Krusto IR staru kūlis/zibspuldzes aktivizētājs: 5 soļi (ar attēliem)

2024 Autors: John Day | [email protected]. Pēdējoreiz modificēts: 2024-01-30 10:58

Šī ierīce aktivizēs kameru vai zibspuldzi, lai automātiski uzņemtu attēlu, kad objekts (mērķis) nonāk noteiktā vietā. Tas izmanto divus šķērsotus infrasarkanos starus, lai noteiktu mērķa klātbūtni un aizvērtu releju, kas iedarbina kameru vai zibspuldzi. Reakcijas laiks ir aptuveni 2 ms no atklāšanas līdz releja slēgšanai, tādēļ, ja jūsu kamerai nav ilgs aizvara aizkaves laiks, tā uzņems pat ātri kustīgus mērķus.

Ierīces optisko daļu veido divi IR gaismas diodes un divi Sharp IS471FE optiskie IC (OPIC). Optiskajos IC ir iebūvēti LED modulatori un sinhronie detektori, tāpēc tie neredzēs gaismu no otra LED. OPIC izejas ir savienotas ar 8 kontaktu PIC mikrokontrolleri, kas apstrādā ievades signālu interpretāciju un releja vadīšanu, un redzamu LED, kas norāda darbības režīmu. Lai gan ir 11 darbības režīmi, kontrolierim ir ļoti vienkārša lietotāja saskarne, kas sastāv no spiedpogas slēdža un gaismas diodes. Ieslēdzot strāvu, ja gaismas ir pareizi izlīdzinātas un nepārtrauktas, gaismas diode nepārtraukti deg 1 sekundi un pēc tam kļūst tumša, norādot, ka iekārta ir gatava darbam nepārtrauktā režīmā. Šajā režīmā relejs aizvērsies un paliks slēgts, un gaismas diode iedegsies tik ilgi, kamēr abi IR staru kūļi tiks pārtraukti. Ierīce ir gatava savienošanai ar kameru. Izmantojot dažus mērķus, iespējams, vēlēsities uzņemt vairāk nekā vienu attēlu, kad mērķis pārtrauc IR starus. Kontrollerī esmu iekļāvis pamata intervometra funkciju, lai ļautu kamerām, kurām nav iebūvēta ātrās uguns režīma, uzņemt vairākus attēlus, kamēr tiek pārtraukta infrasarkano staru kūļa darbība. Vienreiz nospiežot režīma izvēles pogu, kontrolieris tiek izņemts no nepārtrauktā režīma un tiek ieslēgts impulsa režīmā. LED mirgos vienu reizi, norādot, ka relejs tiks aizvērts 1 reizi sekundē. Dažas kameras ir ātrākas, tāpēc, vēlreiz nospiežot pogu, tiks pārsūtīti līdz 2 impulsiem sekundē. Atkārtoti nospiežot pogu, ātrums palielināsies no 1 pps līdz 10 pps, katru reizi mirgojot LED, lai norādītu impulsa frekvenci. Nospiežot pogu 2,3 sekundes, ierīce tiek atiestatīta un atgriežas nepārtrauktā režīmā.

1. darbība: apkopojiet elektroniskās detaļas

Šeit ir elektronisko lietu detaļu saraksti.

Visu elektroniku var iegūt no Digikey vai citiem avotiem. Jums būs nepieciešams arī virkne dažādu stiepļu krāsu. Jums būs jāspēj ieprogrammēt PIC mikrokontrolleru- darbu var veikt PICKit2 vai ICD-2 vai kāds no simtiem citu programmētāju. Piemērots programmētājs maksās aptuveni 20 ASV dolārus, bet, tiklīdz tas būs pieejams, jūs atradīsit visu veidu projektus, kuros var izmantot mikrokontrollerus un kas no tā iegūs daudz. Kad iegādājos savu PICKit2 no digikey, es pasūtīju piecu PIC10F206 mikroshēmu piederumu komplektu ar 8 kontaktu DIP adapteriem. IC ir nelielā SOT23 iepakojumā, kas ir labi, ja jūs gatavojaties izgatavot PCB, bet diezgan bezjēdzīgi maizes dēļiem un vienreizējiem celtniecības projektiem. 10F206 ir pieejams arī 8 kontaktu DIP iepakojumā- es iesaku to izmantot. Es šeit neesmu sniedzis kontroliera PCB izkārtojuma informāciju, jo neizmantoju PCB. Ķēde ir tik vienkārša, ka šķiet kaut kā muļķīgi tam izveidot PCB. Uz tāfeles ir tikai 4 daļas- relejs, uC, apvedceļa vāciņš un rezistors. Ķēde prasa mazāk detaļu nekā 555 taimera mikroshēmas ķēde. Vienkārši nogrieziet kādu plāksni, lai tā atbilstu jebkurai kastē, kuru izmantojat, un pievienojiet to vadam. No sākuma līdz beigām vajadzētu aizņemt visas 30 minūtes. Optiskās shēmas ir diezgan vienkāršas- IC, vāciņš un LED. Gaismas diodes un optiskais IC nonāk caurules rāmja diagonāli pretējos stūros, tāpēc jums būs nepieciešams daudz krāsainu vadu. Es "samontēju" IC un kondensatoru uz nelieliem perforācijas plātnes gabaliņiem, kas ietilpst rāmja PVC elkoņu veidgabalu vāciņu aizbāžņos- skatiet fotoattēlus nākamajā lapā.

