Hacking et nøkkelring digitalkamera for Arduino Control: 6 trinn

2024 Forfatter: John Day | [email protected]. Sist endret: 2024-01-30 11:26

Fotomuligheter for Arduino er få og langt mellom. Nettkameraer er ikke praktiske for applikasjoner som dragefotografering eller offentlig fotografering, med mindre du har lyst til å kjøpe en 200 fot USB -kabel. Og nåværende teknikker for frittstående Arduino-fotografering prøver vanligvis å fange rå bildedata fra CMOS-kameraer dukket opp av mobiltelefoner … og tro meg, med mindre du trenger å laste opp eller endre bildene digitalt i sanntid, vil du ikke gå nedover den veien. Hvorfor er det ikke et normalt, billig, digitalt kamera som kan kontrolleres av Arduino?

Det viser seg at det er minst ett-og de selger det på ditt lokale apotek (CVS/Rite-Aid/Walgreens/etc.) Det er de små, nøkkelringskameraene de selger for $ 10-15 per pop. Fotografiet på dem er ikke halvt dårlig med en oppløsning på omtrent 300 x 200, de kan lagre mellom 20 og 240 bilder (avhengig av det du finner), og det viser seg at de små gutta nettopp ble laget for å bli hacket. Du kan også gjøre det samme hacket med et billig 1 eller 2 megapiksel kamera som tar SD -kort om nødvendig (se nedenfor), men vi går gjennom prosessen som ble brukt på de mer vanlig 300 x 200 kameraene. Denne instruksen vil lede deg gjennom prosessen med å demontere, endre og montere et nøkkelringkamera fra hyllen. Det vil deretter lede deg gjennom kabling av et enkelt sett med transistorbryterkretser som kan brukes av Arduino for å slå kameraet av og på og ta bilder når programmet måtte ønske det. Det vil også ha prøvekode og mange flotte bilder. Før vi begynner, noen få notater: *Kameraet som blir hacket kan skifte fra blått til sølv og tilbake på bildene. Ikke bekymre deg, internene på begge kameraene er de samme (jeg jobber med begge for tiden for forskning.). Det samme kameraet selges over hele landet i forskjellige farger, under forskjellige merkenavn og til og med med litt forskjellige fysiske foringsrør. *Hvis denne teknikken høres kjent ut, kan det være fordi det vi gjør med selve kameraet er veldig likt teknikken som ble brukt av CatCam, et prosjekt som ble viralt for to år siden ved å sette små, time-lapse-kameraer på halsbåndene av utekatter og se hvor de går. CatCams teknikk bruker et kamera som ikke er lett tilgjengelig i USA, og ble skrevet før Arduino virkelig tok av - forhåpentligvis vil denne revisjonen av teknikken hjelpe DIY -samfunnet til å gjenoppdage og gjenbruke det i prosjektene sine. Jeg oppdaget CatCam da dette prosjektet ble avsluttet, og begge teknikkene ble utviklet uavhengig - så teknikken min varierer sannsynligvis fra CatCam -teknikken; velg og velg teknikker fra de to. *Hvis du er utenfor USA eller er villig til å bestille direkte fra CatCam, er det hackbare kameraet de selger av høyere kvalitet - 1 eller 2 megapiksler - og kan lagre bilder direkte på et SD -kort. Veldig fint for mange prosjekter (men ikke nødvendig for alle.) Men hvis du vil ha et kamera i dag, kan du gå til Rite -Aid, CVS osv. Og hente kameraet som vises her - et Digital Concepts -kamera, vanligvis distribuert av Sakar international. *Forskningen min har faktisk fått meg til å kontrollere dette kameraet via en frittstående ATMega-brikke. Hvis du er interessert i å lære den teknikken av en eller annen grunn, gi meg beskjed - hvis det er nok interesse, pisker jeg opp en annen instruerbar. (Jeg tenkte at det ville være mer etterspørsel etter å gjøre det via Arduino.) OPPDATERING: Etter forespørsel har jeg lagt til kretsdiagrammet for å koble den frittstående ATMega-brikken til brikken som det siste fotografiet nedenfor. Det vil ikke være nyttig for mange av dere, og jeg beklager det - jeg håper å gi dette trinnet sin due diligence - men for de som er bestemt, er det bedre enn ingenting (håper jeg). *Denne teknikken blir dokumentert som en del av min forskning ved Carnegie Mellon Universitys Master of Tangible Interaction Design -program, i Pittsburgh, PA. Hvis du vurderer å gå tilbake til skolen, liker å lage ting og er interessert i skjæringspunktet mellom teknologi og design eller kunst, send oss en linje!:) Håper du synes dette var nyttig - kommentarer om både teknologi og applikasjon er velkomne! Skriv gjerne til meg direkte eller kommenter hvis du har spørsmål eller ønsker avklaringer.

