Hackeando uma câmera digital de chaveiro para o controle do Arduino: 6 etapas

2024 Autor: John Day | [email protected]. Última modificação: 2024-01-30 11:41

As opções de fotografia para o Arduino são poucas e raras. As webcams não são práticas para aplicações como fotografia de pipa ou fotografia pública, a menos que você queira comprar um cabo USB de 200 pés. E as técnicas atuais para fotografia Arduino autônoma normalmente tentam capturar dados de imagem bruta de câmeras CMOS tiradas de telefones celulares … e acredite em mim, a menos que você precise carregar digitalmente ou alterar essas fotos em tempo real, você não quer ir por essa estrada. Por que não existe uma câmera digital normal e barata que seja controlável pelo Arduino?

Acontece que há pelo menos um - e eles vendem em sua drogaria local (CVS / Rite-Aid / Walgreens / etc.) São aquelas pequenas câmeras chaveiro chintzy que vendem por US $ 10-15 cada. A fotografia neles não é nada ruim com uma resolução de cerca de 300 por 200, eles podem armazenar entre 20 e 240 fotos (dependendo da que você encontrar), e acontece que os pequeninos foram feitos apenas para serem hackeados. Você também pode fazer esse mesmo hack com uma câmera barata de 1 ou 2 megapixels que aceita cartões SD, se necessário (veja abaixo), mas iremos percorrer o processo usado nas câmeras mais comumente encontradas de 300 por 200. Este Instructable irá guiá-lo através do processo de desmontagem, modificação e remontagem de uma câmera chaveiro de prateleira. Em seguida, ele o guiará pela fiação de um conjunto simples de circuitos de chave de transistor que podem ser usados pelo Arduino para desligar e ligar a câmera e tirar fotos sempre que seu programa desejar. Ele também terá um código de amostra e muitas fotos bonitas. Antes de começarmos, algumas notas: * A câmera que está sendo hackeada pode mudar de azul para prata e voltar nas fotos. Não se preocupe, as partes internas de ambas as câmeras são as mesmas (estou trabalhando com as duas no momento para pesquisa). Essa mesma câmera é vendida em todo o país em cores diferentes, sob marcas diferentes e até mesmo com invólucros físicos ligeiramente diferentes. * Se essa técnica parece familiar, pode ser porque o que estamos fazendo com a câmera em si é muito semelhante à técnica usada pelo CatCam, um projeto que se tornou viral há dois anos ao colocar pequenas câmeras temporizadas nos colares de gatos ao ar livre e observando aonde eles vão. A técnica da CatCam usa uma câmera que não está facilmente disponível nos Estados Unidos e foi escrita antes do Arduino realmente decolar - esperançosamente, essa revisitação da técnica ajudará a comunidade DIY a redescobrir e redirecioná-la em seus projetos. Eu descobri a CatCam quando este projeto foi encerrado, e ambas as técnicas foram desenvolvidas independentemente - então minha técnica provavelmente varia da técnica CatCam; sinta-se à vontade para escolher técnicas entre as duas. * Se você estiver fora dos EUA ou quiser fazer um pedido diretamente da CatCam, a câmera hackeabilidade que eles vendem é de qualidade superior - 1 ou 2 megapixels - e pode salvar fotos diretamente em um cartão SD. Muito bom para muitos projetos (mas não necessário para todos). Mas se você quer uma câmera hoje, vá a qualquer Rite-Aid, CVS, etc e pegue a câmera mostrada aqui - uma câmera Digital Concepts, normalmente distribuída pela Sakar internacional. * Minha pesquisa, na verdade, me fez controlar esta câmera por meio de um chip ATMega autônomo. Se você estiver interessado em aprender essa técnica por algum motivo, me avise - se houver interesse suficiente, prepararei outro Instructable. (Achei que haveria mais demanda para fazer isso via Arduino.) ATUALIZAÇÃO: Por solicitação, adicionei o diagrama de circuito para conectar o chip ATMega autônomo ao chip como a última fotografia abaixo. Não será útil para muitos de vocês, e peço desculpas por isso - espero dar a esta etapa a devida diligência - mas para aqueles que estão determinados, é melhor do que nada (espero). * Esta técnica está sendo documentada como parte de minha pesquisa no programa de Mestrado em Design de Interação Tangível da Carnegie Mellon University, em Pittsburgh, PA. Se você está pensando em voltar para a escola, gosta de fazer coisas e está interessado na interseção de tecnologia e design ou arte, escreva para nós!:) Espero que você tenha achado isso útil - comentários sobre tecnologia e aplicativos são bem-vindos! Sinta-se à vontade para me escrever diretamente ou comentar se você tiver alguma dúvida ou quiser quaisquer esclarecimentos.

Etapa 1: reunir suprimentos e ferramentas

Você precisará de algumas ferramentas e suprimentos antes de atingir o solo com este Instructable. Vamos examiná-los agora, certo?

