دوربین IR IR/Cross Trigger: 5 مرحله (همراه با تصاویر)

2024 نویسنده: John Day | [email protected]. آخرین اصلاح شده: 2024-01-30 08:58

این دستگاه باعث ایجاد یک دوربین یا واحد فلش می شود تا هنگامی که یک شی (هدف) وارد یک مکان خاص می شود ، به طور خودکار عکس بگیرد. از دو پرتو نور مادون قرمز متقاطع برای تشخیص وجود هدف و بستن رله ای که دوربین یا واحد فلش را می گیرد ، استفاده می کند. زمان پاسخگویی از تشخیص تا بسته شدن رله حدود 2 میلی ثانیه است ، بنابراین اگر دوربین شما دارای شاتر لگ طولانی نباشد ، حتی اهداف در حال حرکت سریع را نیز ثبت می کند.

قسمت نوری دستگاه شامل دو LED IR و دو IC IC نوری Sharp IS471FE (OPIC) است. IC های نوری دارای تعدیل کننده های LED و آشکارسازهای همزمان هستند ، بنابراین آنها نور LED های یکدیگر را نمی بینند. خروجی های OPIC به یک میکروکنترلر 8 پین PIC متصل می شوند که تفسیر سیگنال های ورودی و هدایت رله را انجام می دهد و یک LED قابل مشاهده که حالت کار را نشان می دهد. اگرچه 11 حالت کارکرد وجود دارد ، کنترل کننده دارای رابط کاربری بسیار ساده ای است که شامل یک کلید دکمه ای و یک LED است. اگر پرتوها به طور صاف و بدون شکستگی روشن شوند ، چراغ LED به طور مداوم به مدت 1 ثانیه روشن می شود و سپس تاریک می شود و نشان می دهد که واحد آماده کار در حالت پیوسته است. در آن حالت رله بسته می شود و بسته می ماند و LED تا زمانی که هر دو پرتو IR قطع شوند روشن می شود. اکنون دستگاه آماده اتصال به دوربین شما است. با برخی از اهداف ممکن است بخواهید هنگامی که هدف پرتوهای IR را می شکند ، بیش از یک عکس بگیرید. من یک تابع فاصله سنج اولیه را در کنترلر قرار داده ام تا به دوربین هایی که حالت آتش سریع ندارند ، بتوان چند عکس گرفت تا زمانی که پرتوهای IR قطع شوند. با فشار دادن دکمه انتخاب حالت ، یکبار کنترلر را از حالت پیوسته خارج کرده و در حالت پالس قرار می دهد. LED یکبار چشمک می زند تا نشان دهد رله 1 بار در ثانیه بسته می شود. برخی از دوربین ها سریعتر هستند بنابراین با فشار مجدد دکمه تا 2 پالس در ثانیه حرکت می کند. با فشردن مکرر دکمه ، سرعت از 1 pps تا 10 pps افزایش می یابد و هر بار LED را برای نشان دادن فرکانس نبض چشمک می زند. نگه داشتن دکمه به مدت 2.3 ثانیه دستگاه را بازنشانی می کند و شما را به حالت پیوسته برمی گرداند.

مرحله 1: قطعات الکترونیکی را جمع آوری کنید

در اینجا لیست قطعات برای وسایل الکترونیکی آمده است.