2. solis: programma

PIC10F206 ir patiešām vienkārša daļa- bez pārtraukumiem un tikai 2 līmeņu kaudze, tāpēc jūs nevarat veikt nevienu ligzdotu apakšprogrammu- rezultātā programmā redzēsit liberālu goto izmantošanu. Mikroshēma darbojas ar frekvenci 4 MHz, izmantojot iekšējo RC oscilatoru, tāpēc tā izpilda 1M instrukcijas sekundē. Kad objekts pārtrauc IR starus, IS471 mikroshēmas ir nepieciešamas līdz 400 mums, lai mainītu stāvokli. No turienes UC ir vajadzīgas tikai dažas mikrosekundes, lai noteiktu izmaiņas un pavēlētu slēgt releju. Releja aizvēršana aizņem apmēram 1,5 ms, kā rezultātā kopējā aizkave no sijām ir pārtraukta līdz relejam aizvērta. Es izstrādāju programmas mikroshēmu, izmantojot MPLAB. Tas ir Microchip Tech bezmaksas montētājs/IDE. Es arī izmantoju savu ķīniešu ICD2 klonu (aptuveni 50 USD par ebay), lai faktiski ieprogrammētu IC. Man vajadzēja izmantot daudz kavēšanās cilpu, tāpēc es sakņoju tīmeklī un atradu programmu ar nosaukumu PICLoops šeit: https://www.mnsi.net/~boucher/picloops.html PICLoops automātiski ģenerē laika cilpas montāžas kodu, ja jūs pastāstiet tam, kādu uC izmantojat, un pulksteņa ātrumu. Vēlāk es saskāros ar līdzīgu tiešsaistes programmu šeit: https://www.piclist.com/techref/piclist/codegen/delay.htm Otrais radīs aizkavēšanos, kas atbilst vienam pulksteņa ciklam, kur PICLoops nav diezgan precīzi. Vai nu šī lietotne ir piemērota, jo laiks nav kritisks un uC jebkurā gadījumā darbojas ar RC oscilatoru. Programma pārsvarā pārslēdzas turp un atpakaļ starp režīma pogas pārbaudi un pārbaudi, vai sijas tiek pārtrauktas. Režīma slēdzis darbojas, pastāvīgi skaitot, cik reizes poga ir nospiesta. Katru reizi, nospiežot pogu, aizkave starp impulsiem līdz relejam tiek pietiekami saīsināta, lai impulsa frekvenci palielinātu par 1 Hz. Lielākā koda daļa ir dažādi kavējumi, ko izmanto impulsa režīmi. Mainot impulsa režīmu, gaismas diode mirgo, norādot jauno režīmu. Jūs varat pateikt, kāda ir jaunā impulsa frekvence, saskaitot LED zibspuldzes- 4 reizes nozīmē 4 Hz utt. Ja ierīce ir 10 Hz impulsa režīmā, vēlreiz nospiežot pogu, jūs atgriezīsities nepārtrauktā režīmā. Programmas darbības laikā darbojas sargsuņa taimeris. Ja taimeris netiek atiestatīts, pirms tas pārplūst, uC atiestatās pats. Tāpēc, turot režīma pogu 2,3 sekundes, uC tiek atiestatīts uz nepārtraukto režīmu. Nospiežot pogu, uC gaida, līdz jūs to atlaidīsit, pirms darīsit kaut ko. Viena no pirmajām lietām, ko tā dara pēc atbrīvošanas, ir sargsuņa taimera atiestatīšana. Ja jūs neatlaižat pogu, sargsuņa taimeris pārplūst un restartē programmu nepārtrauktā režīmā. Es esmu pievienojis montāžas saraksta failu tiem, kas ir ziņkārīgi, un. Hex failu tiem, kas vienkārši vēlas sadedzināt mikroshēmu. un dari ar to galā. Es atzinīgi vērtēju jebkādu jūsu PIC montāžas ekspertu kritiku par manu programmēšanas tehniku. Piezīme. Relejs aizveras uz 25 ms, kad tas darbojas impulsa režīmā. Dažām kamerām var būt nepieciešams ilgāks impulss. Šī aizkave ir iestatīta rindā, kas saka "call delay25" koda sadaļas rlypuls augšdaļā. Ja 25 ms ir pārāk īss jūsu kamerai, nomainiet šo rindiņu, lai teiktu "call delay50", pēc tam mainiet rindu "call delay75" uz "call delay50". Tas palielinās impulsa laiku līdz 50 ms un joprojām saglabās visas impulsu frekvences pat 1 Hz soļos. Programma aizņem tikai 173 baitus no pieejamajiem 512 baitiem mikroshēmā, lai jūs varētu pievienot visu veidu funkcionalitāti, ja jūs vēlaties, lai gan lietotāja saskarne būs nedaudz ierobežojoša.

