Jeffrey Cross
Jeffrey Cross

ЯК - "Домашнє фотографування стробоскопом"

Домашнє фотографію строба Томом Андерсоном та Венделлом Андерсоном ...

ДЖУМПІН-ДЖЕКС ФЛЕШ

Ми побудували строб-спалах з одноразової камери Kodak, а потім розробили схему, яка запускає спалах, коли він виявляє звук або іншу вимірну подію. Строб-спалах застигне рух!

Ми використовуємо цифровий фотоапарат для довгої експозиції (дві секунди або більше) і знімаємо зображення в темній кімнаті.Коли повітряна кулька з'являється, запускається ланцюгова ланцюг, яка спрацьовує спалах, і камера захоплює неймовірну подію.

Чому б не сфотографувати повітряну кулю з цифровою камерою і вбудованим спалахом? По-перше, отримання правильного часу є важкою проблемою: експозиція камери, її спалах і сама подія повинні бути синхронізовані. Друга проблема полягає в тому, що спалахи запасу камери не роблять дуже хорошого стробінгу, оскільки він спалахує занадто довго, викликаючи розмиті високошвидкісні фотографії.

ЗВУКОВИЙ ТРИГЕР

Ми приймаємо довгі експозиції в затемненій кімнаті. Він не повинен бути чорним; Увечері ми використовуємо гараж з вогнями. Незважаючи на те, що затвор відкритий протягом від 2 до 15 секунд, спалах спрацьовує лише один раз, викликаний звуком. Спалах замерзає рух, і ми отримуємо зображення. При зйомці фотографій у темному приміщенні не має значення, скільки часу відкривається затвор. Важливо лише те, що спалах спрацьовує, коли затвор відкритий.

Ілюстрація Тіммі Куцінда

Вибух пляшок у швидкісному студії Брін Рассел

Приводний плодоношення Брін Рассел.

.22 куля зустрічає кольорові олівці, Хуонг Нгуєн, Ед Бистром і Чен-Чей Чуан

Кріс Пікьор зафіксував Ден Брауна, який уловлював самміт Лі, Mo.

Скло Кен Реппарта наполовину наповнене

Вибух феєрверку Тома і Венделла Андерсона

Дошка порушення Том і Венделл Андерсон.

(Не всі з цих фотографій можна робити за допомогою комплекту контролерів Flash).

Докладніше про фотографування стробоскопів у високошвидкісному басейні Flickr, flickr.com/groups/highspeed/pool.

Коротка історія високошвидкісної фотографії

У 1887 році Ернст Мах опублікував деякі з найбільш ранніх високошвидкісних зображень, використовуючи світло з іскрового проміжку, щоб заморозити кулю і розкрити тінь надзвукової ударної хвилі, що передує йому. Але професором Массачусетського технологічного інституту Гарольдом "Доктором" Еджертоном (1903-1990) в значній мірі приписують перетворення стробоскопів з неясного лабораторного інструменту в пішохідний пристрій у кожній камері. На додаток до наукової та інженерної чіткості для досконалої комерційної роботи, Еджертон однаково визнаний за його візуальну естетику. Багато вражаючих образів, які він створив, висвітлюють явища, які прикрашають музеї мистецтва в усьому світі. Його фотографії і строб-обладнання можна побачити в музеї MIT.

- Пітер Муї

Зауваження редактора: Пітер Муі мав доктора Едгертона як свого радника в MIT, а після закінчення навчання був науковим помічником у його лабораторії до 1990 року.

Налаштувати

Відвідайте makezine.com/04/strobe для списку джерел.

Фотографія Тома Андерсона і Венделла Андерсона

Матеріали

  • Одноразова камера *
  • Контролер Flash *
  • Батарея *
  • Флеш-кабель 2,5 мм моно-чоловічий *
  • Роз'єм телефону 2,5 мм *
  • Флеш-дріт 22 awg дроту, 8 "довго, один зелений, один червоний *
  • Мікрофон комп'ютера *
  • Повітряна куля
  • Дриль
  • Паяльник або паяльний пістолет
  • Припой
  • Цвях

* Ці елементи входять до комплекту контролерів Flash.

