Hacka en nyckelringskamera för Arduino -kontroll: 6 steg

2024 Författare: John Day | [email protected]. Senast ändrad: 2024-01-30 12:48

Fotograferingsalternativ för Arduino är få och långt mellan. Webbkameror är inte praktiska för applikationer som drakfotografering eller offentlig fotografering, såvida du inte känner för att köpa en 200 fot USB -kabel. Och nuvarande tekniker för fristående Arduino-fotografering försöker vanligtvis fånga rå bilddata från CMOS-kameror som poppade av mobiltelefoner … och tro mig, om du inte behöver ladda upp eller ändra dessa foton digitalt i realtid vill du inte gå på den vägen. Varför finns det inte en normal, billig, digitalkamera som kan styras av Arduino?

Det visar sig att det finns minst en-och de säljer den på ditt lokala apotek (CVS/Rite-Aid/Walgreens/etc.) Det är de där tjusiga små nyckelringskamerorna som de säljer för $ 10-15 per pop. Fotograferingen på dem är inte halvt dålig med en upplösning på cirka 300 x 200, de kan lagra mellan 20 och 240 foton (beroende på den du hittar), och det visar sig att de små killarna just blev hackade. Du kan också göra samma hack med en billig 1 eller 2 megapixelkamera som tar SD -kort om det behövs (se nedan), men vi kommer att gå igenom processen som används på de vanligare 300 x 200 kamerorna. Denna instruktionsbok kommer att leda dig genom processen att demontera, ändra och montera en nyckelringskamera från hyllan. Det leder dig sedan genom att ansluta en enkel uppsättning transistorkopplingskretsar som kan användas av Arduino för att stänga av och slå på kameran och ta foton när ditt program önskar. Det kommer också att ha provkod och många vackra bilder. Innan vi börjar, några anteckningar: *Kameran som hackas kan ändras från blått till silver och tillbaka på fotona. Oroa dig inte, internerna på båda kamerorna är desamma (jag arbetar med båda för tillfället för forskning.). Samma kamera säljs över hela landet i olika färger, under olika märkesnamn och till och med med lite olika fysiska höljen. *Om den här tekniken låter bekant kan det bero på att det vi gör med själva kameran mycket liknar den teknik som CatCam använde, ett projekt som gick viralt för två år sedan genom att sätta små, tidsfördröjda kameror på kragen av utomhuskatter och titta på vart de går. CatCams teknik använder en kamera som inte är lättillgänglig i USA, och skrevs innan Arduino verkligen tog fart - förhoppningsvis kommer denna revidering av tekniken att hjälpa DIY -samhället att återupptäcka och återanvända den i sina projekt. Jag upptäckte CatCam när detta projekt avslutades och båda teknikerna utvecklades oberoende - så min teknik varierar troligen från CatCam -tekniken; välj och välj teknik från de två. *Om du befinner dig utanför USA eller vill beställa direkt från CatCam är den hackbara kameran de säljer av högre kvalitet - 1 eller 2 megapixel - och kan spara foton direkt på ett SD -kort. Mycket trevligt för många projekt (men inte nödvändigt för alla.) Men om du vill ha en kamera idag, gå till någon Rite -Aid, CVS, etc och hämta kameran som visas här - en Digital Concepts -kamera, vanligtvis distribuerad av Sakar international. *Min forskning har faktiskt fått mig att styra denna kamera via ett fristående ATMega-chip. Om du är intresserad av att lära dig den tekniken av någon anledning, låt mig veta - om det finns tillräckligt med intresse så piskar jag upp en annan instruerbar. (Jag tänkte att det skulle vara mer efterfrågan på att göra det via Arduino.) UPPDATERING: På begäran har jag lagt till kretsschemat för att koppla det fristående ATMega-chipet till chipet som det sista fotot nedan. Det kommer inte att vara till hjälp för många av er, och jag ber om ursäkt för det - jag hoppas kunna ge detta steg sin noggrannhet - men för dem som är beslutsamma är det bättre än ingenting (jag hoppas). *Denna teknik dokumenteras som en del av min forskning vid Carnegie Mellon Universitys Master of Tangible Interaction Design -program i Pittsburgh, PA. Om du funderar på att gå tillbaka till skolan, njuta av att göra saker och är intresserad av skärningspunkten mellan teknik och design eller konst, skriv till oss!:) Hoppas du tyckte att detta var till hjälp - kommentarer om både teknik och applikation är välkomna! Skriv gärna till mig direkt eller kommentera om du har några frågor eller vill ha förtydliganden.