3. solis: mehāniskā konstrukcija

Sākotnēji es mēģināju šo lietu izgatavot ar 3 pēdu kvadrātveida 1/2 collu cauruli, bet atklāju, ka ir gandrīz neiespējami saglabāt sijas izlīdzinātas. Attālums bija pārāk liels un caurule pārāk elastīga, lai saglabātu staru izlīdzinājumu. Es pārslēdzos uz 3/ 4 collu caurule un 2 pēdu kvadrāts, un tagad tas viss ir izlīdzināts diezgan labi. Lielāko daļu 1/2 collu caurules es izmantoju, lai savam dēlam Aleksam un dažiem viņa draugiem, kas izgatavoti no zefīriem, izveidotu pistoles.

Jums būs nepieciešama 3/4 collu caurule galvenajam rāmim un 1/2 collu caurule vertikālajiem stāvvadiem, kuros atrodas optiskās mikroshēmas un gaismas diodes. Jūs varat iegūt 3/4 collu elkoņus ar 1/2 "vītņotu sānu savienojumu, tāpēc iegādājieties arī 1/2" vītņu adapterus. Mana filozofija par PVC cauruļu projektu risināšanu ir pārpirkt armatūru un caurules un atgriezt to, kas jums nav nepieciešams, kad projekts ir pabeigts. Tas samazina nepatīkamus ceļojumus uz veikalu par vienu USD 0,30. Lai savienotu visu šo, jums būs nepieciešams virkne dažādu krāsu vadu- gaismas diodes un to IC ir atdalītas aptuveni 6 pēdas Jūs vēlaties, lai vadi būtu īpaši gari, lai varētu salikt un izjaukt lietu problēmu novēršanai. Dažādas krāsas palīdzēs jums saglabāt taisni to, kas ar ko savienojas. Pirmā lieta, ko es darīju, bija urbt vāciņos caurulītes un uzstādīt gaismas diodes. Es piestiprināju īpaši garus vadus un izmantoju termisko saraušanos pie LED vadiem, lai tos izolētu. Es brīvi samontēju caurules rāmi, lai es varētu to viegli atdalīt, un vadu caur cauruli. Tālāk uzmontējiet IS471 mikroshēmas un vāciņus dēlis sagriezts tā, lai tas ietilptu gala vāku atverē vāciņā un uzstādiet 1/4 collu misiņa caurules gabalu (vai visu, kas jums ir apkārt). Pārliecinieties, ka zināt, kura IS471 puse ir uztvērēja puse! Jūs vēlaties, lai tas būtu vērsts pret jūsu LED, nevis apvedceļa vāciņu! Pievienojiet vadus pie IC plates- kopā būs pieci savienojumi- Vcc, Gnd, Out un LED. Piektais vads savieno LED anodu ar Vcc. Izlemiet, kur vēlaties novietot savienotāju uz caurules rāmja, un pārliecinieties, ka vadi pie IC ir pietiekami gari, lai to sasniegtu. Uzstādiet savienotāju, palaidiet vadus, pielodējiet visu kopā un esat gatavs darbam. Neaizmirstiet pielodēt zemējuma vadu pie savienotāja korpusa. Tas palīdzēs aizsargāt visu no statiskās elektrības. Kad visas elektroinstalācijas ir pabeigtas, cieši saspiediet cauruli ar āmuru. Jums nevajadzētu izmantot līmi, un, salīmējot cauruli, jūs nevarēsit to izjaukt, lai vēlāk novērstu problēmas. Ja vēlaties drošāku konstrukciju, izgrieziet skrūvi cauri katram savienojumam pēc to savienošanas. Kad kontrolieris ir samontēts, jums būs jāsaskaņo sijas. Relejs tiks aizvērts tikai tad, ja abas IR gaismas tiek pārtrauktas/nepareizi novietotas. OPIC izejas parasti ir zemas, ja tās var redzēt savu gaismas avotu un paaugstinās, kad gaisma tiek pārtraukta. Tātad staru izlīdzināšana tiek veikta šādi: 1) savienojiet optisko rāmi ar kontrolieri. 2) Ieslēdziet. Gaismas diode iedegsies un paliks iedegta, ja vien jums nav ārkārtīgi paveicies. Vispirms tas iedegas, lai norādītu uz nepārtrauktu režīmu, pēc tam tas paliek izgaismots, jo gaismas nav saskaņotas. Ja gaismas diode nodziest, tas nozīmē, ka vismaz viens stars ir izlīdzināts. 3) Pieņemot, ka gaismas diode ir iedegta, tas norāda, ka abas gaismas ir novietotas nepareizi. Bloķējiet vienu staru ar līmlenti vai papīru. 4) Izlīdziniet gaismas diodi, cik vien iespējams, pagriežot galvu pret diagonāli pretējo OPIC. 5) Tagad sāciet locīt un pagriezt OPIC galvu, līdz gaismas diode nodziest, norādot, ka stars ir izlīdzināts. 6) Pēc tam bloķējiet tikko izlīdzināto staru kūli, pēc tam veiciet tādas pašas korekcijas otrajā starā. Kad gaismas diode nodziest, abi stari ir izlīdzināti, un jūs esat gatavs uzņemt dažus attēlus. Ikreiz, kad ieslēdzat ierīci, pārbaudiet starus, bloķējot vienu un otru. Ja viens stars ir nepareizi novietots, otra bloķēšana izraisīs gaismas diodes iedegšanos. Tad jūs varat vienkārši pārkārtot to, kas ir nokauts. Ja gaismas diode iedegas un paliek iedegta, abas gaismas nav saskaņotas, un jums ir jāievēro iepriekš aprakstītā procedūra. Ja jūs droši uzbūvējat lietu un pirmo reizi sakārtojat sijas, tad būs jāveic daži sodi, pirms jums būs jāveic pārkārtojumi.

