Een digitale camera met sleutelhanger hacken voor Arduino-besturing - Ajarnpa

2024 Auteur: John Day | [email protected]. Laatst gewijzigd: 2024-01-30 11:20

Fotografie-opties voor de Arduino zijn er maar weinig tussen. Webcams zijn niet praktisch voor toepassingen zoals vliegerfotografie of openbare fotografie, tenzij u een USB-kabel van 200 voet wilt kopen. En de huidige technieken voor stand-alone Arduino-fotografie proberen meestal onbewerkte beeldgegevens vast te leggen van CMOS-camera's die van mobiele telefoons zijn gehaald … en geloof me, tenzij je die foto's in realtime digitaal moet uploaden of wijzigen, wil je niet gaan langs die weg. Waarom is er geen normale, goedkope, doorsnee digitale camera die bestuurbaar is door Arduino?

Blijkt dat er minstens één is - en die verkopen ze bij je plaatselijke drogisterij (CVS/Rite-Aid/Walgreens/etc.) Het zijn die sjieke kleine sleutelhangercamera's die ze verkopen voor $10-15 per stuk. De fotografie erop is niet half slecht met een resolutie van ongeveer 300 bij 200, ze kunnen tussen de 20 en 240 foto's opslaan (afhankelijk van de foto die je vindt), en het blijkt dat de kleine jongens gemaakt zijn om gehackt te worden. Je kunt dezelfde hack ook uitvoeren met een goedkope camera van 1 of 2 megapixels die indien nodig SD-kaarten kan gebruiken (zie hieronder), maar we zullen het proces doorlopen dat wordt gebruikt op de meer algemeen gevonden 300 bij 200 camera's. Deze Instructable leidt je door het proces van het demonteren, wijzigen en opnieuw in elkaar zetten van een kant-en-klare sleutelhangercamera. Vervolgens leidt het u door de bedrading van een eenvoudige set transistorschakelcircuits die door Arduino kunnen worden gebruikt om de camera aan en uit te zetten en foto's te maken wanneer uw programma dat wenst. Het heeft ook voorbeeldcode en veel mooie foto's. Voordat we beginnen, een paar opmerkingen: *De camera die wordt gehackt, kan op de foto's veranderen van blauw naar zilver en weer terug. Maak je geen zorgen, de binnenkant van beide camera's is hetzelfde (ik werk momenteel met beide voor onderzoek). Deze zelfde camera wordt door het hele land verkocht in verschillende kleuren, onder verschillende merknamen en zelfs met iets andere fysieke behuizingen. *Als deze techniek bekend voorkomt, komt dat misschien omdat wat we met de camera zelf doen erg lijkt op de techniek die wordt gebruikt door de CatCam, een project dat twee jaar geleden viraal ging door kleine time-lapse-camera's op de halsbanden te plaatsen van buitenkatten en kijken waar ze gaan. De techniek van de CatCam maakt gebruik van een camera die niet gemakkelijk verkrijgbaar is in de Verenigde Staten, en werd geschreven voordat Arduino echt van de grond kwam - hopelijk zal deze heroverweging van de techniek de doe-het-zelfgemeenschap helpen deze te herontdekken en opnieuw te gebruiken in hun projecten. Ik ontdekte de CatCam toen dit project afliep en beide technieken werden onafhankelijk van elkaar ontwikkeld - dus mijn techniek verschilt waarschijnlijk van de CatCam-techniek; voel je vrij om technieken uit de twee te kiezen. *Als u zich buiten de VS bevindt of rechtstreeks bij CatCam wilt bestellen, is de hackbare camera die ze verkopen van een hogere kwaliteit - 1 of 2 Megapixel - en kunnen foto's rechtstreeks op een SD-kaart worden opgeslagen. Erg leuk voor veel projecten (maar niet voor allemaal nodig). Maar als je vandaag een camera wilt, ga dan naar een Rite-Aid, CVS, enz. en pak de camera die hier wordt getoond - een Digital Concepts-camera, meestal gedistribueerd door Sakar International. *Mijn onderzoek heeft ervoor gezorgd dat ik deze camera kan besturen via een stand-alone ATMega-chip. Als je om de een of andere reden geïnteresseerd bent om die techniek te leren, laat het me dan weten - als er genoeg interesse is, zal ik een andere Instructable maken. (Ik dacht dat er meer vraag zou zijn om het via Arduino te doen.) UPDATE: Op verzoek heb ik het schakelschema toegevoegd om de stand-alone ATMega-chip op de chip aan te sluiten, zoals de laatste foto hieronder. Het zal voor velen van jullie niet helpen, en daarvoor bied ik mijn excuses aan - ik hoop deze stap de nodige zorgvuldigheid te geven - maar voor degenen die vastbesloten zijn, is het beter dan niets (hoop ik). *Deze techniek wordt gedocumenteerd als onderdeel van mijn onderzoek aan het Master of Tangible Interaction Design-programma van de Carnegie Mellon University in Pittsburgh, PA. Als je overweegt terug naar school te gaan, het leuk vindt om dingen te maken en geïnteresseerd bent in het snijvlak van technologie en design of kunst, neem dan contact met ons op!:) Ik hoop dat je dit nuttig vond - opmerkingen over zowel technologie als applicatie zijn welkom! Voel je vrij om me rechtstreeks te schrijven of commentaar te geven als je vragen hebt of opheldering wilt.