Автори цього проекту співпрацювали з MAKE для розробки обмеженої кількості наборів для продажу. Комплект контролерів Flash включає всі електронні компоненти, плату, корпус (коробку), одноразову камеру, мікрофон та інші компоненти, описані в цьому проекті. Флеш-контролер, що входить до комплекту, зібраний і випробуваний, хоча ви можете замовити розібрану версію, якщо ви бажаєте припаяти більше 60 компонентів. (Ви повинні, принаймні, мати паяльне обладнання і вольт-омметр і знати, як їх використовувати. Це не проект "навчитися паяти".) Комплект флеш-контролера коштує $ 99, і ви можете замовити його на makezine.com/ go / flashkit.

Зроби це

Як захопити високошвидкісний рух

Початок >>

Час: після полудня Складність: Низька

1. Розібрати одноразову камеру

Швидкість спалаху слабшого спалаху досить швидка, щоб зробити гарне світло строб. Таким чином, ми зробили один з найдешевшої одноразової камери, яку ми могли знайти (до $ 5). Ми розібрали одну камеру для одноразового використання, додали підключення для схеми контролера спалаху для спалаху спалаху, а потім знову поклали камеру.

УВАГА!

Перш ніж розірвати камеру для одноразового використання, потрібно знати, що в камері є великий електролітичний конденсатор. Цей конденсатор, який зберігає заряд для лампи спалаху, заряджається до 330В і може дати вам неприємний шок, якщо доторкнутися до провідників або друкованої плати, перш ніж він розрядиться. Розповімо, як безпечно розряджати конденсатор, тому не виключайте цей крок.

Дивитися цей відеокліп розрядки конденсатора: makezine.com/04/flash/caps.mov

Про камер одноразового використання

Навіть якщо ви не створюєте систему фотографій строб, вам може бути цікаво розірвати камеру для одноразового використання, що є дивовижною. Ці камери розроблені так, щоб їх можна було розділити і з'єднати разом, але не обов'язково з тими, хто їх купує. Всередині ви можете знайти частини, які показують знос і багаторазове повторне використання. Ми отримали кілька використаних камер безкоштовно, просто попросивши їх у місцевому магазині камери. (Kodak платить приблизно $ 0,15 кожен для повернення їх для переробки, так що не витрачайте свій час з проханням про безкоштовні на великому W. Дивіться kodak.com і шукати "одноразової переробки камери" для подробиць про програму переробки Kodak's .)

Звичайна причина для розбирання одноразової камери полягає в тому, щоб додати нову плівку і батарею, але ми хочемо використовувати камеру як звуковий пристрій. Фактичні фотографії будуть зроблені за допомогою цифрової (або плівкової) камери.

Розбирання камери, крок за кроком

Слідкуйте разом з фотографіями на наступній сторінці. По-перше, ми знімаємо наклейки та слизу з зовнішньої сторони камери 1. Є чотири бічних засувки (лівий, правий, верхній і нижній). Найлегше почати з лівого. Використовуючи маленьку плоску викрутку, обережно відкрийте засувку і трохи відділіть пластмасу назад від камери, яка утримує засувку відкритою 2. Хоча трохи тримаючи спереду і назад, вийміть верхню і нижню засувку. Нарешті, витягніть праву фіксатор і видаліть пластик назад 3. Намагайтеся не порушувати засувки. (Якщо це робиться, використовуйте клейку стрічку або гумові стрічки під час збирання.) Зніміть плівку та акумулятор 4.

Під час зйомки через задню панель камери слід підводити заряджені конденсаторні провідники поблизу нижнього центру. Використовуючи наконечник маленької, ізольованої, пластмасової викрутки, короткі два конденсатора ведуть разом 5. Ви, напевно, побачите спалах і почуєте гучний поп. Після того, як ви впевнені, що конденсатор розряджений, обережно вийміть засувку, яка утримує пластиковий фронт 6,7. За пластиковим фронтом розташований об'єктив і затвор. Обережно зніміть тримач об'єктива, як показано на малюнку 8. Під ним розташована шторка з підключеною до неї пружиною. Видаліть їх 9. У центрі має бути отвір, відкритий спереду назад 10.

2. Мод одноразової камери

Тепер ми готові виконати кілька операцій на одноразовій камері, щоб ми могли контролювати її дешевий маленький спалах.

2a. По-перше, ми змонтуємо наш тригерний роз'єм (який входить в комплект) на пластиковій панелі камери, а корпус роз'єму займе місце фільтруючого контейнера. Почніть з буріння in "отвору в пластиковій спині, як показано на малюнку.

2b. Проведіть червоні і зелені провідники через центральне отвір і припаяйте їх, як показано на малюнку, червоний дріт зверху і зелений на дні. Не встановлюйте повторно затвор і об'єктив.