همه لوازم الکترونیکی را می توان از Digikey یا منابع دیگر تهیه کرد. شما به دسته ای از رنگ های مختلف سیم نیز احتیاج دارید. شما باید بتوانید میکروکنترلر PIC را برنامه ریزی کنید- PICKit2 یا ICD-2 یا صدها برنامه نویس دیگر می توانند این کار را انجام دهند. هزینه یک برنامه نویس مناسب حدود 20 دلار است ، اما پس از در اختیار داشتن انواع پروژه ها که می توانند از میکروکنترلرها استفاده کنند و استفاده زیادی از آن خواهند کرد. وقتی PICKit2 خود را از digikey خریدم ، یک بسته جانبی از پنج چیپ PIC10F206 با آداپتورهای DIP 8 پین سفارش دادم. IC در یک بسته کوچک SOT23 قرار دارد که اگر بخواهید یک PCB بسازید بسیار خوب است اما برای نان بردن و پروژه های ساختمانی یکبار بی فایده است. 10F206 همچنین در بسته DIP 8 پین موجود است- پیشنهاد می کنم از آن استفاده کنید. من اطلاعات چیدمان PCB را برای کنترل کننده در اینجا ارائه نکرده ام زیرا از PCB استفاده نکردم. مدار آنقدر ساده است که ساختن PCB برای آن احمقانه به نظر می رسد. فقط 4 قسمت روی برد وجود دارد- رله ، uC ، درپوش بای پس و یک مقاومت. مدار به قطعات کمتری نسبت به مدار تراشه تایمر 555 نیاز دارد. فقط مقداری تخته پرف را برش دهید تا در هر جعبه ای که استفاده می کنید جا بیفتد و آن را سیم کشی کنید. شروع تمام مراحل باید 30 دقیقه طول بکشد. مدارهای نوری بسیار ساده هستند- IC ، درپوش و LED. LED و IC نوری در گوشه های مورب مقابل قاب لوله قرار می گیرند ، بنابراین شما نیاز به یک دسته سیم رنگی دارید. من IC و خازن را روی قطعات کوچکی از تخته ورق که در اتصالات سرپوش برای اتصالات آرنج PVC در قاب قرار می گیرد "مونتاژ" کردم- عکسها را در صفحه بعدی ببینید.

مرحله 2: برنامه

PIC10F206 یک قسمت واقعاً ساده است- بدون وقفه و فقط یک پشته 2 سطح ، بنابراین نمی توانید هیچگونه روتین تو در تو انجام دهید- در نتیجه استفاده آزادانه از goto را در برنامه مشاهده خواهید کرد. تراشه با استفاده از نوسان ساز RC داخلی با سرعت 4 مگاهرتز کار می کند ، بنابراین دستورالعمل 1M را در ثانیه اجرا می کند. وقتی یک جسم پرتوهای IR را می شکند ، برای تغییر وضعیت ، تراشه های IS471 تا 400 ما طول می کشد. از آنجا uC فقط به چند میکروثانیه نیاز دارد تا تغییر را تشخیص دهد و دستور بستن رله را بدهد. بستن رله حدود 1.5 میلی ثانیه طول می کشد که در نتیجه آن تقریباً 2 میلی ثانیه تاخیر از تیرها به رله بسته می شود. من تراشه برنامه را با استفاده از MPLAB توسعه دادم. این مونتاژ کننده رایگان/IDE Microchip Tech است. من همچنین از کلون ICD2 چینی خود (حدود 50 دلار در ebay) برای برنامه ریزی IC استفاده کردم. من باید از حلقه های تاخیری زیادی استفاده کنم ، بنابراین در اینترنت روت کردم و برنامه ای به نام PICLoops را در اینجا پیدا کردم: https://www.mnsi.net/~boucher/picloops.htmlPICLoops