Time lapse a lungo termine low cost: la parte elettronica

Written by admin

Dopo aver introdotto il time lapse a lungo termine e le problematiche che derivano dallo scattare per mesi o anni, vediamo adesso in dettaglio la realizzazione della parte elettronica. Coprirò brevemente il materiale necessario, l’hacking della fotocamera, la realizzazione del circuito e il programma per Arduino. Se cercate, invece, la guida sulla realizzazione del supporto la trovate qui.

Materiale necessario

Vediamo innanzitutto cosa è necessario procurarsi. Tra parentesi trovate indicato quello che ho usato io, acquistati dal sito robot-italy.com oppure Amazon.it. La spesa totale è di circa 67€, più spese di spedizioni eventuali.

  • Macchina fotografica (Nikon L22): io ho riciclato una “vecchia” (nel senso di inutilizzata) macchina fotografica compatta, che purtroppo non eccelle in qualità ottiche, ma che permette comunque di realizzare un video finale a risoluzione 4K (3840×2160). Per farla scattare è stato necessario smontarla e saldare alcuni fili sui bottoni di scatto e accensione, come vedremo inseguito. Ovviamente sono valide anche altre soluzioni: se avete soldi da investire nel progetto, una macchina a ottica intercambiabile ha il vantaggio di non aver problemi con la messa a fuoco e lo zoom (che rimangono fissi), anche l’ingresso per lo scatto remoto è da prendere in considerazione nella scelta.
  • Arduino uno: è il “cervello” dell’intervallometro: legge l’ora, la confronta con quelle impostate e controlla lo scatto della macchina. (acquistabile qui)
  • RTC shield (DS1307): è l’orologio di Arduino, più preciso nel tempo dell’oscillatore interno e memorizza la data anche in caso di spegnimento (è dotato di una batteria propria). (acquistabile qui)
  • Convertitori DC/DC (LM2596): servono per abbassare la tensione da 12v ai 5v di Arduino (per non usare il regolatore di tensione interno, che si surriscalda facilmente) e al voltaggio della macchina (nel mio caso 3v). Se le due tensioni fossero uguali ne sarebbe sufficiente uno solo. (acquistabili qui )
  • Alimentatore da parete (AC/DC): Nel mio caso serve per trasformare la corrente alternata della rete in continua 12v. Se usate una batteria non è necessario. (acquistabile qui )
  • Fotoaccoppiatore (4N35): permette di chiudere i circuiti della macchina fotografica (simulando la pressione del pulsante), mantenendoli separati elettricamente dalla centralina. (acquistabili qui)
  • Breadbord: semplifica i collegamenti (acquistabile qui)
  • Cavetti jumper: anch’essi comodi per i collegamenti, ne servono circa una trentina. (acquistabili qui)
  • Resistenze 220 Ohm: necessarie per evitare di  bruciare i fotoaccoppiatori, che hanno un led al loro interno. (acquistabili qui)
  • strip femmina: facilitano il collegamento tra arduino e la fotocamera. (acquistabili qui)

Hacking della fotocamera

Se avete scelto di utilizzare una vecchia fotocamera compatta, come me, sarà necessario modificarla per riuscire a farla scattare tramite arduino. In pratica vengono collegati i piedini dei pulsanti fisici della compatta ai pin dei fotoccappiatori, in modo che controllando questi si possa simulare la pressione dei tasti. Questa parte del tutorial potrebbe variare da fotocamera a fotocamera, ma comunque dovrebbe fornire un’idea generale su come procedere.

    1. smontare la fotocamera: ovviamente è necessario smontare la fotocamera per poter raggiungere i piedini dei pulsanti. Fate questa operazione con attenzione, memorizzando l’ordine in cui erano montati i pezzi, per poterli poi riassemblare. In genere dopo aver svitato tutte le viti visibili, la copertura si separa in due pezzi, che sono uniti a pressione.