Ferramentas: * Uma pequena chave de fenda Philips. (Mais ou menos do tamanho de uma que você pode usar para consertar óculos ou em um kit de conserto de computador.) * Útil, mas não crítico se você tiver unhas compridas - uma pequena chave de fenda para usar como um alicate. * Cortador de fio / descascador de fio * Útil, mas não crítico - multímetro. * Ferro de soldar e solda. (Agora, agora, não se preocupe. Tudo o que você terá que fazer é aquecer um pouco da solda existente e colocar algumas pontas de fio desencapadas nas conexões existentes. Apenas um conhecimento rudimentar de soldagem é necessário. Você pode até conseguir escapar com cola de arame em alguns modelos, mas soldar é mais seguro.) Suprimentos: * Uma câmera digital de porta-chaves pronta para uso. Frequentemente vendido sob as marcas "Digital Concepts" ou "Shift". Vendido na CVS, Rite-Aid, Walgreens, alguns Walmarts e em toda a Internet. * Útil, mas não crítico - algumas baterias AAA sobressalentes. A câmera deve vir com uma bateria AAA. Mas se você pretende usar seu projeto mais do que algumas vezes ou por longos períodos de tempo, você precisará de peças sobressalentes - a câmera os consome. * Alguns metros de fio isolado. (Tanto plástico de calibre normal isolado, mostrado, ou tinta de calibre fino isolado é bom - ambos têm seus prós e contras; eu tendo a usar tinta isolada porque às vezes faço cabeçalhos masculinos personalizados para minhas conexões.) * Breadboard ou outro protoboard. * Dois longos pedaços de fio branco (para conectar transistores ao Arduino) * Dois longos pedaços de fio preto (para conectar o aterramento do Arduino à placa de ensaio) * Dois pedaços longos de fio vermelho (para conectar alta potência do Arduino à placa de ensaio) * Útil, mas não crítico - um LED (para saída de depuração). * Dois transistores (eu uso transistores NPN 2N3904.) * Um Arduino com cabo USB.

Etapa 2: Abra e desmonte a câmera das chaves

As primeiras coisas primeiro - você começa este hack levando sua chave de fenda e unha / alicate para esta câmera e desmontando-a. Nas notas das imagens abaixo, você verá uma dissecação passo a passo da câmera - vou apontar onde cada parafuso está localizado nas notas da imagem. Quando sua câmera estiver desmontada e parecer um pouco com a última foto (embora com mais peças), vá para a Etapa 3.

Etapa 3: hackear a câmera, parte I (soldar nas chaves)

Esta é a parte mais difícil do hack - mas não é * tão * difícil, eu juro. Então respire fundo e vamos soldar!

Para este hack, vamos deixar a placa de circuito da câmera totalmente intacta. Tudo o que faremos é soldar nossas próprias conexões na placa de circuito em cada lado dos botões de pressão usados para operar a câmera. Isso nos permite usar nosso Arduino para "empurrar" digitalmente cada botão sempre que desejarmos (por meio de transistores externos atuando como interruptores). Ao manusear a placa de circuito, tente segurá-la pelas bordas sempre que possível. A placa de circuito é bastante resistente, mas no final do dia ainda está exposta à parte eletrônica e vale a pena não tocá-la diretamente mais do que o necessário. Corte e descasque as pontas de quatro pedaços de arame, cada um com pelo menos trinta centímetros de comprimento. (Melhor mais longo do que mais curto neste caso; isso não é algo que você queira refazer com muita frequência.) Em seguida, olhe para os dois pares de juntas de solda indicados na imagem abaixo, um par em torno de cada um dos dois interruptores de botão. Usando a função de continuidade / curto-circuito em seu multímetro, você pode confirmar que encontrou os pares certos de juntas para soldar segurando as extremidades de ambas as juntas do interruptor e pressionando o botão manualmente para ver se isso cria um curto entre as juntas. Se isso acontecer (a resistência entre os dois cai do infinito para perto de zero), você encontrou os dois certos. Se você não tiver um multímetro, basta respirar fundo e confiar na imagem. Depois de ter certeza de que encontrou as juntas certas, usando seu ferro de soldar, derreta a solda em cada uma dessas quatro juntas e prenda a extremidade de uma das quatro peças de arame em cada uma das quatro juntas. Se você tiver uma ajuda na configuração da solda, use-a para manter o circuito estável (colocando um pequeno pedaço de jornal dobrado entre as braçadeiras para proteger a placa de circuito).

Etapa 4: hackear a câmera, parte II (soldar uma conexão de aterramento)

Você acabou de completar a parte mais difícil deste hack - parabéns! Dito isso, você tem mais uma junta de solda (mais fácil) para fazer. Você vai precisar de solda para este aqui.