به طور خودکار کد مونتاژ حلقه زمان بندی را برای شما تولید می کند. به آن بگویید از چه uC استفاده می کنید و سرعت ساعت. بعداً در اینجا به یک برنامه آنلاین مشابه مشابه برخورد کردم: کاملا دقیق هر دو برای این برنامه خوب است زیرا زمان بندی مهم نیست و uC در هر حال بر روی یک نوسان ساز RC کار می کند. این برنامه عمدتا بین بررسی دکمه حالت و بررسی اینکه آیا تیرها قطع شده اند ، جلو و عقب می رود. سوئیچ حالت با نگه داشتن تعداد دفعات فشار دادن دکمه کار می کند. هر بار که دکمه فشار داده می شود تاخیر بین پالس ها به رله به اندازه کافی کوتاه می شود تا فرکانس پالس را 1 هرتز افزایش دهد. بزرگترین بخش کد تأخیرهای مختلف مورد استفاده در حالت های پالس است. وقتی حالت پالس را تغییر می دهید ، LED چشمک می زند تا حالت جدید را نشان دهد. با شمارش چشمک های LED- 4 برابر 4 هرتز و غیره می توانید فرکانس نبض جدید را تشخیص دهید- زمانبندی چشمک زدن چراغ های LED به قدری آهسته است که می توانید آنها را بشمارید. اگر دستگاه در حالت پالس 10 هرتز است ، دوباره فشار دادن دکمه شما را به حالت پیوسته برمی گرداند. یک تایمر ساعت نگهبان وجود دارد که در حین اجرای برنامه اجرا می شود. اگر تایمر قبل از سرریز شدن تنظیم مجدد نشود ، uC خود تنظیم مجدد می شود. به همین دلیل نگه داشتن دکمه حالت به مدت 2.3 ثانیه باعث می شود uC به حالت پیوسته بازنشانی شود. وقتی دکمه را فشار می دهید ، uC قبل از انجام هر کاری منتظر می ماند تا آن را آزاد کنید. یکی از اولین کارهایی که بعد از رهاسازی انجام می دهد تنظیم مجدد تایمر ساعت سگ است. اگر دکمه را رها نکنید ، تایمر ساعت سگ سرریز می شود و برنامه را در حالت پیوسته راه اندازی مجدد می کند. من فایل لیست اسمبلی را برای کسانی که کنجکاو هستند و فایل.hex را برای کسانی که فقط می خواهند تراشه را بسوزانند ضمیمه کرده ام. و با آن تمام شود من از هر گونه انتقاد از تکنیک برنامه نویسی خود از سوی هر یک از شما کارشناسان مونتاژ PIC استقبال می کنم. توجه داشته باشید که رله در حالت پالس برای 25 میلی ثانیه بسته می شود. برخی از دوربین ها ممکن است به نبض طولانی تری نیاز داشته باشند. این تأخیر در خطی قرار می گیرد که می گوید "call delay25" در بالای قسمت rlypuls کد. اگر 25 میلی ثانیه برای دوربین شما خیلی کوتاه است ، آن خط را به عبارت "تاخیر تماس 50" تغییر دهید ، سپس خطی را که می گوید "تاخیر تماس 75" به "تاخیر تماس 50" تغییر دهید. این امر زمان پالس را به 50 میلی ثانیه افزایش می دهد و همچنان تمام فرکانس های پالس را حتی در مراحل 1 هرتز حفظ می کند. این برنامه تنها 173 بایت از 512 بایت موجود در تراشه را اشغال می کند ، بنابراین اگر می توانید همه نوع عملکرد را به آن اضافه کنید شما می خواهید ، اگرچه رابط کاربر تا حدودی محدود کننده خواهد بود.

