtakbo sa 9V maliban kung magdagdag ka ng isang 5V regulator. Nilaro ko ang ideya ng paggamit ng isang PIC12HV615 sa halip dahil mayroon itong built-in na shunt regulator, ngunit ang swing sa pagitan ng minimum at maximum na mga alon ay labis para sa shunt regulator kaya kailangan kong kumplikado nang kaunti ang circuit upang makuha ito trabaho Nais kong panatilihin itong talagang simple, karamihan ay dahil tamad ako ngunit dahil din sa may ibang mga proyekto akong pupunta at nais kong tapusin ang isang ito sa lalong madaling panahon. Ang relay na ginamit ko ay may built-in na diode ng proteksyon na ipinakita ngunit hindi naka-label sa eskematiko. Pinoprotektahan ng diode ang uC mula sa inductive reverse voltage kick na nangyayari kapag pinaputok mo ang isang pulso sa isang inductor tulad ng isang relay coil. Kung gumamit ka ng ibang relay siguraduhing magdagdag ng isang diode na may ipinakita na polarity o marahil ay maaari mong halikan ang iyong uC paalam sa unang pagkakataon na sumunog ang relay. Ang uC ay maaaring ligtas na lumubog tungkol sa 25 mA mula sa isang pin kaya pumili ng isang relay na may isang mataas na paglaban coil. Ang PRMA1A05 ay mayroong 500 Ohm coil kaya't 10-12 mA lamang ang kinakailangan upang isara ito. Nais kong gumamit ng ilang magagandang manipis, magaan na mga kable na may mga konektor ng RJ-11 ngunit ang lahat ng mga konektor na nakita ko sa Fry ay mga bahagi ng pag-mount ng PCB kaya't nagtapos ako sa pag-aaral sa mga DB9. Ang mga serial cable ay mura ng dumi at ang mga turnilyo ay pipigilan ang mga konektor mula sa pagkahulog. Kailangan mo lamang ikonekta ang 3 wires (Vcc, Gnd, at ang pinagsamang output ng dalawang IS471FEs) sa pagitan ng optikal na pagpupulong at ng controller upang magamit mo ang halos anumang konektor / cable na gusto mo, kahit na isang stereo mini plug at jack.

Hakbang 5: Paggamit ng Photo Trigger

Ang ideya ay upang i-set up ang bagay upang ang mga beam tumawid kung saan inaasahan mong maganap ang isang aksyon. Halimbawa Pagkatapos ay i-set up ang camera na nakaturo sa target at i-preset ang pokus, pagkakalantad, at puting balanse (mababawasan nito ang oras ng shutter lag). Subukan ang pagkakahanay ng sinag upang matiyak na ang DALAWANG mga sinag ay nakahanay nang tama- ginagawa ito sa pamamagitan ng pagwagayway ng iyong kamay sa bawat isa sa bawat isa sa pamamagitan ng target na lugar. Ang ilaw ay dapat na ilaw at relay malapit lamang kapag ang parehong beams ay nagambala. Itakda ngayon ang operating mode- alinman sa tuluy-tuloy o pulsed at umalis.

Kailangan mong malaman nang kaunti tungkol sa pag-uugali ng iyong target upang makakuha ng pinakamahusay na mga resulta. Kung nais mong kunan ng larawan ang isang bagay na mabilis na gumagalaw, kailangan mong kunin ang camera at mga pagkaantala ng controller upang mahulaan kung saan ang target ay makagagambala sa mga IR beam. Ang isang humuhuni na ibon na lumilipad sa isang lugar ay maaaring pagbaril sa kanan kung saan tumawid ang mga poste. Ang isang ibon o paniki na mabilis na lumilipad ay maaaring may dalawang talampakan ang layo sa oras na kunan ng larawan ang camera. Pinapayagan ng pulsed mode ang mga camera na walang built in na tuloy-tuloy na mode ng pagbaril upang kumuha ng maraming larawan hangga't nagagambala ang mga beam. Maaari mong itakda ang dalas ng pulso na kasing taas ng 10 Hz, kahit na walang maraming mga camera sa paligid na maaaring mabilis na kunan ng larawan. Kakailanganin mong mag-eksperimento nang kaunti upang makita kung gaano kabilis mag-shoot ang iyong camera. Ang koneksyon ng camera ay sa pamamagitan ng isang karaniwang bukas na contact ng relay upang makakonekta ka ng isang flash sa halip na isang camera. Pagkatapos ay maaari kang mag-shoot sa dilim sa pamamagitan ng pag-propping ng shutter bukas at paggamit ng controller upang mag-apoy ng isang flash unit alinman o maraming beses kapag ang isang bagay (isang bat, marahil?) Sinira ang mga poste. Matapos na-flash ang flash, isara ang shutter. Kung ang iyong flash ay maaaring panatilihin maaari kang gumawa ng ilang mga cool na maramihang mga pag-shot shot sa pamamagitan ng paggamit ng isa sa mga mode ng pulso. Maaari mong tumpak na hanapin ang punto kung saan tumatawid ang mga beam sa pamamagitan ng paglakip ng ilang nababanat na thread sa mga optikal na ulo. Para sa ilang mga target, doon mo ituturo at prefocus ang iyong camera. Ang mga larawan sa ibaba ay nagpapakita ng isang Lego na nahuhulog sa mga beam. Ibinagsak ko siya mula sa isang pares na paa sa itaas ng mga poste at makikita mong bumagsak siya ng mga 6-8 sa ibaba ng mga poste sa oras na kinakailangan upang masira ang mga sinag, isara ang relay, at ang camera ay mag-apoy. Ang camera na ito ay isang Nikon DSLR na marahil ay may maliit na lag ng shutter kapag prefocused at nakalantad. Ang iyong mga resulta ay nakasalalay sa iyong camera. Ang prototype ay nasa kamay ng kaibigang kumuha ng mga larawang ito (kailangang baguhin ang aking camera upang magamit ang malayang pagpapalabas ng shutter) Kung gumawa siya ng mas maraming mga masining na larawan gamit ang aparatong ito susubukan kong mai-post ang mga ito dito o sa aking web site. Magsaya!