Hacken einer Schlüsselanhänger-Digitalkamera für die Arduino-Steuerung - Gunook

2024 Autor: John Day | [email protected]. Zuletzt bearbeitet: 2024-01-30 07:23

Fotografie-Optionen für den Arduino sind rar gesät. Webcams sind für Anwendungen wie Drachenfotografie oder öffentliche Fotografie nicht praktisch, es sei denn, Sie möchten ein 200-Fuß-USB-Kabel kaufen. Und aktuelle Techniken für die eigenständige Arduino-Fotografie versuchen normalerweise, rohe Bilddaten von CMOS-Kameras zu erfassen, die von Mobiltelefonen abgenommen wurden … und glauben Sie mir, es sei denn, Sie müssen diese Fotos in Echtzeit digital hochladen oder ändern, Sie möchten nicht gehen diese Straße hinunter. Warum gibt es keine normale, billige, von Arduino steuerbare Digitalkamera?

Es stellte sich heraus, dass es mindestens eine gibt – und sie verkaufen sie in Ihrem örtlichen Drogeriemarkt (CVS/Rite-Aid/Walgreens/etc.). Die Fotografie auf ihnen ist mit einer Auflösung von etwa 300 x 200 nicht schlecht, sie können zwischen 20 und 240 Fotos speichern (je nachdem, welches Sie finden), und es stellt sich heraus, dass die kleinen Kerle nur zum Hacken gemacht wurden. Sie können den gleichen Hack auch mit einer billigen 1- oder 2-Megapixel-Kamera ausführen, die bei Bedarf SD-Karten aufnimmt (siehe unten), aber wir werden den Prozess durchgehen, der bei den häufiger vorkommenden 300 x 200-Kameras verwendet wird. Dieses Instructable führt Sie durch den Prozess des Zerlegens, Änderns und Zusammenbauens einer handelsüblichen Schlüsselanhängerkamera. Es führt Sie dann durch die Verdrahtung eines einfachen Satzes von Transistorschaltkreisen, die von Arduino verwendet werden können, um die Kamera aus- und einzuschalten und Fotos zu machen, wann immer Ihr Programm es wünscht. Es wird auch Beispielcode und viele hübsche Bilder enthalten. Bevor wir beginnen, ein paar Anmerkungen: *Die gehackte Kamera kann auf den Fotos von Blau zu Silber und zurück wechseln. Keine Sorge, die Interna beider Kameras sind gleich (ich arbeite derzeit mit beiden für die Forschung.). Dieselbe Kamera wird im ganzen Land in verschiedenen Farben, unter verschiedenen Markennamen und sogar mit leicht unterschiedlichen Gehäusen verkauft. *Wenn Ihnen diese Technik bekannt vorkommt, könnte dies daran liegen, dass das, was wir mit der Kamera selbst machen, der Technik der CatCam sehr ähnlich ist, einem Projekt, das vor zwei Jahren viral wurde, indem kleine Zeitrafferkameras an den Halsbändern angebracht wurden von Katzen im Freien und beobachten, wohin sie gehen. Die Technik der CatCam verwendet eine Kamera, die in den Vereinigten Staaten nicht leicht erhältlich ist und die geschrieben wurde, bevor Arduino wirklich durchstartete - hoffentlich wird diese Überarbeitung der Technik der DIY-Community helfen, sie in ihren Projekten wiederzuentdecken und wiederzuverwenden. Ich habe die CatCam entdeckt, als dieses Projekt abgeschlossen wurde, und beide Techniken wurden unabhängig voneinander entwickelt - daher unterscheidet sich meine Technik wahrscheinlich von der CatCam-Technik; Fühlen Sie sich frei, eine der beiden Techniken auszuwählen und auszuwählen. *Wenn Sie sich außerhalb der USA befinden oder direkt bei CatCam bestellen möchten, ist die von ihnen verkaufte hackbare Kamera von höherer Qualität - 1 oder 2 Megapixel - und kann Fotos direkt auf einer SD-Karte speichern. Sehr schön für viele Projekte (aber nicht für alle notwendig). Aber wenn Sie heute eine Kamera haben möchten, gehen Sie zu einem Rite-Aid, CVS usw. und holen Sie sich die hier gezeigte Kamera - eine Digital Concepts-Kamera, die normalerweise von Sakar international vertrieben wird. *Meine Recherchen haben dazu geführt, dass ich diese Kamera über einen eigenständigen ATMega-Chip steuere. Wenn Sie aus irgendeinem Grund daran interessiert sind, diese Technik zu lernen, lassen Sie es mich wissen - wenn genug Interesse besteht, werde ich ein weiteres Instructable aufpeppen. (Ich dachte, es würde mehr Nachfrage geben, dies über Arduino zu tun.) UPDATE: Auf Anfrage habe ich den Schaltplan hinzugefügt, um den eigenständigen ATMega-Chip mit dem Chip als letztes Foto unten zu verbinden. Es wird für viele von Ihnen nicht hilfreich sein, und ich entschuldige mich dafür - ich hoffe, diesem Schritt seine gebührende Sorgfalt zu geben - aber für diejenigen, die entschlossen sind, ist es besser als nichts (hoffe ich). *Diese Technik wird im Rahmen meiner Forschung am Master of Tangible Interaction Design-Programm der Carnegie Mellon University in Pittsburgh, PA, dokumentiert. Wenn Sie darüber nachdenken, wieder zur Schule zu gehen, Spaß am Basteln und Interesse an der Schnittstelle von Technologie und Design oder Kunst haben, schreiben Sie uns!:) Ich hoffe, Sie fanden das hilfreich - Kommentare zu Technologie und Anwendung sind willkommen! Schreiben Sie mir gerne direkt oder kommentieren Sie, wenn Sie Fragen haben oder Erläuterungen wünschen.