مرحله 3: ساخت مکانیکی

من در ابتدا سعی کردم این را با یک مربع 3 فوت 1/2 اینچی بسازم اما ثابت کردم که ترازها را در یک راستا نگه می دارم. فاصله بسیار زیاد و لوله بسیار انعطاف پذیر برای حفظ تراز تیرها بود. من به 3/تغییر کردم لوله 4 اینچی و یک مربع 2 پا و اکنون همه چیز به خوبی تراز شده است. من از بیشتر لوله 1/2 اینچی برای ساختن اسلحه های ختمی برای پسرم ، الکس و برخی از دوستانش استفاده کردم.

شما به لوله 3/4 اینچی برای قاب اصلی و لوله 1/2 اینچی برای دستگاه های عمودی که IC ها و LED های نوری را در خود جای می دهند ، نیاز دارید. شما می توانید آرنج های 3/4 اینچی داشته باشید که دارای 1/2 اینچ اتصال جانبی نخ هستند ، بنابراین تعدادی آداپتور نخ 1/2 اینچی نیز تهیه کنید. فلسفه من در مورد پروژه های لوله پی وی سی این است که بیش از حد اتصالات و لوله را خریداری کرده و آنچه را وقتی پروژه تمام شد نیازی به آن ندارید. این سفرهای ناامیدکننده به فروشگاه را با یک قطعه 0.30 دلاری به حداقل می رساند. برای اتصال همه این موارد به یک دسته سیم رنگی مختلف نیاز دارید- LED ها و IC های آنها در حدود 6 فوت از هم جدا شده اند. لوله. شما می خواهید سیم ها را بسیار طولانی کنید تا مونتاژ و جدا کردن شی برای عیب یابی امکان پذیر باشد. رنگ های مختلف به شما کمک می کند تا مستقیماً آنچه را که به چه چیزی وصل می شود حفظ کنید. اولین کاری که من انجام دادم سوراخ در درپوش ها و نصب LED ها بود سیمهای اضافی اضافی را وصل کردم و برای عایق کردن آنها از لامپهای LED استفاده کردم. من لوله لوله را به راحتی جمع کردم تا بتوانم آن را به راحتی جدا کنم و سیمها را از طریق لوله عبور دهم. بعد ، تراشه ها و درپوش های IS471 را روی پریز نصب کنید. تخته را برش دهید تا در سرپوش های انتهایی جا بگیرد روی سرپوش بگذارید و یک قطعه لوله برنجی 1/4 اینچی (یا هر چیزی که در اطراف دارید) نصب کنید. مطمئن باشید می دانید کدام طرف IS471 طرف گیرنده است! شما می خواهید آن را به LED خود نگاه کنید ، نه کلاه دور زدن! سیمها را به برد IC وصل کنید- در مجموع پنج اتصال Vcc ، Gnd ، Out و LED وجود خواهد داشت. سیم پنجم آند LED را به Vcc متصل می کند. تصمیم بگیرید که کجا می خواهید اتصال دهنده را روی قاب لوله قرار دهید و مطمئن شوید که مسیرهای اتصال به IC به اندازه کافی بلند هستند تا به آن برسید. اتصال را نصب کنید ، سیم ها را بچسبانید ، همه را با هم لحیم کنید و آماده رفتن هستید. فراموش نکنید که سیم زمین را به پوسته کانکتور لحیم کنید. این به محافظت از همه چیز در برابر الکتریسیته ساکن کمک می کند. هنگامی که تمام سیم کشی انجام شد ، لوله را محکم با چکش محکم به هم بکوبید. شما نیازی به چسب ندارید و اگر لوله را به هم بچسبانید ، نمی توانید آن را جدا کرده و بعدا مشکلات را برطرف کنید. اگر می خواهید سازه ایمن تری داشته باشید ، پس از کوبیدن آنها به یکدیگر ، یک پیچ را بکشید. هنگامی که کنترل کننده مونتاژ می شود ، باید تیرها را تراز کنید. رله فقط زمانی بسته می شود که هر دو تیر IR قطع یا نامرتب شوند. خروجی های OPIC ها معمولاً کم هستند ، هنگامی که می توانند منبع نور خود را ببینند و هنگامی که پرتو قطع می شود ، زیاد می شوند. بنابراین تراز کردن تیرها به شرح زیر انجام می شود: 1) قاب نوری را به کنترلر وصل کنید. 2) روشن کنید LED روشن می شود و روشن می ماند مگر اینکه شما فوق العاده خوش شانس باشید. ابتدا چراغ را نشان می دهد تا حالت پیوسته را نشان دهد ، سپس روشن می ماند زیرا تیرها از هم تراز نیستند. اگر LED خاموش شود به این معنی است که حداقل یک پرتو تراز شده است. 3) با فرض روشن بودن LED ، نشان می دهد که هر دو تیر اشتباه هستند. یک پرتو را با یک نوار یا کاغذ مسدود کنید. 4) LED را تا آنجا که می توانید تنظیم کنید و سر را بچرخانید و آن را به سمت مورب OPIC مقابل نشان دهید. 5) اکنون شروع به خم شدن و چرخاندن سر OPIC کنید تا LED خاموش شود ، این نشان می دهد که پرتو تراز شده است. 6) سپس پرتو تازه تراز شده را مسدود کرده ، سپس همان تنظیمات را برای تیر دوم انجام دهید. هنگامی که LED خاموش می شود ، هر دو پرتو در یک راستا قرار می گیرند و شما آماده عکس گرفتن هستید. هر زمان که دستگاه را روشن می کنید ، تیرها را با مسدود کردن یکی و سپس دیگری بررسی کنید. اگر یک پرتو اشتباه باشد ، مسدود شدن دیگری باعث روشن شدن LED می شود. سپس فقط می توانید یکی را که خارج از دسترس است تنظیم مجدد کنید. اگر چراغ LED روشن شود و روشن بماند ، هر دو پرتو از هم تراز هستند و باید روشی را که در بالا توضیح داده شد ، دنبال کنید. اگر این شیء را به طور ایمن بسازید و تیرها را برای اولین بار تراز کنید ، قبل از این که مجبور به تنظیم مجدد شوید ، مجازات می شود.

