Фотографуємо краплі з Arduino

2021-05-21

Всі статті →

Невеличке бажання доторкнутися до фоторобіт з цього напрямку вилилося у просту установку, компоненти якої розглянемо нижче. Першочергово мають бути в наявності фотокамера з ручними налаштуваннями і зовнішній спалах, які можна контролювати віддалено: для фотокамери – пульт дистанційного керування, для спалаху – синхрокабель. В моєму випадку це були Sony DSC-HX300 (рис. 1) і GODOX SY8000 (рис. 2).

Рис. 1 – Фотокамера Sony DSC-HX300

Рис. 2 – Спалах GODOX SY8000

На рис. 2 можна побачити, що для PC-роз’єму синхрокабеля спалаху прилаштовані акуратно заізольовані ардуінівські проводи. В пульті для фотокамери вирішив зробити простий триконтактний роз’єм (рис. 3).

Рис. 3 – Для підключення до ARDUINO додано роз’єм (справа)

Всередині пульта (рис. 4) є три пружні металеві пластинки (1 – «+» спуску затвора; 2 – «земля», GND; 3 – «+» автофокуса), які при натисненні на кнопку замикають два електричні ланцюги (спочатку «2–3», потім «1–2»).

Рис. 4 – Конструкція пульта

Завдяки додатковим контактам маємо змогу імітувати натиснення кнопки на пульті програмно за допомогою ARDUINO. Синхрокабель активує спалах аналогічним чином: необхідно замкнути контакти PC-роз’єму. Будемо намагатися сфотографувати момент падіння краплі у воду. Для простоти я використав крапле утворювач і регулятор від звичайної крапельниці, зібрані разом (рис. 5).

Рис. 5 – Генератор крапель

На шляху руху краплі встановлено лазерний модуль KY-008, спрямований на датчик освітленості на базі LM393 (рис. 6).

Рис. 6 – Світлова пастка для краплі

Можна підібрати таке взаємне положення модулів, при якому крапля, що падає, буде перекривати лазерний промінь, розриваючи ланцюг. Датчик освітленості підлаштовується під потужність лазера змінним резистором. Крім того, модулі можна розташувати на значній відстані один від одного. Фотографування відбувається в темряві з витримкою в декілька секунд. Експонування відбувається тільки на час спрацьовування спалаху. Принципову схему електронної частини проекту показано на рис. 7.

Рис. 7 – Принципова схема

Пристрій не є повністю автоматичним. Перед відривом краплі від трубки (спостерігається візуально) користувач натискає кнопку «Button». При цьому відкривається затвор фотокамери на декілька секунд через послідовне замикання контактів пульта за допомогою транзисторів «Autofocus Trigger» і «Shutter Trigger», а також активується можливість задіяти спалах. Коли крапля проходить крізь лазерний промінь, замикаються контакти синхрокабелю через транзистор «Flash Light Trigger» і спрацьовує спалах. Час між проходженням крізь промінь і замиканням контактів синхрокабелю регулюється за допомогою потенціометра «Potentiometer» від 1 до 500 мс (границі інтервалу можна змінити в програмі). Таким чином можна налаштувати потрібний момент зйомки. Падіння наступних крапель не призводить до спрацювання спалаху: для цього знову необхідно натиснути кнопку. Реалізація показана на рис. 8.

Рис. 8 – Все разом:

S – модуль датчика освітленості; L – лазерний модуль; F – спалах; R – пульт

В схему можна додати гальванічний ізолятор між високовольтним спалахом і низьковольтною електронікою. Розглянемо основні налаштування коду проекту (рис. 9) для ARDUINO Nano.

Рис. 9 – Основні налаштування коду

Параметр «DBG_MODE» слугує для попереднього налаштування спрацювання датчика освітленості при перекритті лазерного променя краплею. В цьому режимі не застосовуються ні фотокамера, ні спалах. В якості індикатора виступає світлодіод на платі ARDUINO. Для налаштування прибираємо символи «//» перед параметром, компілюємо код і завантажуємо в ARDUINO. При правильному налаштуванні світлодіод вмикається при натисненні на кнопку (імітація відкриття затвору фотокамери) і вимикається при проходженні краплі крізь промінь лазера (імітація спрацювання спалаху). Після успішного налаштування закоментуємо параметр «DBG_MODE», компілюємо і завантажуємо в ARDUINO робочу прошивку.

Далі йдуть групи констант:

номери пінів ARDUINO, до яких підключені компоненти проекту;
затримки замикання контактів автофокуса, затвору і спалаху;
границі інтервалу часу, в якому регулюється спрацювання спалаху після проходження лазерного променя краплею.

Результати показано на рис. 10 – 12.