Trinn 1: Monter rekvisita og verktøy

Du trenger noen få verktøy og rekvisita før du kan treffe bakken på denne instruksjonsboken. La oss løpe gjennom dem nå, skal vi?

Verktøy: *En liten skrutrekker fra Philips. (Omtrent på størrelse med en du kan bruke til å reparere briller eller i et datamaskinreparasjonssett.) *Nyttig, men ikke kritisk hvis du har lange negler - en liten flatskrutrekker som du kan bruke som tang. *Wire cutter/wire strippers *Nyttig, men ikke kritisk - multimeter. *Loddejern og loddetinn. (Nå, nå, ikke bekymre deg. Alt du trenger å gjøre er å varme opp noen eksisterende loddetinn og stikke noen få avisolerte trådender inn i de eksisterende forbindelsene. Bare grunnleggende kunnskap om lodding er nødvendig. Du kan til og med komme deg unna med trådlim på noen modeller, men lodding er tryggere.) Rekvisita: *Et nøkkelring digitalkamera uten hylle. Ofte solgt under merkenavn "Digital Concepts" eller "Shift." Selges på CVS, Rite-Aid, Walgreens, noen Walmarts og over hele Internett. *Nyttig, men ikke kritisk - noen få ekstra AAA -batterier. Kameraet skal ha ett AAA -batteri. Men hvis du har tenkt å bruke prosjektet ditt mer enn noen få ganger eller over lange perioder, trenger du reservedeler - kameraet spiser dem. *Noen få meter isolert ledning. (Enten vanlig plastisk isolert, vist eller tynnmåling isolert er fint-begge har sine fordeler og ulemper; jeg pleier å bruke maling isolert fordi jeg noen ganger lager egendefinerte mannlige overskrifter for mine tilkoblinger.) *Brødbrett eller annet protoboard. *To langstrakte hvite ledninger (for tilkobling av transistorer til Arduino) *To langstrakte biter av svart ledning (for tilkobling av bakken fra Arduino til brødbrett) *To langstrakte røde ledninger (for tilkobling av høy effekt fra Arduino til brødbrett) *Nyttig, men ikke kritisk - en LED (for feilsøkingsutgang). *To transistorer (jeg bruker NPN 2N3904 transistorer.) *En Arduino med USB -kabel.

Trinn 2: Sprekk opp og demonter nøkkelringskameraet

Første ting først - du starter denne hacken ved å ta skrutrekkeren og neglen/tangen til dette kameraet og ta det fra hverandre. I bildene notater nedenfor ser du en trinnvis disseksjon av kameraet - jeg vil påpeke hvor hver skrue er plassert i bildene. Når kameraet er demontert og ser litt ut som det siste bildet (om enn med flere brikker), fortsetter du til trinn 3.

Trinn 3: Hack kameraet del I (loddetinn i bryterne)

Dette er den vanskeligste delen av hackingen - men det er ikke * så * vanskelig, jeg sverger. Så ta et dypt pust og la oss lodde!

For denne hacken vil vi forlate kameraets kretskort helt intakt. Alt vi skal gjøre er å lodde våre egne tilkoblinger til kretskortet på hver side av trykknappbryterne som brukes til å betjene kameraet. Dette lar oss bruke Arduino til å digitalt "trykke ned" på hver knapp når vi ønsker det (via eksterne transistorer som fungerer som brytere). Når du håndterer kretskortet, prøv å håndtere det i kantene når det er mulig. Kretskortet er ganske solid, men på slutten av dagen er det fortsatt eksponert elektronikk, og det er verdt å ikke berøre det direkte mer enn nødvendig. Klipp og stripe endene av fire trådstykker, hver minst en fot lang. (Bedre lengre enn kortere i dette tilfellet; dette er ikke noe du vil gjøre om for ofte.) Så, se på de to parene med loddeskjøter som er påpekt på bildet nedenfor, ett par rundt hver av de to trykknappbryterne. Ved å bruke kontinuitets-/kortslutningsfunksjonen på multimeteret ditt, kan du bekrefte at du har funnet de riktige parene ledd å lodde inn ved å holde endene til begge bryterleddene og trykke på knappen manuelt for å se om det skaper en kort mellom leddene. Hvis den gjør det (motstanden mellom de to synker fra uendelig til nær null) har du funnet de to riktige. Hvis du ikke har et multimeter, kan du bare trekke pusten dypt og stole på bildet. Når du er sikker på at du har funnet de riktige leddene, ved hjelp av loddejernet, smelter du loddetinnet ved hver av disse fire leddene og fester enden av en av de fire trådstykkene til hver av de fire leddene. Hvis du har en hjelpende hånd på loddeoppsettet ditt, må du for all del bruke det til å holde kretsen din stabil (plasser et lite, brettet stykke avis mellom klemmene for å beskytte kretskortet.)

Trinn 4: Hack kameraet del II (lodde en jordforbindelse)

Du har nettopp fullført den vanskeligste delen av denne hacken - gratulerer! Når det er sagt, har du enda en (lettere) loddetinn å lage. Denne trenger du litt frisk loddetinn til.