مرحله 4: کنترل کننده

من کنترل کننده را در یک جعبه پلاستیکی ساختم که قیمت آن را در لوازم الکترونیکی Fry بسیار بالا برده بودم. شما می توانید تقریباً از هر چیزی به شرطی که به اندازه کافی بزرگ باشد استفاده کنید. این جعبه برای باتری 9 ولت طراحی شده بود اما من نیاز به استفاده از 6 ولت داشتم تا فضای باتری هدر برود. به راحتی می توانم برد مدار را در محفظه باتری 9 ولت جا دهم.

از هر جعبه و کلیدی که استفاده می کنید ، طرح بندی را برنامه ریزی کنید و مطمئن شوید همه چیز در کنار هم قرار می گیرد وقتی سعی می کنید آن را ببندید. توجه داشته باشید که یک دیود به صورت سری با باتری متصل شده است. این ولتاژ منبع تغذیه را به سطح قابل قبولی برای uC رسانده است که حداکثر 5.5 ولت Vcc نامیده می شود. حتی با دیود ، این قطعه در محدوده باتری های تازه کار می کند ، بنابراین هیچ ایده جالبی در مورد کار با 9V دریافت نکنید مگر اینکه یک تنظیم کننده 5V اضافه کنید. من از ایده استفاده از PIC12HV615 در عوض استفاده کردم زیرا دارای تنظیم کننده شنت داخلی است ، اما چرخش بین حداقل و حداکثر جریان برای تنظیم کننده شانت بسیار زیاد است ، بنابراین مجبورم مدار را کمی پیچیده کنم تا به آن برسد کار من می خواستم این را بسیار ساده نگه دارم ، بیشتر به این دلیل که تنبل هستم اما همچنین به دلیل اینکه پروژه های دیگری در دست اجرا دارم و می خواستم این پروژه را در اسرع وقت به پایان برسانم. رله ای که من استفاده کردم دارای یک دیود حفاظتی داخلی است که در شماتیک نشان داده نشده است. دیود از uC در برابر ضربه ولتاژ معکوس القایی که هنگام ضربه زدن به یک سلف به یک سلف مانند سیم پیچ رله رخ می دهد ، محافظت می کند. اگر از رله دیگری استفاده می کنید ، مطمئن شوید که یک دیود با قطبیت نشان داده شده اضافه می کنید یا شاید بتوانید اولین بار که رله شلیک کرد ، uC خود را ببوسید. uC می تواند با خیال راحت حدود 25 میلی آمپر از یک پین فرو رود بنابراین یک رله با سیم پیچ با مقاومت بالا انتخاب کنید. PRMA1A05 دارای سیم پیچ 500 اهم است بنابراین بستن آن فقط 10-12 میلی آمپر طول می کشد. من می خواستم از چند کابل نازک و سبک با اتصالات RJ-11 استفاده کنم ، اما همه کانکتورهایی که در Fry's پیدا کردم قطعات اتصال PCB بودند ، بنابراین با DB9 به مدرسه قدیمی رفتم. کابل های سریال ارزان قیمت هستند و پیچ ها از افتادن اتصالات جلوگیری می کند. شما واقعاً فقط باید 3 سیم (Vcc ، Gnd و خروجی های ترکیبی دو IS471FE) را بین مجموعه نوری و کنترلر وصل کنید تا بتوانید تقریباً از هر کانکتور/کابل دلخواه خود استفاده کنید ، حتی یک فیش و جک استریو.