4. solis: kontrolieris

Es uzbūvēju kontrolieri plastmasas kastē, kuru paņēmu par pārāk augstu cenu Fry elektronikā. Jūs varat izmantot gandrīz visu, ja vien tas ir pietiekami liels. Šī kārba bija paredzēta 9 V akumulatoram, bet man bija jāizmanto 6 V, lai akumulatora vieta tiktu izšķiesta. Es varētu viegli ievietot shēmas plati 9V akumulatora nodalījumā.

Neatkarīgi no izmantotās kastes un slēdžiem plānojiet izkārtojumu un, mēģinot to aizvērt, pārliecinieties, ka viss būs kopā. Ņemiet vērā, ka ar akumulatoru sērijveidā ir pievienota diode. Tas ir paredzēts, lai samazinātu barošanas spriegumu līdz pieņemamam līmenim uC, kura maksimālais Vcc ir 5,5 V. Pat ar diodi, daļa darbojas maksimāli ar jaunām baterijām, tāpēc neiegūstiet iedomātas idejas par darbību pie 9 V, ja vien nepievienojat 5 V regulatoru. Es rotaļājos ar domu izmantot PIC12HV615, jo tam ir iebūvēts šunta regulators, bet šūpošanās starp minimālo un maksimālo strāvu ir pārāk liela šunta regulatoram, tāpēc man vajadzētu nedaudz sarežģīt ķēdi, lai to sasniegtu strādāt. Es gribēju to saglabāt patiešām vienkāršu, galvenokārt tāpēc, ka esmu slinks, bet arī tāpēc, ka man ir citi projekti un es gribēju to pabeigt ASAP. Manā izmantotajā relejā ir iebūvēta aizsardzības diode, kas parādīta, bet nav marķēta shēmā. Diods aizsargā uC no induktīvā reversā sprieguma sitiena, kas rodas, kad jūs ieslēdzat impulsu induktorā, piemēram, releja spolē. Ja izmantojat citu releju, noteikti pievienojiet diodu ar norādīto polaritāti, vai varbūt jūs varat noskūpstīt savu uC ardievas pirmo reizi, kad relejs aktivizējas. UC var droši nogremdēt aptuveni 25 mA no vienas tapas, tāpēc izvēlieties releju ar augstas pretestības spoli. PRMA1A05 ir 500 omu spole, tāpēc tās aizvēršana prasa tikai 10-12 mA. Es gribēju izmantot jaukus plānus, vieglus kabeļus ar RJ-11 savienotājiem, bet visi savienotāji, kurus atradu Fry's, bija PCB stiprinājuma detaļas, tāpēc es beidzot devos vecajā skolā ar DB9. Sērijas kabeļi ir lēti, un skrūves neļaus savienotājiem izkrist. Jums tiešām ir jāpievieno tikai 3 vadi (Vcc, Gnd un abu IS471FEs kombinētās izejas) starp optisko bloku un kontrolieri, lai jūs varētu izmantot gandrīz jebkuru savienotāju/kabeli, kas jums patīk, pat stereo mini spraudni un ligzdu.