Schritt 1: Zubehör und Werkzeuge zusammenbauen

Sie benötigen ein paar Werkzeuge und Zubehör, bevor Sie auf diesem Instructable den Boden treffen können. Lassen Sie uns sie jetzt durchgehen, ja?

Werkzeuge: *Ein kleiner Kreuzschlitzschraubendreher. (Ungefähr die Größe eines, die Sie zum Reparieren von Brillen oder in einem Computer-Reparaturset verwenden könnten.) * Hilfreich, aber nicht kritisch, wenn Sie lange Fingernägel haben - ein winziger Flachkopfschraubendreher, der als Zange verwendet wird. *Drahtschneider/Abisolierzange *Hilfreich, aber nicht kritisch - Multimeter. * Lötkolben und Lötzinn. (Nun, keine Sorge. Alles, was Sie tun müssen, ist, etwas vorhandenes Lötmittel zu erhitzen und ein paar abisolierte Drahtenden in die vorhandenen Anschlüsse zu stecken. Nur rudimentäre Lötkenntnisse erforderlich. Vielleicht können Sie sogar davonkommen mit Drahtkleber bei einigen Modellen, aber Löten ist sicherer.) Zubehör: *Eine handelsübliche Schlüsselanhänger-Digitalkamera. Oft unter den Markennamen „Digital Concepts“oder „Shift“verkauft. Verkauft bei CVS, Rite-Aid, Walgreens, einigen Walmarts und im gesamten Internet. * Hilfreich, aber nicht kritisch - ein paar AAA-Ersatzbatterien. Die Kamera sollte mit einer AAA-Batterie geliefert werden. Wenn Sie Ihr Projekt jedoch mehr als ein paar Mal oder über einen längeren Zeitraum verwenden möchten, benötigen Sie Ersatzteile - die Kamera frisst sie. *Ein paar Meter isolierter Draht. (Entweder normal kunststoffisoliert, abgebildet, oder dünnwandig, farbisoliert, ist in Ordnung - beide haben ihre Vor- und Nachteile; ich neige dazu, farbisoliert zu verwenden, weil ich manchmal benutzerdefinierte Steckerleisten für meine Verbindungen herstelle.) *Zwei längliche weiße Drahtstücke (zum Anschließen von Transistoren an Arduino) *Zwei längliche schwarze Drahtstücke (zum Anschließen der Masse von Arduino an das Steckbrett) *Zwei längliche rote Drahtstücke (zum Anschließen der hohen Leistung von Arduino an das Steckbrett) *Hilfreich, aber nicht kritisch - eine LED (für die Debugging-Ausgabe). * Zwei Transistoren (ich verwende NPN 2N3904 Transistoren.) * Ein Arduino mit USB-Kabel.

Schritt 2: Öffnen Sie die Schlüsselbundkamera und zerlegen Sie sie

Das Wichtigste zuerst - Sie beginnen diesen Hack, indem Sie Ihren Schraubendreher und Ihren Fingernagel / Ihre Zange zu dieser Kamera bringen und sie auseinandernehmen. In den Bildnotizen unten sehen Sie eine schrittweise Zerlegung der Kamera - ich werde darauf hinweisen, wo sich jede Schraube in den Bildnotizen befindet. Wenn Ihre Kamera zerlegt ist und ungefähr wie das letzte Bild aussieht (wenn auch mit mehr Teilen), fahren Sie mit Schritt 3 fort.