Steg 1: Montera förbrukningsmaterial och verktyg

Du behöver några verktyg och tillbehör innan du kan slå på marken på denna instruerbara. Låt oss köra igenom dem nu, ska vi?

Verktyg: *En liten skruvmejsel från Philips. (Ungefär lika stor som en du kan använda för att reparera glasögon eller i ett datorreparationssats.) *Praktiskt, men inte kritiskt om du har långa naglar - en liten plattskruvmejsel att använda som tång. *Wire cutter/wire strippers *Hjälpsam, men inte kritisk - multimeter. *Lödkolv och löd. (Nu, nu, oroa dig inte. Allt du behöver göra är att värma upp befintligt löd och sticka in några avskalade trådändar i de befintliga anslutningarna. Endast rudimentär kunskap om lödning behövs. Du kanske till och med kan komma undan med trådlim på vissa modeller, men lödning är säkrare.) Tillbehör: *En nyckelring digitalkamera från hyllan. Säljs ofta under varumärkena "Digital Concepts" eller "Shift". Säljs på CVS, Rite-Aid, Walgreens, några Walmarts och över hela Internet. *Praktiskt men inte kritiskt - några extra AAA -batterier. Kameran ska ha ett AAA -batteri. Men om du tänker använda ditt projekt mer än några gånger eller under lång tid behöver du reservdelar - kameran äter dem. *Några meter isolerad tråd. (Antingen isolerad, visad eller tunnmätad plastisolerad färg är bra-båda har sina fördelar och nackdelar; jag brukar använda färgisolerad eftersom jag ibland gör anpassade manliga sidhuvuden för mina anslutningar.) *Brödbräda eller annat protoboard. *Två långa bitar av vit tråd (för anslutning av transistorer till Arduino) *Två långa bitar av svart tråd (för anslutning av mark från Arduino till brödbräda) *Två långa röda bitar (för anslutning av hög effekt från Arduino till brödbräda) *Hjälpsam, men inte kritiskt - en lysdiod (för felsökning). *Två transistorer (jag använder NPN 2N3904 transistorer.) *En Arduino med USB -kabel.

Steg 2: Knäck upp och demontera nyckelringskameran

Första sakerna först - du börjar detta hack genom att ta din skruvmejsel och nagel/tång till den här kameran och ta isär den. I bildanteckningarna nedan ser du en stegvis dissektion av kameran - jag ska påpeka var varje skruv sitter i bildanteckningarna. Fortsätt till steg 3 när din kamera är isär och ser ut som den sista bilden (om än med fler bitar).

Steg 3: Hacka kameran del I (lödning i switcharna)

Detta är den svåraste delen av hacket - men det är inte * så * svårt, jag lovar. Så ta ett djupt andetag och låt oss lödas!

För detta hack kommer vi att lämna kamerans kretskort helt intakt. Allt vi kommer att göra är att löda våra egna anslutningar till kretskortet på vardera sidan av tryckknapparna som används för att styra kameran. Detta gör att vi kan använda vår Arduino för att digitalt "trycka ner" på varje knapp när vi vill (via externa transistorer som fungerar som switchar). När du hanterar kretskortet, försök att hantera det vid kanterna när det är möjligt. Kretskortet är ganska robust, men i slutet av dagen är det fortfarande exponerad elektronik, och det är värt att inte röra det direkt mer än nödvändigt. Klipp och ta bort ändarna av fyra bitar av tråd, var och en minst en fot lång. (Bättre längre än kortare i det här fallet; det här är inte något du vill göra om för ofta.) Titta sedan på de två par lödfogarna som visas på bilden nedan, ett par runt var och en av de två tryckknapparna. Med hjälp av kontinuitets-/kortslutningsfunktionen på din multimeter kan du bekräfta att du har hittat de rätta lederna att löda i genom att hålla ändarna i båda omkopplingslederna och trycka på knappen manuellt för att se om det skapar kort mellan lederna. Om det gör det (motståndet mellan de två sjunker från oändlighet till nära noll) har du hittat de två rätta. Om du inte har en multimeter kan du bara ta ett djupt andetag och lita på bilden. När du är säker på att du har hittat de rätta lederna, smält lödet med vart och ett av dessa fyra skarvar med hjälp av ditt lödkolv och fäst en ände av en av de fyra trådbitarna i var och en av de fyra skarvarna. Om du har en hjälpande hand vid din lödkonfiguration, använd den för att hålla kretsen stadig (placera en liten, vikt vikt tidningsbit mellan klämmorna för att skydda kretskortet.)

Steg 4: Hacka kameran del II (Löd en jordanslutning)

Du har precis slutfört den svåraste delen av detta hack - grattis! Som sagt, du har en till (lättare) lödfog att göra. Den här behöver du färskt löd för.