5. darbība: fotoattēlu aktivizētāja izmantošana

Ideja ir iestatīt lietu tā, lai sijas šķērsotu vietu, kur jūs sagaidāt, ka notiks kāda darbība. Piemēram, ja vēlaties šaut kolibri pie barotavas vai putnu, kas ienāk ligzdā vai iziet no tās, iestatiet rāmi ar šķērsoto staru punktu tieši tur, kur vēlaties. Pēc tam iestatiet kameru, kas vērsta uz mērķi, un iepriekš iestatiet fokusu, ekspozīciju un baltā balansu (tas samazinās aizvara aiztures laiku). Pārbaudiet staru izlīdzināšanu, lai pārliecinātos, ka Abos staros ir pareizi izlīdzināti- tas tiek darīts, vicinot roku caur katru staru atsevišķi un tad caur mērķa zonu. Gaismas diodei jāiedegas un relejs jāaizveras tikai tad, kad abas gaismas ir pārtrauktas. Tagad iestatiet darbības režīmu- nepārtrauktu vai impulsu un dodieties prom.

Lai iegūtu vislabākos rezultātus, jums ir nedaudz jāzina par mērķa uzvedību. Ja vēlaties uzņemt kaut ko, kas ātri pārvietojas, jums jāņem vērā kameras un kontrollera kavēšanās, lai prognozētu, kur atrodas objekts pēc IS staru kūļa pārtraukšanas. Kolibri, kas lidinās vienā vietā, var nošaut tieši tur, kur sijas šķērso. Putns vai sikspārnis, kas ātri lido, var būt pāris pēdu attālumā, kad kamera uzņem attēlu. Impulsa režīms ļauj kamerām, kurās nav iebūvēts nepārtrauktas uzņemšanas režīms, uzņemt vairākus attēlus, kamēr tiek pārtraukta staru kūļa darbība. Jūs varat iestatīt pulsa frekvenci līdz 10 Hz, lai gan apkārt nav daudz kameru, kas varētu uzņemt tik ātri. Jums būs nedaudz jāeksperimentē, lai redzētu, cik ātri kamera var uzņemt. Kameras savienojums notiek caur parasti atvērtu releja kontaktu, lai kameras vietā varētu pievienot zibspuldzi. Tad jūs varat fotografēt tumsā, atverot aizvaru un izmantojot vadības ierīci, lai vienu vai vairākas reizes iedarbinātu zibspuldzi, kad kāds objekts (varbūt sikspārnis?) Sadala starus. Pēc zibspuldzes iedarbināšanas aizveriet aizvaru. Ja jūsu zibspuldze var neatpalikt, varat veikt dažus atdzistus vairāku ekspozīciju attēlus, izmantojot kādu no impulsa režīmiem. Jūs varat precīzi noteikt siju krustošanās vietu, pievienojot optiskām galvām kādu elastīgu pavedienu. Attiecībā uz dažiem mērķiem jūs norādīsit un iepriekš fokusēsit kameru. Tālāk redzamajos fotoattēlos redzams, kā Lego cilvēks krīt cauri sijām. Es viņu nometu no pāris pēdām virs sijām, un jūs varat redzēt, ka viņš ir nokritis apmēram 6-8 collas zem sijām laikā, kas bija vajadzīgs, lai sijas tiktu salauztas, relejs aizvērtos un kamera iedarbinātu. Šī kamera bija Nikon DSLR kamera, kurai, iespējams, ir neliela aizvara aizture, ja tā ir iepriekš fokusēta un eksponēta. Jūsu rezultāti būs atkarīgi no jūsu kameras. Prototips tagad ir drauga rokās, kurš uzņēmis šos attēlus (mana kamera ir jāpārveido, lai izmantotu attālo aizvara atbrīvošanu). Ja viņš, izmantojot šo ierīci, radīs dažas mākslinieciskas fotogrāfijas, es mēģināšu tās ievietot šeit vai savā tīmekļa vietnē. Izklaidējieties!