Schritt 3: Hacken Sie den Kamerateil I (Löten in die Schalter)

Dies ist der schwierigste Teil des Hacks - aber es ist nicht *so* schwer, ich schwöre. Also atme tief durch und lass uns löten!

Für diesen Hack werden wir die Kameraplatine vollständig intakt lassen. Alles, was wir tun werden, ist, unsere eigenen Anschlüsse auf beiden Seiten der Drucktastenschalter, die zum Betrieb der Kamera verwendet werden, in die Platine zu löten. Auf diese Weise können wir unseren Arduino verwenden, um jede Taste jederzeit digital "nach unten zu drücken" (über externe Transistoren, die als Schalter fungieren). Versuchen Sie beim Hantieren mit der Platine, diese nach Möglichkeit an den Kanten anzufassen. Die Platine ist ziemlich robust, aber am Ende des Tages ist es immer noch freiliegende Elektronik, und es lohnt sich, sie nicht mehr als nötig direkt anzufassen. Schneiden und streifen Sie die Enden von vier Drahtstücken ab, die jeweils mindestens einen Fuß lang sind. (In diesem Fall besser länger als kürzer; das sollten Sie nicht zu oft wiederholen.) Schauen Sie sich dann die beiden Lötstellenpaare an, die im Bild unten gezeigt sind, ein Paar um jeden der beiden Drucktastenschalter. Mit der Durchgangs-/Kurzschlussfunktion Ihres Multimeters können Sie bestätigen, dass Sie die richtigen Verbindungspaare zum Löten gefunden haben, indem Sie die Enden an beiden Schaltverbindungen halten und die Taste manuell drücken, um zu sehen, ob dies einen Kurzschluss zwischen den Verbindungen verursacht. Wenn dies der Fall ist (der Widerstand zwischen den beiden fällt von unendlich auf nahe Null), haben Sie die richtigen beiden gefunden. Wenn Sie kein Multimeter haben, können Sie einfach tief durchatmen und dem Bild vertrauen. Sobald Sie sicher sind, dass Sie die richtigen Verbindungen gefunden haben, schmelzen Sie mit Ihrem Lötkolben das Lot an jeder dieser vier Verbindungen und befestigen Sie ein Ende eines der vier Drahtstücke in jeder der vier Verbindungen. Wenn Sie beim Löten eine helfende Hand haben, verwenden Sie sie auf jeden Fall, um Ihre Schaltung stabil zu halten (legen Sie ein kleines, gefaltetes Stück Zeitung zwischen die Klemmen, um die Platine zu schützen.)

Schritt 4: Hacken Sie die Kamera Teil II (Löten Sie eine Masseverbindung)

Sie haben gerade den schwierigsten Teil dieses Hacks abgeschlossen - herzlichen Glückwunsch! Das heißt, Sie haben noch eine (einfachere) Lötstelle zu machen. Für diesen benötigen Sie etwas frisches Lötmittel.

HINWEIS: Bitte ignorieren Sie, dass sich die Platine in diesem Bild im Inneren des Kunststoff-Frontgehäuses befindet. Tun Sie nicht, was ich hier mache - bitte löten Sie diese Verbindung, BEVOR Sie die Schaltung wieder in ihr Gehäuse legen, um ein versehentliches Schmelzen des Kunststoffgehäuses zu vermeiden. (Ich war beim Fotografieren dieses Schritts einfach schlampig und werde später versuchen, ihn zu reparieren.) Nehmen Sie ein fünftes Stück Draht und schneiden Sie es mit abisolierten Kanten auf mindestens einen Fuß Länge. Idealerweise sollte dieses Drahtstück schwarz gefärbt sein, oder zumindest anders als die ersten vier. Löten Sie nun ein Ende davon wie abgebildet an die Außenseite des Masseendes des Batteriehalters. Sie müssen dieser Verbindung Ihr eigenes Lötmittel hinzufügen und hier direkt auf das Metall löten. Ich habe festgestellt, dass dies viel einfacher ist, als zu versuchen, Ihren Draht dem vorhandenen Lötmittel hinzuzufügen, das den Batteriehalter an der Platine hält. (Ich werde auf den Fotos auf die richtigen und falschen Wege hinweisen.) Warum tun wir das? Damit ein Arduino-gesteuerter Transistor die Schalter der Schlüsselbundkamera steuern kann, müssen die Arduino-Schaltung und die Schlüsselbundkamera-Schaltung eine gemeinsame elektrische Masse haben. Mit diesem Kabel können Sie die Masse der Kamera später einfach über eine gemeinsame Reihe auf dem Steckbrett mit der Masse des Arduino verbinden.