OBS: Ignorera att kretskortet i den här bilden är inuti plasthöljet. Gör inte som det ser ut som jag gör här - löd den här anslutningen INNAN du sätter tillbaka kretsen i fodralet för att undvika att plasthöljet av misstag smälter. (Jag var helt enkelt slarvig på att fotografera det här steget och ska försöka fixa det senare.) Ta en femte tråd och klipp den till minst en fot lång med kanter avskalade. Helst bör denna tråd vara färgad svart, eller åtminstone annorlunda än de fyra första. Nu, löd ena änden av den på utsidan av jordänden på batterihållaren, som visas. Du måste lägga till ditt eget löd till denna anslutning och löd direkt på metallen här. Jag har tyckt att det här är mycket enklare än att försöka lägga till din tråd i det befintliga lödet som håller batterihållaren vid kretskortet. (Jag ska påpeka rätt och fel sätt i bilderna.) Varför gör vi det här? Tja, för att en Arduino-styrd transistor ska kunna styra omkopplarna på nyckelringskameran måste Arduino-kretsen och nyckelringskamerakretsen dela en gemensam elektrisk jord. Denna kabel låter dig helt enkelt fysiskt ansluta kamerans mark till Arduino -marken senare, via en gemensam rad på brödbrädet.

Steg 5: Anslut kameran till din Arduino

Nu är det dags att börja ansluta din kamera till din Arduino.

Ladda först in en kod som styr kameran till Arduino. Nedan har vi laddat upp/bifogat några exempel på Arduino-kod som vi har använt här för att ta time-lapse-fotografering. Koden startar kameran, tar en bild och fördröjer sedan en hel minut (under vilken tid kameran stängs av automatiskt) innan den slås på igen och tar en annan bild - upprepar detta för tjugo fotografier (kapaciteten på min första hackad kamera.) Låt oss nu ansluta din Arduino till din kamera. Först en liten förklaring: för att styra kameran helt, tar vår kod två digitala utgångsstiften och mappar en till strömbrytaren och en till slutarknappen. När koden vill slå på eller stänga av kameran eller byta läge håller den kortvarigt kameran på utgångsstiften hög - och när koden vill ta bilder håller den kamerans slutartapp högt. Denna åtgärd översätts till själva tryckningen av knappen genom att slå på och stänga av en transistor, som i sin tur är ansluten via våra kamerakablar till omkopplarna på den riktiga kameran. Grunderna för kameran och Arduino är länkade för att ge Arduino och externa kamerakretsar en gemensam grund, så att transistorerna kan fungera korrekt. Ta två ledningar för att ansluta dessa två utgångsstiften (kamera på och kameralucka) till olika linjer på brödbrädet. Anslut sedan basstiften på en transistor till var och en av de två uttagstapparna. Slutligen, anslut dina två ledningar för varje motsvarande switch från din faktiska kamera till de andra två (kollektor- och emitterstift) på transistorn. Du kan behöva experimentera med vilken tråd som går till kollektorn och vilken som går till sändaren i varje par; vilket beror på den interna ledningen till den specifika kameran du hackar. Slutligen, ** och det här är viktigt **, ta din jordkabel från kameran och anslut den till jordstiftet på Arduino. Detta är nödvändigt för att dina transistorer ska fungera och därmed för att din kamera ska svara på din arduino!

Steg 6: Ta bilder

Anslut ett AAA -batteri till din kamera. Det ska pipa och slå på. Vänta 30 sekunder tills kameran stängs av. (Koden som jag har inkluderat förutsätter att kameran redan är avstängd när den körs och slår på kameran för dig.) Placera nu kameran och Arduino för önskad betraktningsvinkel och slå på din Arduino. Voila! Du kanske frågar - den här kameran är lite otymplig, med en Arduino och brödbräda och allt. Kan vi inte göra det här lite mer kompakt för att ta bilder från i stort sett var som helst vi vill? Den goda nyheten är att det kan! Detta var utformat för användning som en fristående krets, med hjälp av Atmega som drogs av en Arduino, på ett enda kamera/kretsobjekt som kan placeras var som helst. Jag har också inkluderat en bild av den installationen nedan - och om folk är intresserade av det, kommer jag att arbeta med en annan instruerbar eller åtminstone lägga till Eagle -filerna på den här sidan för andra att arbeta från. Bara låt mig veta! Hoppas du tyckte att det var till hjälp - kommentarer om både teknik och applikationer är välkomna! Skriv gärna till mig direkt eller kommentera om du har några frågor eller vill ha förtydliganden.