      Le due parti del contenitore, le vitine e il corpo principale, in cui sono già accessibili i tasti
      Le due parti del contenitore, le vitine e il corpo principale, in cui sono già accessibili i tasti
    2. individuare i piedini dei pulsanti: è necessario capire quali sono effettivamente i “piedini” da collegare ai tre fotoaccoppiatori per controllare scatto, messa a fuoco ed accensione/spegnimento. Per capirlo si può accendere la macchina e provare a cortocircuitare i vari piedini dei pulsanti come segue (vedere l’immagine sotto con i miei collegamenti)
      • due piedini per il tasto di accensione. Se sono giusti la fotocamera dovrebbe spegnersi/accendersi.
      • due piedini per l’autofocus, toccandoli la macchina dovrebbe tentare di mettere a fuoco.
      • Per lo scatto di solito è necessario aggiungere un piedino ai due della messa a fuoco, quindi bisogna cortocircuitare simultaneamente tre piedini
        I fili di rame saldati ai piedini della compatta per permetter lo scatto remoto
        I fili di rame saldati ai piedini della compatta per permetter lo scatto remoto

         

    3. saldare i fili ai piedini: questa è la parte sicuramente più difficile, poiché i pulsanti sono davvero piccoli. Per contenere l’ingombro dei fili (e riuscire quindi a riassemblare la macchina fotografica) ho utilizzato del filo di rame smaltato che ho recuperato dalle bobine di un motore.  L’altro capo di ciascun filo è stato saldato a uno strip femmina, che ho alloggiato al posto del gancio del cinturino.
      haking compatta per time lapse a lungo termine _1

      L’altro capo dei fili è stato saldato a degli strip femmina, alloggiati nella sede del cinturino

       

    4. collegare l’alimentazione:  la fotocamera sarà alimentata tramite la rete elettrica o la batteria principale, quindi è necessario collegare due cavi ai contatti di alimentazione in tanto che la macchina. Se ci sono delle linguette metalliche per batterie AA, potete collegare con dei semplici connettori faston, come nel mio caso.
      I cavi per l'alimentazione esterna collegati tramite Faston alla fotocamera
      I cavi per l’alimentazione esterna collegati tramite Faston alla fotocamera

       

    5. richiudere la fotocamere: dopo avere fissato i fili con del nastro isolante, potete richiudere la fotocamera, facendo attenzione a non danneggiare i collegamenti appena fatti. Non è strettamente necessario rimontarla, ma credo che possa essere un’ulteriore protezione in caso di eventuali infiltrazioni.

Circuito

A questo punto possiamo mettere insieme il circuito. Dato che le correnti in gioco sono molto basse, ho preferito usare una breadboard per gli integrati, in modo da facilitare il cablaggio. Di seguito lo schema (un po’ rudimentale, a dire il vero) del circuito. Al posto della sorgente a 12V può essere messa indifferentemente una batteria oppure il trasformatore da collegare alla rete.

Il circuito completo
Il circuito completo

I due regolatori di tensione vanno regolati sulle due tensioni di alimentazione di Arduino e della macchina fotografica: 5V e 3V (questo valore varia con la fotocamera usata!). Attenzione che i potenziometri installati su questi componenti hanno una corsa molto lunga, quindi per i primi giri di cacciavite sembreranno non funzionare, in realtà arrivati quasi a fine corsa iniziano a regolare la tensione in uscita. Uno volta assemblata l’elettronica l’aspetto dovrebbe essere più o meno questo:

Arduino, il modulo RTC, la fotocamera,, la breadboard e i due regolatori di tensione collegati e inseriti nel case.
Arduino, il modulo RTC, la fotocamera,, la breadboard e i due regolatori di tensione collegati e inseriti nel case.

Programma

Il programma per Arduino è molto semplice, in pratica deve solamente stabilire una connessione con il modulo RTC, leggere l’ora e confrontarla con gli orari che impostiamo per gli scatti. Per chi ne dovesse comunque avere bisogno, questo è il programma che ho utilizzato io. La struttura è molto elementare e tutt’altro che elegante, infatti usavo un “if” per ogni orario da confrontare, ma per lo meno è molto semplice da interpretare e modificare, anche per chi non avesse mai visto niente di programmazione. Per caricarlo sull’Arduino è necessario scaricare l’IDE di Arduino dal sito ufficiale, aprire il file e cliccare su “carica”, dopo aver selezionato la scheda e la porta corretta.

Alla prima accensione del modulo RTC è necessario impostare l’ora giusta, mentre poi sarà la sua piccola batteria dedicata a far in modo che rimanga sincronizzato. Per farlo si può usare questo programma, in cui è necessario impostare l’orario manualmente e poi semplicemente caricarlo sull’Arduino collegato al modulo RTC.

Vediamo, ora, come costruire il contenitore, adatto per resistere a un time lapse lungo anni: la costruzione del case.

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