Schritt 5: Hängen Sie die Kamera an Ihren Arduino

Jetzt ist es an der Zeit, Ihre Kamera an Ihren Arduino anzuschließen.

Laden Sie zuerst einen Code, der die Kamera zum Arduino steuert. Unten haben wir einige Arduino-Beispielcodes hochgeladen/angehängt, die wir hier verwendet haben, um Zeitrafferaufnahmen zu machen. Der Code schaltet die Kamera ein, macht ein Bild und verzögert dann eine volle Minute (während dieser Zeit schaltet sich die Kamera automatisch aus), bevor er wieder eingeschaltet und ein weiteres Bild aufgenommen wird - dies wiederholt sich für zwanzig Fotos (die Kapazität meines ersten) gehackte Kamera.) Verbinden wir nun Ihr Arduino mit Ihrer Kamera. Zuerst eine kleine Erklärung: Um die Kamera vollständig zu steuern, verwendet unser Code zwei digitale Ausgangspins und weist einen dem Einschalter und einen anderen dem Verschlussschalter zu. Wenn der Code die Kamera ein- oder ausschalten oder den Modus wechseln möchte, hält er die Kamera kurz auf dem Ausgangspin hoch - und wenn der Code Bilder aufnehmen möchte, hält er den Kameraverschluss-Ausgangspin hoch. Diese Aktion wird in das eigentliche Drücken der Taste übersetzt, indem ein Transistor ein- und ausgeschaltet wird, der wiederum über unsere Kameradrähte mit den Schaltern an der realen Kamera verbunden ist. Die Masse der Kamera und des Arduino sind verbunden, um den Schaltkreisen des Arduino und der externen Kamera eine gemeinsame Masse zu geben, damit die Transistoren ordnungsgemäß funktionieren. Nehmen Sie zwei Drähte, um diese beiden Ausgangspins (Kamera ein und Kameraverschluss) mit verschiedenen Leitungen auf dem Steckbrett zu verbinden. Verbinden Sie dann den Basispin eines Transistors mit jedem der beiden Ausgangspins. Schließlich verbinden Sie Ihre beiden Drähte für jeden entsprechenden Schalter von Ihrer eigentlichen Kamera mit den anderen beiden (Kollektor- und Emitter-Pins) des Transistors. Möglicherweise müssen Sie in jedem Paar experimentieren, welcher Draht zum Kollektor und welcher zum Emitter führt. Dies hängt von der internen Verkabelung der jeweiligen Kamera ab, die Sie hacken. Schließlich **und das ist wichtig**, nehmen Sie Ihr Erdungskabel von der Kamera und stecken Sie es in den Erdungsstift des Arduino. Dies ist notwendig, damit Ihre Transistoren funktionieren und damit Ihre Kamera auf Ihr Arduino reagiert!

Schritt 6: Machen Sie Bilder

Stecken Sie eine AAA-Batterie in Ihre Kamera. Es sollte piepsen und sich einschalten. Warten Sie 30 Sekunden, bis sich die Kamera ausschaltet. (Der Code, den ich enthalten habe, geht davon aus, dass die Kamera bereits ausgeschaltet ist, wenn sie ausgeführt wird, und schaltet Ihre Kamera für Sie ein.) Positionieren Sie nun Ihre Kamera und Arduino für den gewünschten Betrachtungswinkel und schalten Sie Ihr Arduino ein. Voila! Vielleicht fragen Sie - diese Kamera ist ein wenig unhandlich, mit einem Arduino und einem Steckbrett und allem. Können wir das nicht etwas kompakter machen, um Bilder von so ziemlich jedem beliebigen Ort zu machen? Die gute Nachricht ist, es kann! Dies wurde für die Verwendung als eigenständige Schaltung entwickelt, bei der der Atmega von einem Arduino abgezogen wird, auf einem einzigen Kamera- / Schaltungsobjekt, das überall platziert werden kann. Ich habe auch ein Bild dieses Setups unten eingefügt - und wenn die Leute davon fasziniert sind, werde ich an einem anderen Instructable arbeiten oder zumindest die Eagle-Dateien zu dieser Seite hinzufügen, damit andere davon arbeiten können. Lass es mich wissen! Ich hoffe, Sie fanden dies hilfreich - Kommentare zu Technologie und Anwendung sind willkommen! Schreiben Sie mir gerne direkt oder kommentieren Sie, wenn Sie Fragen haben oder Erläuterungen wünschen.