MERK: Ignorer at på dette bildet er kretskortet inne i plastikkhuset. Ikke gjør som det ser ut som om jeg gjør her - lodd denne tilkoblingen FØR du setter kretsen tilbake i esken, for å unngå at plastkassen smelter ved et uhell. (Jeg var rett og slett slurvig med å fotografere dette trinnet, og skal prøve å fikse det senere.) Ta et femte stykke ledning, og kutt det til minst en fot i lengden med kantene strippet. Ideelt sett bør denne ledningen være farget svart, eller i det minste annerledes enn de fire første. Nå loddes den ene enden av den til utsiden av bakken på batteriholderen, som vist. Du må legge til ditt eget loddetinn til denne forbindelsen og lodde direkte på metallet her. Jeg har funnet ut at dette er mye enklere enn å prøve å legge ledningen til det eksisterende loddetinnet som holder batteriholderen til kretskortet. (Jeg vil påpeke de riktige og gale måtene på bildene.) Hvorfor gjør vi dette? Vel, for at en Arduino-kontrollert transistor skal kunne kontrollere bryterne på nøkkelringskameraet, må Arduino-kretsen og nøkkelringkameraet krets dele en felles elektrisk jord. Denne ledningen lar deg enkelt koble kameraets bakke til Arduino bakken senere, via en felles rad på brødbrettet.

Trinn 5: Fest kameraet til din Arduino

Nå er det på tide å begynne å koble kameraet til Arduino.

Først laster du inn noen kode som skal kontrollere kameraet til Arduino. Nedenfor har vi lastet opp/vedlagt noen eksempler på Arduino-kode som vi har brukt her for å ta time-lapse-fotografering. Koden vil slå på kameraet, ta et bilde og deretter forsinke i et helt minutt (i løpet av denne tiden slås kameraet av automatisk) før det slås på igjen og tar et nytt bilde - gjentar dette for tjue fotografier (kapasiteten på min første hacket kamera.) La oss nå koble din Arduino til kameraet. Først litt forklaring: for å kontrollere kameraet fullt ut, tar koden vår to digitale utgangspinner og kobler en til på -bryteren, og en til lukkerbryteren. Når koden vil slå kameraet på eller av eller bytte modus, holder den kortvarig kameraet på utgangspinnen høyt - og når koden ønsker å ta bilder, holder den kamerautløserpinnen høy. Denne handlingen blir oversatt til det faktiske trykk på knappen ved å slå en transistor på og av, som igjen er koblet via kameratrådene til bryterne på det virkelige kameraet. Begrunnelsen for kameraet og Arduino er knyttet til å gi Arduino og eksterne kamerakretser en felles grunn, slik at transistorene fungerer som de skal. Ta to ledninger for å koble disse to utgangspinnene (kamera på og kameralukker) til forskjellige linjer på brødbrettet. Koble deretter basistappen til en transistor til hver av de to utpinnene. Til slutt kobler du de to ledningene for hver tilsvarende bryter fra det faktiske kameraet til de to andre (kollektor- og emitterpinnene) på transistoren. Du må kanskje eksperimentere med hvilken ledning som går til samleren og hvilken som går til emitteren i hvert par; som vil avhenge av de interne ledningene til det spesifikke kameraet du hacker. Til slutt, ** og dette er viktig **, ta jordledningen fra kameraet og koble den til jordpinnen på Arduino. Dette er nødvendig for at transistorene dine skal fungere, og dermed for at kameraet ditt skal reagere på arduinoen din!

Trinn 6: Ta bilder

Koble et AAA -batteri til kameraet. Den skal pippe og slå på. Vent 30 sekunder før kameraet slås av. (Koden jeg har tatt med antar at kameraet allerede er slått av når det kjøres, og vil slå på kameraet for deg.) Plasser nå kameraet og Arduino for ønsket synsvinkel og slå på Arduino. Voila! Kanskje du spør - dette kameraet er litt uhåndterlig, med en Arduino og brødbrett og alt. Kan vi ikke gjøre dette litt mer kompakt, for å ta bilder fra stort sett hvor som helst vi vil? Den gode nyheten er, det kan det! Dette ble designet for bruk som en frittstående krets, ved bruk av Atmega trukket av en Arduino, på et enkelt kamera/kretsobjekt som kan plasseres hvor som helst. Jeg har også tatt med et bilde av det oppsettet nedenfor - og hvis folk er fascinert av det, vil jeg jobbe med en annen Instructable eller i det minste legge til Eagle -filene på denne siden for andre å jobbe ut fra. Bare gi meg beskjed! Håper du synes dette var nyttig - kommentarer om både teknologi og applikasjon er velkomne! Skriv gjerne til meg direkte eller kommenter hvis du har spørsmål eller ønsker avklaringer.