Stap 1: Monteer benodigdheden en gereedschappen

Je hebt een paar gereedschappen en benodigdheden nodig voordat je de grond kunt raken op deze Instructable. Laten we ze nu doornemen, oké?

Gereedschap: *Een kleine kruiskopschroevendraaier. (Ongeveer zo groot als een die je zou kunnen gebruiken om een bril te repareren, of in een computerreparatieset.) *Nuttig, maar niet essentieel als je lange vingernagels hebt - een kleine platte schroevendraaier om als tang te gebruiken. *Draadknipper/draadstripper *Nuttig, maar niet kritisch - multimeter. * Soldeerbout en soldeer. (Nu, maak je geen zorgen. Het enige wat je hoeft te doen is wat bestaand soldeer op te warmen en een paar gestripte draadeinden in de bestaande verbindingen te steken. Alleen rudimentaire kennis van solderen is nodig. Misschien kun je zelfs wegkomen met draadlijm op sommige modellen, maar solderen is veiliger.) Benodigdheden: *Een kant-en-klare digitale camera met sleutelhanger. Vaak verkocht onder de merknamen "Digital Concepts" of "Shift". Verkocht bij CVS, Rite-Aid, Walgreens, sommige Walmarts en overal op internet. *Nuttig maar niet kritisch - een paar reserve AAA-batterijen. De camera moet worden geleverd met één AAA-batterij. Maar als u van plan bent uw project meer dan een paar keer of gedurende lange tijd te gebruiken, heeft u reserveonderdelen nodig - de camera eet ze op. * Een paar meter geïsoleerde draad. (Ofwel normaal-gauge plastic geïsoleerd, getoond, of dunne-gauge verf geïsoleerd is prima - beide hebben hun voor- en nadelen; ik heb de neiging om geïsoleerde verf te gebruiken omdat ik soms op maat gemaakte mannelijke headers maak voor mijn verbindingen.) *Breadboard of ander protoboard. *Twee lange stukken witte draad (voor het aansluiten van transistors op Arduino) *Twee lange stukken zwarte draad (voor het aansluiten van aarde van Arduino op breadboard) *Twee lange stukken rode draad (voor het aansluiten van hoog vermogen van Arduino op breadboard) *Nuttig, maar niet kritisch - een LED (voor het opsporen van fouten). *Twee transistors (ik gebruik NPN 2N3904 transistors.) *Een Arduino met USB-kabel.

Stap 2: Open en demonteer de sleutelhangercamera

De eerste dingen eerst - je begint deze hack door je schroevendraaier en vingernagel / tang naar deze camera te brengen en uit elkaar te halen. In de onderstaande afbeeldingsnotities ziet u een stapsgewijze dissectie van de camera - ik zal u erop wijzen waar elke schroef zich in de afbeeldingsnotities bevindt. Wanneer uw camera is gedemonteerd en enigszins lijkt op de laatste foto (zij het met meer stukken), gaat u verder met stap 3.

