Предисловие:
Всё началось с покупки фотоаппарата. Попал мне в руки как то Panasonic Lumix DMC-FZ8 и аппарат был для своего времени и цены очень неплох. И всё бы ничего, но дурная голова рукам покоя не даёт, но сначала я увлекся съемкой молний, а потом вообще столкнулся я таким явлением как «интервальная съемка» или timelapse. И началось… если в съемке грозы мой Lumix доставлял неудобства из разряда «чертова кнопка спуска трясет фотик», что на длинной выдержке недопустимо, то об интервальной съемке с ним можно забыть. Нет там такой функции и всё тут. Но, собравшись с мыслью «яж инженер», решил я эти досадные изъяны решить по-своему. И так TimeLapse контроллер.
Глава 1 «Все великие дела начинаются с идеи!»
И так, определяемся с ТЗ. Задачи следующие:
- Т.к. интервальная съемка – дело длительное, нужно обеспечить аппарат дополнительным питанием. Мой Lumix питается от 7.4 вольта (т.е. 2S). Значит берём 2 аккумулятора форм-фактора 18650 где-то на 2200 мА/ч. При моем потреблении этого должно хватить примерно на 7 часов съемок.
- Т.к. кнопка спуска имеет два положения (фокус и спуск), девайс должен уметь нажимать на них последовательно и периодически. Ну самый простой способ – Arduino nano и оптроны, чтобы гальванически развязаться от фотоаппарата (Мало ли что). Я конечно всегда не любил «ардуины». Причин много. Но, как не противоречиво это звучит, проектов с ними у меня получалось больше остальных именно из-за простоты. И этот случай – не исключение.
- Т.к. работать девайс должен преимущественно в полевых условиях, количество органов управления нужно свести к минимуму. Так должно быть удобнее (я художник – я так вижу). Значит будет валкодер и дисплей. Куда же еще лаконичней?
- Ну а что бы было куда расти и расширять функционал, возьмём простой, но графический дисплей типа nokia И разъемов для подключения фотоаппарата и фиг знает, чего еще можно сделать парочку. А чего мелочиться то?
Итог размышлений – схема:
Глава 2 «Хардвар без софтвара мертв!»
Определившись со схемой, насыпал на стол всякого и собрав из этого макет, принялся кодить. Я никогда не был программистом и вообще мало что понимаю в языках, поэтому всё было либо простым как велосипед, либо я честно заимствовал примеры из интернета.
Первое, с чем столкнулся, как распараллелить процессы? Если этого не сделать, то интервалы будут считаться кое как. Точности не будет совсем. Значит отказываемся от delay(); ибо это вообще зло не кошерное, а тут оно вообще вредит. Посоветовавшись с другом – программистом, почитав мануалы и т.д. пришел к millis(); вот от этого таймера и будет всё работать.
Второе, от чего даже начинало иногда подгорать – чёртовы китайские валкодеры. Жутчайший дребезг в сигналах и абсолютное не понимание того, что от него хотят. В итоге было найдено более или менее адекватное решение. Пришлось обвязать его конденсаторами и в коде заюзать прерывание.
Было еще много мелких «граблей», но описывать всё – не хватит никакой статьи.