مرحله 5: استفاده از Photo Trigger

ایده این است که چیز را طوری تنظیم کنید که تیرها از جایی عبور کنند که انتظار دارید برخی اقدامات انجام شود. به عنوان مثال ، اگر می خواهید یک مرغ مگس خوار را به طرف تغذیه کننده شلیک کنید ، یا یک پرنده در حال ورود یا خروج از لانه باشد ، قاب را با نقطه پرتوی متقاطع درست در همان جایی که می خواهید تنظیم کنید. سپس دوربین را به سمت هدف تنظیم کرده و فوکوس ، نوردهی و تعادل رنگ سفید را از پیش تعیین کنید (این کار زمان تاخیر شاتر را به حداقل می رساند). تراز تیرها را آزمایش کنید تا مطمئن شوید که هر دو تیر درست تراز شده اند- این کار را با تکان دادن دست در هر پرتو به صورت جداگانه و سپس در ناحیه مورد نظر انجام می دهید. چراغ LED باید روشن شود و فقط زمانی که هر دو پرتو قطع شوند ، رله بسته شود. حال حالت کار را به صورت پیوسته یا پالس تنظیم کنید و خارج شوید.

شما باید کمی درباره رفتار هدف خود بدانید تا بهترین نتیجه را بگیرید. اگر می خواهید از چیزی که سریع حرکت می کند عکس بگیرید ، باید تاخیرهای دوربین و کنترل کننده را در نظر بگیرید تا پیش بینی کنید پس از قطع شدن پرتوهای IR ، هدف کجا خواهد بود. یک پرنده همهمه که در یک مکان معلق است می تواند درست در جایی که تیرها از یکدیگر عبور می کنند شلیک شود. یک پرنده یا خفاش که سریع پرواز می کند ممکن است تا زمانی که دوربین عکس می گیرد چند فوت فاصله داشته باشد. حالت پالس به دوربین هایی که در حالت عکاسی پیوسته ساخته نشده اند اجازه می دهد تا زمانی که پرتوها قطع شوند ، چندین عکس بگیرند. شما می توانید فرکانس نبض را تا 10 هرتز تنظیم کنید ، اگرچه دوربین های زیادی در اطراف وجود ندارد که بتوانند با این سرعت عکس بگیرند. باید کمی آزمایش کنید تا ببینید سرعت دوربین شما چقدر سریع می تواند عکاسی کند. اتصال دوربین از طریق یک مخاطب رله معمولاً باز است ، بنابراین می توانید به جای دوربین یک فلاش را وصل کنید. سپس می توانید با روشن کردن شاتر در محیط تاریک و استفاده از کنترلر برای شلیک یک واحد فلش یک یا چند بار هنگامی که یک شیء (شاید یک خفاش؟) تیرها را بشکند. پس از روشن شدن فلاش ، شاتر را ببندید. اگر فلاش شما می تواند ادامه پیدا کند ، می توانید با استفاده از یکی از حالت های پالس ، چند عکس خنک از نوردهی چندگانه تهیه کنید. با اتصال مقداری نخ الاستیک به سرهای نوری ، می توانید نقطه عبور تیرها را به طور دقیق تعیین کنید. برای برخی از اهداف ، جایی است که شما باید دوربین خود را نشان داده و فوکوس کنید. عکسهای زیر مرد لگو را نشان می دهد که از میان تیرها می افتد. من او را از چند فوت بالاتر از تیرها انداختم و می بینید که در مدت زمان شکسته شدن تیرها ، بستن رله و آتش زدن دوربین حدود 6-8 اینچ به زیر تیرها افتاده است. این دوربین یک دوربین DSLR نیکون بود که احتمالاً وقتی از قبل فوکوس می شود و در معرض دید قرار می گیرد تاخیر شاتر کمی دارد. نتایج شما به دوربین شما بستگی دارد. نمونه اولیه آن در دست دوستی است که این عکس ها را گرفته است (برای استفاده از شاتر از راه دور دوربین من باید اصلاح شود) اگر او عکسهای هنری بیشتری با استفاده از این دستگاه تولید می کند ، سعی می کنم آنها را در اینجا یا در وب سایتم ارسال کنم. خوش بگذرانید!