2c. Зберіть. Приєднайте пластиковий фронтальний елемент до камери після повторної установки батареї. Встановлюючи батарею, будезаряджати конденсатор, будьте обережні! Тоді прикріпіть пластик назад на камеру, і спалах завершиться!

ПРИМІТКА. Зверніть увагу на полярність акумулятора. Якщо ви покладете його назад, вона постійно пошкоджує ланцюг, і вам доведеться почати знову з новою камерою.

Дизайн флеш-контролера

Контролер Flash у нашому комплекті реагує на сигнал, а потім запускає спалах. Потрібно було додати регульовану затримку між звуком і фотографією, щоб отримати найкраще зображення зупинки. Хороший спалах має бути здатним реагувати на гучні звуки (наприклад, поп-балон) або тихі звуки (наприклад, крапля води, що потрапляє в блюдо). Вона повинна бути здатна ініціювати як від світла, так і від звуку. Вона повинна бути здатна викликати спалах або стробоскоп. Це те, що ми розробили і побудували. Якщо ви зацікавлені в створенні власного контролера, див. Бічну панель на стор. 115, "Зробити проти покупки".

Наша схема Flash Controller складається з шести спрощених "системних блоків".

Поведінка кожного блоку запрограмована декількома компонентами (резисторами і конденсаторами), які знаходяться всередині блоку. Наша загальна система має два входи (звук або світло) і два виходи (T TL або спалах камери). Нижче наведено інструкції щодо використання та налаштування параметрів контролера Flash.

Як зробити затримку підзагальнення

Ви хочете, щоб ваша повітряна куля фотографувати, щоб мати невеликий отвір або великий? Невелика різниця у часі затримки значно змінює фотографію. Ви можете просто перемістити мікрофон далі від звуку, щоб додати затримку (приблизно 1/1000 секунди на фут), але це не спрацює для спрацьовування світла.

Для отримання найкращих високошвидкісних фотографій важливо налаштувати час між звуком та фотографією.

Блок датчиків

Цей підрозділ має два входи: звук і світло. Мікрофон перетворює звук у напругу, а фотодіод перетворює світло на напругу. Підключення мікрофона автоматично робить мікрофон активним і вимикає фотодіод. Коли мікрофон відключений, фотодіод автоматично активується. Вихід блоку датчиків - це напруга низького рівня (кілька тисячних вольт).

Блок підсилювача

Це робить напругу з блоку датчиків пропорційно більшим. Точна пропорція називається "коефіцієнт посилення", і він запрограмований Rf і Rs, за формулою Gain = 1 + Rf / Rs.

Оскільки коефіцієнт підсилення пропорційний, то Gain = Vout / Vin. Наведена тут схема є спрощеною версією блоку підсилювача, який використовується в нашому проекті. Розглянемо, що трапиться, якщо Rf буде змінюваним опором: зміна Rf буде змінювати коефіцієнт підсилення, що змінить посилення сигналу. Це один із способів регулювання гучності. Це також є причиною того, що наша схема може запускатися на гучних або м'яких шумах, залежно від налаштування коефіцієнта підсилення.

Блок порівняння вікон

Коли напруга з підсилювача вище або нижче визначеного рівня, вихідна напруга компаратора вікна йде дуже швидко від Vcc до нуля і подає імпульси 0V на блок Time Machine. Коли використовується вхід для фотодіода, спалах спрацює, коли індикатор увімкнеться, або коли індикатор згасне. Наприклад, лазерний покажчик запускає спалах, коли промінь переривається, або коли він вперше отриманий.

Блок часу машини

Цей блок складається з чотирьох 555 таймерних мікросхем. Один встановлює затримку (див. бічну панель, "Як зробити затримку затримки за часом") і один задає ширину вихідного імпульсу; два інших використовуються для запобігання декількох спалахів, які можуть бути викликані відлунням гучного шуму при використанні мікрофона. Ми додали останні два 555s коли ми помітили “подвійний образи” на наших похідних балоні-popping малюнки.

Коли вхідна напруга 555 переходить в нуль, вона виводить позитивний імпульс, довжина якого задається R і C. Довжина вихідного імпульсу (в секундах) = 1.1 * R * C. Наприклад, при R = 560K, і C = 10 мкФ, довжина = 1,1 * 560E3 * 10E-6 = 6,2 секунди.