И вот он долгожданный первый пуск:
Далее долго строил меню, вылизывал интерфейс, пробовал некоторые фишки или же выкидывал их. В итоге окончательный на данный момент код:
1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30 31 32 33 34 35 36 37 38 39 40 41 42 43 44 45 46 47 48 49 50 51 52 53 54 55 56 57 58 59 60 61 62 63 64 65 66 67 68 69 70 71 72 73 74 75 76 77 78 79 80 81 82 83 84 85 86 87 88 89 90 91 92 93 94 95 96 97 98 99 100 101 102 103 104 105 106 107 108 109 110 111 112 113 114 115 116 117 118 119 120 121 122 123 124 125 126 127 128 129 130 131 132 133 134 135 136 137 138 139 140 141 142 143 144 145 146 147 148 149 150 151 152 153 154 155 156 157 158 159 160 161 162 163 164 165 166 167 168 169 170 171 172 173 174 175 176 177 178 179 180 181 182 183 184 185 186 187 188 189 190 191 192 193 194 195 196 197 198 199 200 201 202 203 204 205 206 207 208 209 210 211 212 213 214 215 216 217 218 219 220 221 222 223 224 225 226 227 228 229 230 231 232 233 234 235 236 237 238 239 240 241 242 243 244 245 246 247 248 249 250 251 252 253 254 255 256 257 258 259 260 261 262 263 264 265 266 267 268 269 270 271 272 273 274 275 276 277 278 279 280 281 282 283 284 285 286 287 288 289 290 291 292 293 294 295 296 297 298 299 300 301 302 303 304 305 306 307 308 309 310 311 312 313 314 315 316 317 318 319 320 321 322 323 324 325 326 327 328 329 330 331 332 333 334 335 336 337 338 339 340 341 342 343 344 345 346 347 348 349 350 351 352 353 354 355 356 357 358 359 360 361 362 363 364 365 366 367 368 369 370 371 372 373 374 375 376 377 378 379 380 381 382 383 384 385 386 387 388 389 390 391 392 393 394 395 396 397 398 399 400 401 402 403 404 405 406 407 408 409 410 411 412 413 414 415 416 417 418 419 420 421 422 423 424 425 426 427 428 429 430 431 432 433 434 435 436 437 438 439 440 441 442 443 444 445 446 447 448 449 450 451 452 453 454 455 456 457 458 459 460 461 462 463 464 465 466 467 468 469 470 471 472 473 474 475 476 477 478 479 480 481 482 483 484 485 486 487 488 489 490 491 492 493 494 495 496 497 498 499 500 501 502 503 504 505 506 507 508 509 510 511 512 513 514 515 516 517 518 519 520 521 522 523 524 525 526 527 528 529 530 531 532 533 534 535 536 537 538 539 540 |
#include <EEPROM.h> #include <Adafruit_GFX.h> #include <Adafruit_PCD8544.h> #define ENC_A 2 //А энкодера #define ENC_B 3 //В энкодера #define ENC_BUTTON 4 //кнопка энкодера #define FOCUS_OUT 5 //Пин фокуса #define SHUTTER_OUT 6 //Пин шаттера #define BACKLIGHT 12 //Управление подсветкой #define BUZZER_OUT 13 //Пин подключен к пищалке #define AUX A5 //Пин расширения #define V_BAT A7 //пин контроля батареи Adafruit_PCD8544 display = Adafruit_PCD8544(7, 8, 9, 10, 11); //SCLK, DIN, D/C, CS, RST unsigned long currentMillis = 0; //текущее время unsigned long previousMillis = 0; //предыдущее время unsigned long estMillis = 0; //расчетное время bool batErr = false; //ошибка батареи int batLevel = 0; //напряжение батареи bool tamper = false; //контроль подсветки unsigned int timeCount = 0; //переменная подсветки int dsp = 0; //контраст дисплея long interval = 0; //интервал снимков int count = 0; //количество снимков int lmt = 0; //лимит снимков float fps = 0; //кадров в секунду float clipDuration = 0; //расчетное время клипа unsigned int cycle; //переменная промежутков в цикле volatile long newPosition = 0; //переменная валкодера unsigned int choice = 0; //переменная выбора bool set = false; //Режим установки параметра bool settMode = false; //Режим настройки bool start = false; //пуск / стоп const unsigned char PROGMEM