Дистанционный пульт управления цифровой фотокамеры Nikon ONE

Цель данного проекта состоит в том, чтобы спроектировать и собрать систему дистанционного управления камерами Nikon ONE с возможностью выбора режимов.

Эта система нужна для организации съемки экспериментов на большом расстоянии, так как заводские IR (инфракрасные) пульты не способны работать на  большом расстоянии и имеют только прямую видимость.

По плану система дистанционного управления должна соответствовать следующим параметрам, а именно:

1.       Работать на большом расстоянии не имея проводной связи.

2.       Не иметь прямой видимости, то есть передавать сигнал под любым углом.

3.       Иметь несколько видов режима работы.

Данная система состоит всего из трех модулей:

1.       Дистанционный пульт управления.

2.       Первый блок управления (для первой камеры).

3.       Второй блок управления (для второй камеры).

Пульт управления состоит из следующих элементов:

1.       Микроконтроллер.

2.       Радио передатчик.

3.       Элемент питания.

Микроконтроллер Atmega8  был выбран так как он прекрасно подходит для данной системы и стоит не дорого. Подробнее о нем можно ознакомится в интернете.

Далее для передачи управляющих сигналов используется радио передатчик в корпусе SMD, его название RFM22.

Его технические характеристики таковы:

Рабочая частота                                    433МГц

Режим работы                                       приемник, передатчик

Поддерживаемые интерфейсы               SPI

Скорость передачи данных (макс.)        128 кбит/с

Напряжение питания                            1.8-3.6В

Мощность передатчика                         17дБ

Чувствительность приемника               -118дБ 

В качестве элемента питания используется две батареи 2х1,5В формата ААА («мизинчики»).

Общая схема выглядит следующим образом:

Размер печатной платы исходя из размеров корпуса  117х67мм. 

В ходе сборки пульта было выявлено следующие, микроконтроллер Atmega8 запускалась с нестабильной скоростью. Для решения данной проблемы      было решено поставить кварц на 4МГц навесным монтажом.

Блок управления состоит из следующих элементов:

1.       Микроконтроллер Atmega8.

2.       Радио передатчик RFM22.

3.       Фотодиод BPW20RF.

4.       Инфракрасный светодиод.

5.       Элемент питания 2 батареи.

6.       Операционный усилитель.

Общая схема  блока управления выглядит следующим образом:

В ходе первого испытания была такая проблема - для работы не хватало уровня  логической единицы, поэтому был поставлен  транзисторный ключ на транзисторе КТ315.

Для предотвращения ложных срабатываний нужно изолировать фотодиоды.

Размер печатной платы 33х59мм.

Перечень используемых радиодеталей и их номиналов находится в чертеже схемы.

Архив с программой для микроконтроллера и схемами Находится в конце статьи.

Общий вид всей системы (без корпуса):

Вид блока управления, установленный на камеру:

Список поддерживаемых  режимов запуска камер:

1.       Синхронный запуск.

2.       Асинхронный запуск с задержкой второй камеры 415 мкс. Суммарная скорость с двух камер составляет 2400к/с.

3.       Асинхронный запуск с задержкой второй камеры 1250 мкс. Суммарная скорость с двух камер составляет 800к/с.

Если рассмотреть готовый пульт компании Nikon,

 то он работает следующим образом: Пульт дистанционного управления при нажатии кнопки формирует кодовую последовательность, которой модулируется световой поток, излучаемый инфракрасным светодиодом. Посылаемый пультом пакет световых импульсов состоит из заголовка и информационного поля. Заголовок, как правило, представляет собой импульс. Его длительность импульса и следующей за ним паузы позволяют определить тип используемого протокола. Информационное поле содержит биты адреса и команды. Число битов адреса и команды, а также порядок их размещения в информационном поле зависит от типа протокола. Адрес, формируемый пультом, всегда постоянный и не зависит от нажатой кнопки.

Вся собранная система работает следующим образом: с пульта управления передается пакет запуск камер. Блок управления обрабатывает полученный пакет и передаёт пакет запуска через блок управления на инфракрасный светодиод, тем самым имитируя пульт фотоаппарата. Фотодиод реагируя на зеленую индикацию фотоаппарата, сообщает о начале записи и передает пакет на пульт управления. В следующий момент времени блок управления передаёт пакет на пульт управления о успешном запуске камеры. Пульт управления, проанализировав полученный пакет показывает индикацией на светодиодах о текущем состоянии камер. Связь между пультом и блоком управления осуществляется через радио канал, на частоте 431МГц.

Чтобы камеры не уходили в Sleep режим, предусмотрен автоматический запуск камер каждые 8 минут, так как в Sleep режим камеры уходят через 10 минут.

В ходе первых испытаний системы синхронизировать запуск 2 камер через определенный промежуток времени для увеличения скорости съемки не удалось. Причину выявить не удалось, но вероятней всего это из-за особенностей данной модели камер.

В итоге получилась  не плохая система с радиусом действия 500м - без препятствий и приблизительно 300м  - с толстыми стенами.

При изготовлении печатных плат для пульта и двух блоков управления бала использована фоторезистивная технология в домашних условиях (подробнее о этой технологии будет написана отдельная статья). Схемы и печатные платы разрабатывались с помощью программы DipTrace Schematik, в скором времени ее можно будет найти на нашем сайте в разделе полезные программы.

 Архив со всем необходимым:  http://spec-project.ucoz.ru/pdu.rar