Блок виходу Flash

Існує два способи використання нашої схеми: за допомогою спалаху камери або стробоскопа. Строб приймає рівні TTL, а спалах камери приймає вихід SCR. Вихід TTL машини часу може керувати стрілками SnapShot II, які ми знайшли тут (просто скористайтеся гітарним кабелем для підключення до нього): www.musiciansfriend.com/srs7/g=home/search/detail/base_id/38402. SCR (Silicon Controlled Rectifier) ​​є ініціюючим пристроєм для спалаху камери, включаючи той, який ми побудували для цього проекту. Він також підключений до виходу часової машини. SCR може викликати багато типових спалахів стандартної камери, у тому числі в модифікованій одноразовій камері.

Блок живлення

Акумулятор 9В подає живлення на ланцюг. Діод запобігає пошкодженню ланцюга, якщо акумулятор встановлений назад. Перемикач вмикає та вимикає ланцюг, а світлодіодний індикатор світиться, коли ланцюг увімкнено.

ПРИМІТКИ ПРОЕКТУ: Вибір Flash

Промислові стробоскопи використовуються для перевірки машин, оскільки вони можуть заморозити рухомі частини. Дивіться демо на makezine.com/04/strobe/indstrobe.mov

Коли ми почали цей проект, ми досліджували побудову спалаху з нуля. Це був великий виклик зробити його дешевим. Ми зрозуміли, як зробити хороший, але це було занадто дорого. Ми розглянули модифікацію дешевого спалаху від Ritz Camera, але це не було досить швидко, що призвело до розмивання зображень.

Дешевше, швидше. Існує лише кілька компонентів, які можуть призвести до повільного спалаху. Замінивши більш швидкі деталі для цих компонентів, ми виявили, яка частина була повільною - спалах конденсатора. Як не дивно, менше, дешевше конденсатор буде швидше. Ми спробували одноразову камеру, зрозумівши, що вона матиме невеликий конденсатор для економії коштів. Ми мали рацію.

Щоб зберегти спалах занадто тьмяним, можна використовувати більш високу напругу на невеликому конденсаторі, що збільшує накопичену енергію. За допомогою такого підходу і декількох інших трюків можна створити дуже швидкий спалах (довжиною в кілька мікросекунд). Це стає дорогим і складним, хоча.

Одним з важливих факторів для розробки такого роду ланцюгів є можливість проводити хороші вимірювання таких речей, як швидкість спалаху. Ми побудували спеціальну схему, яка використовує швидкий фотодіод для перетворення спалахів світла на вході на вихід напруги. Вимірювали цей вихід напруги осцилографом.

Звук швидкості. Вбудовані камери використовують ксенонову лампу, а її спалах супроводжується характерним звуком. Ми виявили, що ми можемо почути різницю між коротким, стробоподібним "галочкою" і довшим, заповнюючи спалахом, який звучить як "pugghushs".

Ксенонова трубка в камері, ймовірно, є найефективнішою лампочкою у вашому будинку. Можливо, він також має найкоротший термін експлуатації. Хоча це може тривати близько 200 тисяч знімків, кожен спалах може складати приблизно 1/2000 секунди. Таким чином, загалом, це триває всього 100 секунд!

ПРИМІТКИ ПРОЕКТУ: Проектування монтажної плати

Якщо ви плануєте зробити схему спалаху з нуля, це може зацікавити вас, щоб дізнатися, як ми перейшли від бажання (ініціювання спалаху на основі вимірюваної події) до готової друкованої плати (PCB), яка відповідала бажанню. Це вимагало планування, тестування, прототипування та перегляду.

1. Почніть з макета. Частини були в основному припаяні в повітрі. Це дозволило нам швидко спробувати розробку альтернативних варіантів дизайну і полегшити пошук проблем дизайну і виправити їх.

2. Слідкуйте за макетом із схемою, намальованою вручну. Ми ввели схему в інструмент CAD, який називається gschem (geda.seul.org/tools/gschem). Далі ми розробили форму друкованої плати.

3. Завершіть дизайн друкованої плати іншим інструментом CAD, який називається PCB (pcb.sourceforge.net). Ми відправили вихідні файли з друкованої плати на друковані плати-виробники PCBexpress (pcbexpress.com).

4. Замовляйте деталі у Mouser (mouser.com) та Digi-Key (digikey.com). Друковані плати та частини прибули через кілька днів.