NOTA: Por favor, ignore que nesta imagem, a placa de circuito está dentro da caixa frontal de plástico. Não faça o que parece que estou fazendo aqui - solde esta conexão ANTES de colocar o circuito de volta em sua caixa, para evitar derreter acidentalmente a caixa de plástico. (Fui simplesmente descuidado ao fotografar esta etapa e tentarei consertá-la mais tarde.) Pegue um quinto pedaço de arame e corte-o com pelo menos trinta centímetros de comprimento com as bordas descascadas. O ideal é que esse pedaço de fio seja de cor preta ou, pelo menos, diferente dos quatro primeiros. Agora, solde uma extremidade dele no lado externo do terminal de aterramento do suporte da bateria, como mostrado. Você precisará adicionar sua própria solda a esta conexão e soldar diretamente no metal aqui. Descobri que isso é muito mais fácil do que tentar adicionar seu fio à solda existente segurando o suporte da bateria na placa de circuito. (Vou apontar os caminhos certos e errados nas fotos.) Por que estamos fazendo isso? Bem, para um transistor controlado pelo Arduino ser capaz de controlar os interruptores na câmera do keychain, o circuito do Arduino e o circuito da câmera do keychain precisam compartilhar um aterramento elétrico comum. Esse fio simplesmente permite que você conecte fisicamente o aterramento da câmera ao aterramento do Arduino posteriormente, por meio de uma linha comum na placa de ensaio.

Etapa 5: conecte a câmera ao seu Arduino

Agora é hora de começar a conectar sua câmera ao Arduino.

Primeiro, carregue algum código que irá controlar a câmera para o Arduino. Abaixo, carregamos / anexamos alguns códigos de amostra do Arduino que usamos aqui para tirar fotos com lapso de tempo. O código ligará a câmera, tirará uma foto e, em seguida, atrasará um minuto inteiro (durante o qual a câmera desligará automaticamente) antes de ligá-la novamente e tirar outra foto - repetindo isso por vinte fotos (a capacidade da minha primeira câmera hackeada.) Agora, vamos conectar seu Arduino à sua câmera. Primeiro, uma pequena explicação: para controlar a câmera totalmente, nosso código pega dois pinos de saída digital e mapeia um para o botão liga / desliga e outro para o botão do obturador. Quando o código deseja ligar ou desligar a câmera ou alternar entre os modos, ele brevemente mantém a câmera no pino de saída alto - e quando o código deseja tirar fotos, ele mantém o pino de saída do obturador da câmera alto. Esta ação é traduzida para o pressionamento real do botão ligando e desligando um transistor, que por sua vez é conectado por meio dos fios da câmera aos interruptores da câmera real. Os fundamentos da câmera e do Arduino estão ligados para dar ao Arduino e aos circuitos externos da câmera um aterramento comum, permitindo que os transistores funcionem corretamente. Use dois fios para conectar esses dois pinos de saída (câmera ligada e obturador da câmera) a linhas diferentes na placa de ensaio. Em seguida, conecte o pino da base de um transistor a cada um dos dois pinos externos. Finalmente, conecte seus dois fios para cada switch correspondente de sua câmera real aos outros dois (pinos coletor e emissor) do transistor. Você pode ter que experimentar com qual fio vai para o coletor e qual vai para o emissor em cada par; que depende da fiação interna da câmera específica que você está hackeando. Finalmente, ** e isso é importante **, pegue o fio terra da câmera e conecte-o ao pino terra do Arduino. Isso é necessário para que seus transistores funcionem e, portanto, para que sua câmera responda ao seu arduino!

Etapa 6: tire fotos

Conecte uma bateria AAA em sua câmera. Ele deve emitir um bipe e ligar. Aguarde 30 segundos para que a câmera desligue. (O código que incluí assume que a câmera já está desligada quando é executado e ligará sua câmera para você.) Agora, posicione sua câmera e o Arduino para o ângulo de visão desejado e ligue o Arduino. Voila! Talvez você esteja perguntando - esta câmera é um pouco pesada, com um Arduino e placa de ensaio e tudo. Não podemos tornar isso um pouco mais compacto, para tirar fotos de praticamente qualquer lugar que quisermos? A boa notícia é que pode! Ele foi projetado para uso como um circuito autônomo, usando o Atmega retirado de um Arduino, em uma única câmera / objeto de circuito que pode ser colocado em qualquer lugar. Também incluí uma imagem dessa configuração abaixo - e se as pessoas ficarem intrigadas com ela, irei trabalhar em outro Instructable ou pelo menos adicionarei os arquivos Eagle a esta página para que outros possam trabalhar. Apenas me avise! Espero que você tenha achado isso útil - comentários sobre tecnologia e aplicativo são bem-vindos! Sinta-se à vontade para me escrever diretamente ou comentar se você tiver alguma dúvida ou quiser quaisquer esclarecimentos.