Stap 3: Hack de camera Part I (soldeer in de schakelaars)

Dit is het moeilijkste deel van de hack - maar het is niet *dat* moeilijk, ik zweer het. Dus haal diep adem en laten we gaan solderen!

Voor deze hack laten we de printplaat van de camera volledig intact. Het enige wat we zullen doen is onze eigen verbindingen solderen in de printplaat aan weerszijden van de drukknopschakelaars die worden gebruikt om de camera te bedienen. Hierdoor kunnen we onze Arduino gebruiken om elke knop digitaal "in te drukken" wanneer we maar willen (via externe transistors die als schakelaars fungeren). Probeer bij het hanteren van de printplaat deze indien mogelijk bij de randen vast te pakken. De printplaat is redelijk stevig, maar uiteindelijk is het nog steeds blootgestelde elektronica, en het is de moeite waard om het niet meer dan nodig direct aan te raken. Knip en strip de uiteinden van vier stukken draad, elk minstens een voet lang. (In dit geval beter langer dan korter; dit is niet iets dat u te vaak opnieuw wilt doen.) Kijk dan naar de twee paar soldeerverbindingen die in de onderstaande afbeelding worden aangegeven, één paar rond elk van de twee drukknopschakelaars. Met behulp van de continuïteits-/kortsluitingsfunctie op uw multimeter kunt u bevestigen dat u de juiste paren verbindingen hebt gevonden om in te solderen door de uiteinden van beide schakelverbindingen vast te houden en handmatig op de knop te drukken om te zien of dat een kortsluiting tussen de verbindingen veroorzaakt. Als dat zo is (de weerstand tussen de twee daalt van oneindig tot bijna nul), heb je de juiste twee gevonden. Als je geen multimeter hebt, kun je gewoon diep ademhalen en op de foto vertrouwen. Als je zeker weet dat je de juiste verbindingen hebt gevonden, smelt je met je soldeerbout het soldeer bij elk van deze vier verbindingen en bevestig je een uiteinde van een van de vier draadstukken in elk van de vier verbindingen. Als je een helpende hand hebt bij je soldeeropstelling, gebruik deze dan in ieder geval om je circuit stabiel te houden (plaats een klein, opgevouwen stukje krant tussen de klemmen om de printplaat te beschermen.)

Stap 4: Hack de camera deel II (soldeer een aardverbinding)

Je hebt zojuist het moeilijkste deel van deze hack voltooid - gefeliciteerd! Dat gezegd hebbende, je hebt nog een (gemakkelijkere) soldeerverbinding om te maken. Voor deze heb je vers soldeer nodig.

OPMERKING: negeer dat op deze afbeelding de printplaat zich in de plastic behuizing aan de voorkant bevindt. Doe niet wat het lijkt alsof ik hier doe - soldeer deze verbinding VOORDAT u het circuit terug in de behuizing plaatst, om te voorkomen dat de plastic behuizing per ongeluk smelt. (Ik was gewoon slordig bij het fotograferen van deze stap en zal proberen het later te repareren.) Neem een vijfde stuk draad en knip het af tot een lengte van minstens 30 cm met de randen gestript. Idealiter zou dit stuk draad zwart gekleurd moeten zijn, of in ieder geval anders dan de eerste vier. Soldeer nu het ene uiteinde ervan aan de buitenkant van het geaarde uiteinde van de batterijhouder, zoals weergegeven. U moet uw eigen soldeer aan deze verbinding toevoegen en hier rechtstreeks op het metaal solderen. Ik heb gemerkt dat dit veel gemakkelijker is dan proberen om je draad toe te voegen aan het bestaande soldeersel dat de batterijhouder aan de printplaat houdt. (Ik zal de juiste en verkeerde manieren op de foto's aanwijzen.) Waarom doen we dit? Welnu, om een Arduino-gestuurde transistor de schakelaars op de sleutelhangercamera te laten bedienen, moeten het Arduino-circuit en het sleutelhangercameracircuit een gemeenschappelijke elektrische aarde delen. Met deze draad kun je de aarde van de camera later fysiek verbinden met de aarde van de Arduino, via een gemeenschappelijke rij op het breadboard.