ЗРОБИТИ ПРОТИ КУПИТИ

Ви можете побудувати свій власний контролер флеш-пам'яті, використовуючи інформацію з цієї статті і повну схему, доступну на сайті makezine.com/04/strobe, або ж ви можете придбати комплект контролерів Flash за $ 99. Докладніше див. У makezine.com/go/flashkit. Є обмежена кількість доступних наборів.

ВИКОРИСТАЙ ЦЕ

ЗАРОБЛЯЙТЕ БАЛОНУ У MID-POP

READY ...

Підірвіть повітряну кулю і помістіть її і предмет у хороше місце для фотографування.

1. Встановіть камеру на тривалий час, наприклад, дві секунди, використовуючи “Пріоритет затвора”. Також вимкніть вбудований спалах камери. Можна також експериментувати з ручним фокусуванням у порівнянні з автофокусом. Використовуйте режим «Макро» камери для керування експозицією, якщо вона доступна.

2. Розташуйте камеру таким чином, щоб вона була сфокусована і вказана на балон (штатив зручно для цього, якщо у вас є).

3. Розташуйте спалах так, щоб він був спрямований на балон, а не на камеру (тут також зручно використовувати штатив, якщо у вас є інший).

4. Підключіть мікрофон до контролера Flash.

5. Розташуйте мікрофон поблизу повітряної кулі.

6. Підключіть кабель до контролера спалаху та спалаху (або стробу). Існує два можливих виходи з Flash Controller. Можна використовувати будь-яку або обидві. Один кабель (звичайний гітарний кабель, що не входить до комплекту) підключає флеш-контролер до вбудованого світлового сигналу Snapshot II (не постачається). Інший кабель (2,5 мм чоловіче моно до 2,5 мм чоловіче моно, поставляється) підключає флеш-контролер (додається) до модифікованої одноразової спалаху камери (немодифікована камера в комплекті).

7. Увімкніть флеш-контролер і спалах (або стробоскоп). Підключіть вихідний кабель до живлення контролера. Натисніть кнопку на передній панелі камери на кілька секунд, щоб включити спалах.

SET…

1. Вимкніть світло. Номер не повинен бути абсолютно темним, але темніше краще.

2. Натисніть кнопку спуску затвора. Якщо ви не користуєтеся ручним фокусуванням, камері може знадобитися трохи світла, щоб відрегулювати фокус у темряві, тому зачекайте приблизно 1 секунду, щоб об'єктив зосередився.

GO!

Поп-куля з шпилькою. Звук запускає спалах камери. Зачекайте, поки затвор буде закрито, або ви зіпсуєте знімок. Моя камера робить невеликий клік, коли затвор закривається. Потім знову ввімкніть світло і помилуйтеся фотографією.

ЗРОБИТИ ЦЕ ЗНОВУ!

Якщо ви, як ми, хочете зробити кілька коригувань і зняти його знову.

При необхідності відрегулюйте затримку контролера спалаху; більше затримки означає більшу дірку в повітряній кулі. На верхній частині контролера Flash є дві кнопки. Один - за затримку, а інший - для вигоди. Закручуючи ручку затримки, можна додати більше або менше затримки. Те ж саме справедливо і для прибутку. Збільшіть коефіцієнт підсилення контролера спалаху, якщо спалах не згас.

Перемістіть спалах ближче до повітряної кулі, щоб отримати більше світла, якщо фотографія занадто темна.

Якщо ви пишаєтеся однією зі своїх фотографій, будь ласка, опублікуйте її на своєму веб-сайті та надішліть повідомлення електронною поштою на адресу [захищена електронна пошта].


Том Андерсон і Венделл Андерсон є інженерами для електроніки. Як хобі, вони розробляють аудіо апаратні та програмні проекти.


Посилання:

Високошвидкісний комплект фотографій MakerSHED

https://makezine.com/go/flashkit

https://makezine.com/04/flash/caps.mov

http://www.makezine.com/04/strobe

https://makezine.com/04/strobe/indstrobe.mov

http://digikey.com

http://flickr.com/groups/highspeed/pool

http://geda.seul.org/tools/gschem

http://mouser.com

http://www.musiciansfriend.com/srs7/g=home/search/detail/base_id/38402

http://pcb.sourceforge.net

http://pcbexpress.com


З MAKE 4 - Сторінка 102. Щоб отримати MAKE, підписатися або придбати окремі томи.

Поділитися

Залишити Коментар