batt[] = { B11111111, B11111111, B11111111, B11110000, B10000000, B00000000, B00000000, B00011100, B10000000, B00000000, B00000000, B00010100, B10000000, B00000000, B00000000, B00010100, B10000000, B00000000, B00000000, B00010100, B10000000, B00000000, B00000000, B00010100, B10000000, B00000000, B00000000, B00011100, B11111111, B11111111, B11111111, B11110000 }; //чтение EEPROM long unsigned long EEPROM_ulong_read(int addr) { byte raw[4]; for (byte i = 0; i < 4; i++) raw[i] = EEPROM.read(addr + i); unsigned long &num = (unsigned long&)raw; return num; } //запись EEPROM long void EEPROM_ulong_write(int addr, unsigned long num) { byte raw[4]; (unsigned long&)raw = num; for (byte i = 0; i < 4; i++) EEPROM.update(addr + i, raw[i]); } void EEPROMread() { interval = EEPROM_ulong_read(0); count = EEPROM_ulong_read(4); fps = EEPROM_ulong_read(8); dsp = EEPROM_ulong_read(12); } void EEPROMwrite() { EEPROM_ulong_write(0 , interval); if (count <= 0)EEPROM_ulong_write(4, count); EEPROM_ulong_write(8 , fps); EEPROM_ulong_write(12 , dsp); } void backLight_on() //включение подсветки { timeCount = 0; tamper = true; } void backlightTimer() //автовыключение подсветки { if (tamper) { digitalWrite(BACKLIGHT, HIGH); timeCount++; } if (timeCount >= 300) //подобрать по времени подсветки { digitalWrite(BACKLIGHT, LOW); tamper = false; timeCount = 0; } } void batLoop() //цикл мониторинга батареи { float Vmin = 6; //нижний порог напряжения float Vmax = 8.4; //верхний порог напряжения float A_K = 0.2; //Коэффициент сглаживания float k = 100 / (Vmax - Vmin); //коэффициент расчета процентов float voltage = analogRead(V_BAT) * (5.0 / 1023) * 2; //расчет напряжения static float A_y; //Выходное значение A_y = A_y - A_K * (A_y - voltage); //Сглаживание значения заряда батареи batLevel = (A_y - Vmin) * k; //перевод в проценты if (A_y < Vmin + 0.1 || A_y > Vmax + 0.1) batErr = true; else batErr = false; batLevel = max(batLevel, 0); batLevel = min(batLevel, 100); } void LCDloop() //цикл дисплея { unsigned long time = currentMillis / 1000; unsigned long _interval = interval; unsigned int _choice = choice; int _batLevel = batLevel; bool _set = set; display.clearDisplay(); if (!settMode) { unsigned long est = 0; unsigned int showBat = 1; if (start) est = _interval - (currentMillis - estMillis) / 1000; else { est = _interval; lmt = count; } if (count >= 0) clipDuration = count / fps; else clipDuration = lmt * -1 / fps; if (batErr) if (time & 1) showBat = 0; //отрисивка заряда батареи display.drawBitmap(0, 0, batt, 30, 8, showBat); //рисуем батарейку if (_batLevel > 13) display.fillRect(2, 2, 4, 4, 1); //6.3v if (_batLevel > 50) display.fillRect(7, 2, 4, 4, 1); //7.2v if (_batLevel > 58) display.fillRect(12, 2, 4, 4, 1); //7.4v if (_batLevel > 65) display.fillRect(17, 2, 4, 4, 1); //7.55v if (_batLevel > 80) display.fillRect(22, 2, 4, 4, 1); //7.9v //отрисивка времени работы display.setCursor(35, 0); display.setTextColor(WHITE, BLACK); if (time / 60 / 60 < 10) display.print ("0"); display.print (time / 60 / 60); display.print (":"); if (time / 60 % 60 < 10) display.print ("0"); display.print ((time / 60) % 60); display.print (":"); if (time % 60 < 10) display.print ("0"); display.print (time % 60); display.setTextColor(BLACK , WHITE); //отрисивка расчетного времени до следующего кадра display.setCursor(0, 10); display.print ("Next: "); if (est / 60 / 60 < 10) display.print ("0"); display.print (est / 60 / 60); display.print (":"); if (est / 60 % 60 < 10) display.print ("0"); display.print ((est / 60) % 60); display.print (":"); if (est % 60 < 10) display.print ("0"); display.print (est % 60); //отрисивка счетчика кадров display.setCursor(0, 19); display.print ("Shot: "); display.print (count); //отрисивка расчетного времени клипа display.setCursor(0, 28); display.print ("Clip: "); display.print (clipDuration, 1); display.print ("s"); //отрисивка кнопок "start/set" display.drawRect(0, 38, 38, 10, BLACK); display.drawRect(45, 38, 38, 10, BLACK); display.setCursor(1, 39); if (_choice == 1) display.setTextColor(WHITE, BLACK); else display.setTextColor(BLACK, WHITE); display.print (" Sett "); display.setCursor(46, 39); if (_choice == 0) display.setTextColor(WHITE, BLACK); else display.setTextColor(BLACK, WHITE); if (start) display.print (" Stop "); else display.print (" Go "); } else { unsigned int SH = 1; if (time & 1) SH = 0; //отрисивка интервала display.setCursor(0, 0); display.setTextColor(BLACK , WHITE); display.print ("Int: "); if (_choice == 2) { if (_set) display.setTextColor(SH, !SH); else display.setTextColor(WHITE, BLACK); } if (_interval / 60 / 60 < 10) display.print ("0"); display.print (_interval / 60 / 60); display.setTextColor(BLACK, WHITE); display.print (":"); if (_choice == 3) { if (_set) display.setTextColor(SH, !SH); else display.setTextColor(WHITE, BLACK); } if (_interval / 60 % 60 < 10) display.print ("0"); display.print ((_interval / 60) % 60); display.setTextColor(BLACK, WHITE); display.print (":"); if (_choice == 4) { if (_set) display.setTextColor(SH, !SH); else display.setTextColor(WHITE, BLACK); } if (_interval % 60 < 10) display.print ("0"); display.print (_interval % 60); display.setTextColor(BLACK, WHITE); //отрисивка счетчика кадров display.setCursor(0, 9); display.print ("Lmt: "); if (_choice == 5) { if (_set) display.setTextColor(SH, !SH); else display.setTextColor(WHITE, BLACK); } if (count > 0) display.print ("0"); else display.print (count * -1); display.setTextColor(BLACK, WHITE); display.print (" sht"); //отрисивка кадров в секунду display.setCursor(0, 18); display.print ("Fps: "); if (_choice == 6) { if (_set) display.setTextColor(SH, !SH); else display.setTextColor(WHITE, BLACK); } display.print (fps, 0); display.setTextColor(BLACK, WHITE); //отрисивка контраста display.setCursor(0, 27); display.print ("Dsp: "); if (_choice == 7) { if (_set) display.setTextColor(SH, !SH); else display.setTextColor(WHITE, BLACK); } display.print (dsp); display.setTextColor(BLACK, WHITE); //отрисивка кнопки "Back" display.drawRect(0, 38, 38, 10, BLACK); display.setCursor(1, 39); if (_choice == 1) display.setTextColor(WHITE, BLACK); else display.setTextColor(BLACK, WHITE); display.print (" Back "); } display.display(); } void doEncoderA() // функция действия вызываемое прерыванием { if (digitalRead(ENC_A) == digitalRead(ENC_B)) newPosition++; else newPosition--; } void encoderLoop() //цикл обработки валкодера { static volatile long oldPosition; unsigned long curPosition = newPosition; if (curPosition != oldPosition) { backLight_on(); tone(BUZZER_OUT, 4500, 10); if (!settMode) { if (choice == 0) choice = 1; else choice = 0; } else { choice = constrain(choice, 1, 7); if (curPosition > oldPosition) { if (set) { if (choice == 2)interval += 3600; //прибавляем часы if (choice == 3)interval += 60; //прибавляем минуты if (choice == 4)interval++; //прибавляем секунды if (choice == 5) { if (count <= 0)count--; //прибавляем лимит кадров else count = 0; } if (choice == 6)fps++; if (choice == 7) { dsp++; display.setContrast(dsp); } } else { if (choice < 7)choice++; else choice = 1; } } if (curPosition < oldPosition) { if (set) { if (choice == 2)interval -= 3600; //уменьшаем часы if (choice == 3)interval -= 60; //уменьшаем минуты if (choice == 4)interval--; //уменьшаем секунды if (choice == 5) { if (count < 0)count++; //уменьшаем лимит кадров else count = 0; } if (choice == 6)fps--; if (choice == 7) { dsp--; display.setContrast(dsp); } } else { if (choice > 1)choice--; else choice = 7; } } } oldPosition = curPosition; } interval = constrain(interval, 1, 86400); dsp = constrain(dsp, 1, 100); } unsigned int duratation(byte button) //получаем время до отпускания кнопки { unsigned int result = 0; while (digitalRead(button) == LOW) { delay(80); //тут шаг можно отрегулировать на рельном девайсе if (digitalRead(button) == LOW) result += 100; if (result > 1100) return 1100; //таймаут нажатия } return result; } void buttonLoop() //цикл кнопки { if (digitalRead(ENC_BUTTON) == LOW) { backLight_on(); unsigned int duration = duratation(ENC_BUTTON); if (duration > 1000) //длинное нажатие { if (choice == 0) { tone(BUZZER_OUT, 4500, 200); if (!start) { EEPROMwrite(); if (count > 0)count = 0; estMillis = currentMillis; previousMillis = currentMillis; cycle = 0; } start = !start; LCDloop(); if (!start) { digitalWrite(FOCUS_OUT, LOW); digitalWrite(SHUTTER_OUT, LOW); digitalWrite(AUX, LOW); } while (digitalRead(ENC_BUTTON) == LOW) delay(1); //ждём пока отпустят кнопку } } else if (duration > 10) //короткое нажатие { tone(BUZZER_OUT, 4500, 20); buttonClick(); while (digitalRead(ENC_BUTTON) == LOW) delay(1); //ждём пока отпустят кнопку } } } void buttonClick() //обработка режима кнопки и перехода по настройкам { if (choice == 0) { if (!start)manualShot(); return; } else if (choice == 1) { settMode = !settMode; return; } else { set = !set; return; } } void manualShot() { digitalWrite(SHUTTER_OUT, HIGH); digitalWrite(AUX, HIGH); delay(200); digitalWrite(SHUTTER_OUT, LOW); digitalWrite(AUX, LOW); count++; } void mainLoop() //основной цикл работы { static int limitShot; int _batLevel = batLevel; if (currentMillis - previousMillis >= interval * 500) { previousMillis = currentMillis; cycle++; if (cycle == 1) { //действие между кадрами if (_batLevel < 5)tone(BUZZER_OUT, 4500, 250); digitalWrite(FOCUS_OUT, HIGH); } if (cycle >= 2) { estMillis = currentMillis; digitalWrite(SHUTTER_OUT, HIGH); digitalWrite(AUX, HIGH); limitShot = count; count++; cycle = 0; } } if (currentMillis - previousMillis >= 200) //время удержния нажатия в мс. { if (digitalRead(SHUTTER_OUT) == HIGH) digitalWrite(FOCUS_OUT, LOW); digitalWrite(SHUTTER_OUT, LOW); digitalWrite(AUX, LOW); if (limitShot < 0) { if (count == 0) { limitShot = 0; start = false; //"Done" beep tone(BUZZER_OUT, 4500, 250); delay(500); tone(BUZZER_OUT, 4500, 250); delay(500); tone(BUZZER_OUT, 4500, 250); // } } } } void defaultSett() { interval = 1; count = 0; fps = 25; dsp = 50; EEPROMwrite(); tone(BUZZER_OUT, 4500, 250); delay(500); tone(BUZZER_OUT, 4500, 250); delay(500); tone(BUZZER_OUT, 4500, 250); } void setup() { pinMode(AUX, OUTPUT); pinMode(FOCUS_OUT, OUTPUT); pinMode(SHUTTER_OUT, OUTPUT); pinMode(BUZZER_OUT, OUTPUT); pinMode(BACKLIGHT, OUTPUT); pinMode(ENC_A, INPUT_PULLUP); pinMode(ENC_B, INPUT_PULLUP); pinMode(ENC_BUTTON, INPUT_PULLUP); if (digitalRead(ENC_BUTTON) == LOW) defaultSett(); EEPROMread(); attachInterrupt(0, doEncoderA, CHANGE); display.begin(); display.clearDisplay(); display.setContrast(dsp); } void loop() { currentMillis = millis(); //основное время if (start) mainLoop(); else encoderLoop(); batLoop(); LCDloop(); buttonLoop(); backlightTimer(); } |
Глава 3 «Софтвар без хардвара бесполезен!»