Stap 5: Sluit de camera aan op uw Arduino

Nu is het tijd om je camera aan te sluiten op je Arduino.

Laad eerst wat code die de camera naar de Arduino stuurt. Hieronder hebben we enkele voorbeelden van Arduino-code geüpload / bijgevoegd die we hier hebben gebruikt om time-lapse-fotografie te maken. De code zet de camera aan, maakt een foto en vertraagt vervolgens een volledige minuut (gedurende die tijd dat de camera automatisch uitschakelt) voordat hij weer wordt ingeschakeld en een nieuwe foto wordt gemaakt - dit herhaalt zich voor twintig foto's (de capaciteit van mijn eerste gehackte camera.) Laten we nu uw Arduino op uw camera aansluiten. Eerst een beetje uitleg: om de camera volledig te bedienen, heeft onze code twee digitale uitgangspinnen nodig en wijst er een toe aan de aan-schakelaar en een andere aan de sluiterschakelaar. Wanneer de code de camera aan of uit wil zetten of van modus wil wisselen, houdt hij de camera kort op de uitgangspen hoog - en wanneer de code foto's wil maken, houdt hij de uitgangspen van de sluiter van de camera hoog. Deze actie wordt vertaald naar het daadwerkelijk indrukken van de knop door een transistor aan en uit te zetten, die op zijn beurt via onze cameradraden is verbonden met de schakelaars op de echte camera. De gronden van de camera en de Arduino zijn gekoppeld om de Arduino en externe cameracircuits een gemeenschappelijke basis te geven, waardoor de transistors goed kunnen werken. Neem twee draden om deze twee uitgangspinnen (camera aan en camerasluiter) aan te sluiten op verschillende lijnen op het breadboard. Verbind vervolgens de basispin van een transistor met elk van de twee uitgangspinnen. Sluit ten slotte uw twee draden voor elke corresponderende schakelaar van uw eigenlijke camera aan op de andere twee (collector- en emitterpinnen) van de transistor. Mogelijk moet u experimenteren met welke draad in elk paar naar de collector gaat en welke naar de emitter; wat afhankelijk is van de interne bedrading van de specifieke camera die je hackt. Tot slot, **en dit is belangrijk**, neem je aardingsdraad van de camera en steek deze in de aardingspin op de Arduino. Dit is nodig om je transistors te laten werken en dus om je camera te laten reageren op je arduino!

Stap 6: Maak foto's

Sluit een AAA-batterij aan op uw camera. Het moet piepen en aan gaan. Wacht 30 seconden totdat de camera is uitgeschakeld. (De code die ik heb toegevoegd, gaat ervan uit dat de camera al is uitgeschakeld wanneer deze wordt uitgevoerd, en zal uw camera voor u inschakelen.) Plaats nu uw camera en Arduino voor de gewenste kijkhoek en zet uw Arduino aan. Voila! Misschien vraag je je af - deze camera is een beetje onpraktisch, met een Arduino en breadboard en zo. Kunnen we dit niet wat compacter maken, zodat we vrijwel overal foto's kunnen maken? Het goede nieuws is: het kan! Dit is ontworpen voor gebruik als een stand-alone circuit, met behulp van de Atmega die van een Arduino is getrokken, op een enkele camera / circuitobject dat overal kan worden geplaatst. Ik heb hieronder ook een afbeelding van die opstelling toegevoegd - en als mensen erdoor geïntrigeerd zijn, zal ik aan een andere Instructable werken of op zijn minst de Eagle-bestanden aan deze pagina toevoegen zodat anderen kunnen werken. Laat het me weten! Ik hoop dat je dit nuttig vond - opmerkingen over zowel technologie als applicatie zijn welkom! Voel je vrij om me rechtstreeks te schrijven of commentaar te geven als je vragen hebt of opheldering wilt.