Когда все хотелки, свистелки и пирделки были более или менее запрограммированы, пришло время дать устройству законченный вид. Ну что же, sprint layout нам в помощь:
Тут нужна была компактность. Поэтому я решил сделать «бутерброд». На основную плату с одной стороны припаиваем ардуину, но вверх ногами (наизнанку), что бы её разъем и остальные выступающие элементы оказались внизу. С другой стороны платы припаиваем модуль дисплея. Всё, можно собирать в корпус вместе с аккумуляторами и прочими потрохами:
Осталось самое сложное – подключить эти пироги к фотоаппарату. Процесс препарирования я к сожалению, не задокументировал, но я думаю, он и не нужен. Если дорогой читатель захочет повторить данную конструкцию, шансы что именно этот аппарат будет подопытным, крайне малы. А значит это вопрос индивидуальный для каждого конкретного случая. Однако есть общая рекомендация: припаивая провода к кнопке, убедитесь, что в аппарате есть место для разъема и маленькой схемы защиты от всяких паразитных токов, помех, наводок и прочей нечисти. Схема защиты была мной честно срисована из сервис-мануала одного из дорогих зеркальных фотоаппаратов:
Глава 4 «что же получилось?»
Немного о меню и эксплуатации:
-Если включить устройство с зажатой кнопкой валкодера – устройство издает три писка и сбрасывает настройки в начальные. Функция необходима при первом запуске после прошивки и на случай, если мы “нарулили” лишнее (контраст дисплея, например, или слишком большое число и его лень крутить назад).
-Короткими нажатиями мы посылаем сигнал на снимок в разъем основной и разъем AUX (полезно, если требуется подключить 2 фотоаппарата).
-Длинное нажатие запускает таймер. Тут нужно отметить, что за половину времени интервала на основном разъеме зажимается кнопка “фокус”, по истечению интервала времени на обоих разъемах срабатывает “затвор” и после этого отпускается “фокус”.
-Все настройки сохраняются в ПЗУ только если вы запускали таймер (длинное нажатие).
главный экран
-индикатор батареи + время работы устройства.
-Next: Время до следующего кадра.
-Shot: Количество сделанных снимков лимит снимков (если установлен, то показывает “-” перед числом)
-Сlip: Расчетное время итогового клипа в секундах (если установлен лимит снимков, показывается сразу конечное время. иначе время рассчитывается с каждым новым снимком)
-Sett: Кнопка входа в настройки.
-GoStop: Короткое нажатие – ручной снимок Длинное нажатие – запуск таймера.
экран настроек
-Int: Установка интервала съемки.
-Lmt: Лимит кадров.
-Fps: Количество кадров в секунду (Используется для расчета времени итогового клипа)
-Dsp: Уровень контраста дисплея
-Back: Кнопка возврата в главный экран.
Заключение
Этой конструкцией я пользовался около 2 лет и она себя вполне оправдала. Конечно можно было купить готовый пульт в Китае, но это не спортивно. Да и функционал ограничен фантазией производителя, а не Вашей собственной. Сейчас у меня уже другой фотоаппарат со встроенной функцией интервальной съемки, но свой старый Lumix в связке с данным устройством, я всё ещё использую для длительных съемок, типа вот такой:
Ну и как всегда: пользуйтесь своими мозгами правильно!