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2018年08月の記事

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2018年8月31日(金) 21:46

調達ミス

 センサーの向きを調整する役に立てようと、グリーンレーザーモジュールを購入した。
 ところが、サイズ把握をミスしていたようだ。

 これはビームが太い特殊タイプで、太い方が広がり角を小さくできて遠距離では有利である。ところが現物は、太いビームが更にどんどん太くなる代物で、焦点調整もできない。
 日中屋外でも10メートルぐらいなら視認可能なので役には立つが、大き過ぎる。
 センサーの照準に使うのに、センサーよりでかい。

 グリーンレーザーは向きを合わせるときだけ照射し、センサー運用時は照射しない。
 そんな一時的な利用しかしない副次的機能のために、コレはでか過ぎる。全くの無意味にセンサーユニットが大型化してしまう。
 ハイスピードカメラ撮影時の照明などに使えるかもしれないので、いちおう保管しておく意味はありそうだ。しかし当初の目的には使えない。

 改めて、小型のモジュールを買い直すしかあるまい。

 さて、本題の製作だが、現行カメラの撮影ならセンサーユニットは不要だ。使って撮影する状況も作れるが、無くても困らない。となれば、送信機とカメラ直結ユニットを先行して製作するのが妥当。センサー照準レーザーは無いし。

 数年前に製作したときと最大の違いは、鈴商とヒロセテクニカルが閉店してしまったこと。特にヒロセは機械スイッチの在庫が豊富で、地味にダメージがでかい。細くて、より線で、耐熱被覆と3拍子揃った配線も、ヒロセだけが売っていた。

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2018年8月30日(木) 22:13

仕様概要

1)送信機(通常レイテンシーモード)


 バッテリー エネループ2本
 メインボタン 待機状態のカメラ直結ユニットに送信し、動作状態にさせる。
  カメラ直結ユニットが動作状態のときに押すと、キャンセルボタン→メインボタン、と同じ動作をする。
 キャンセルボタン カメラ直結ユニットを強制的に待機状態にする。撮影中なら強制的に撮影を終了させる。
 LED1 カメラ直結ユニットがメインボタン操作を受け付ければ2秒間だけ点灯
 LED2 カメラ直結ユニットがキャンセルボタン操作を受け付ければ2秒間だけ点灯
 LED3 カメラ直結ユニットが旧互換モードならば点灯
 LED4 カメラ直結ユニットがセンサー利用モードならば点灯
 LED5 カメラ直結ユニットが待機状態ならば点灯
 LED6 カメラ直結ユニットが動作状態ならば点灯
  多色LEDは輝度が落ちるし、光の位置が違うほうが認識性が高いので、あえて独立LEDを使う。使用は日中屋外。

  DO3 メインボタン押した:L 押していない:H
  DO4 キャンセルボタン押した:L 押していない:H

  DI1 カメラ直結ユニットの DO1
  DI2 カメラ直結ユニットの DO2
  DI3 カメラ直結ユニットの DO3
  DI4 カメラ直結ユニットの DO4

 ・送信機の電源を入れた際に、
   キャンセルボタンを押すことでLED2が点灯することを確認するのを推奨。
   これにより、通信が通じているかどうかチェックできる。

 ・メインボタンを押した際に、LED1が2秒間点灯するはず。
   点灯しない場合は、メインボタンを押し直すのが推奨。
   点灯していたLED5が消灯し、LED6が点灯すれば押し直し不用。

2)センサーユニット(低レイテンシーモード)


 バッテリー エネループ4本。センサーは電力を食う。
 電源スイッチ(スライドスイッチ)あり。
 センサーモードと中継器モードの切り替えスイッチあり。
 テストボタンあり(カメラ直結ユニットと通信可能かどうかテストする)。
  中継器として動作しているときは無効(ハード的に不可能)。
 ブザー電源スイッチあり(センサー反応時にブザーを鳴らすかどうか)。

 センサー反応距離と反応速度の設定が可能(1または2)。
 センサーの反応をカメラ直結ユニットにそのまま送信するだけ。
 カメラ直結ユニットが待機中かどうかなど考慮しない。
 単なる中継器として動作させることが可能なようにする。

  DO1 センサー反応あり:L センサー反応無し:H
  DO2 テストボタン押した:L 押していない:H

  DI4 カメラ直結ユニットの DO4

・電源LED
・センサー反応LED
・センサー反応+1秒持続LED(ブザーが有効なら連動)

3)カメラ直結ユニット(低レイテンシーモード)


 バッテリー エネループ2本
 親機とし、送信機とセンサーユニットからの情報を受信する。
 センサー検出期間制限の設定機能を搭載。
 シャッターモードの設定機能を搭載。
 電源スイッチ(スライドスイッチ)あり。
 センサー利用モードと旧互換モードの切り替えスイッチあり。

  DO1 待機状態:H 動作状態:L
   送信機のボタンが押されてから持続時間終了までが「動作状態」それ以外が「待機状態」
  DO2 旧互換モード:H センサー利用モード:L
  DO3 送信機のメインボタンを受け取っていない:H 受け取った:L
  DO4 送信機のキャンセルまたはセンサーユニットのテストボタンを受け取っていない:H いずれかを受け取った:L

  DI1 センサー反応なし:H センサー反応あり:L
  DI2 センサーユニットのテストボタン押されていないH 押された:L
  DI3 送信機のボタン 押されていない:H 押されている:L
  DI4 送信機のキャンセルまたはセンサーユニットのテストボタン 押されていない:H いずれかが押されている:L

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2018年8月29日(水) 22:03

シャッター仕様

 既出の通り、センサー検出と、センサー検出を受け付ける期間設定。そういう2段構えの方式になっている。センサーは障害物すべてに反応するため、センサー検出を常時受け付けたのでは撮りたくないものまで撮れてしまう。ハイスピードカメラは極めて短時間しか録画できないため、無駄な撮影は回避したい。
 センサー検出を受け付ける期間は、現状の動画撮影と同様に設定する。

センサー検出期間制限


 センサーを有効にする期間の制限。
 カメラ直結ユニットで、設定する。
 センサーユニット自体はセンサーが常時有効であり、検出結果を常に送信する。それを受け付けて処理するかどうかを、カメラ直結ユニットが決める。

・遅延時間 0秒 2秒 5秒 10秒 の4通り。
  送信機のメインボタンを押してから、センサーを有効にするまでの時間。
・持続時間 10秒 20秒 30秒 無制限 の4通り。
  センサーが有効になっている時間の長さ。
  旧互換モード(現状の動画撮影と互換)では、無制限の代わりに40秒。

シャッターモード


 センサー検出を受け付けた場合、カメラ直結ユニットが有線リモコンでシャッターを押す。
 センサー検出期間制限が持続時間無制限の場合、センサー反応があれば何度でも繰り返す。 
 持続時間が有限の場合、持続時間内で最初の1回だけ動作し、それ以降のセンサー反応は無視する。
  持続時間が終了したり送信機のキャンセルボタンが押された場合は、また1回だけ動作する。

・遅延時間 0〜5秒 0.1秒単位で設定。
  センサー反応が最初に発生してからシャッターが最初に押されるまでの時間。
・持続時間 0.1〜10秒 0.1秒単位で設定。
  撮影を続けたい時間。動画モードでは数秒以上にすべきかもしれない。

・動画モード 動画撮影する場合。
  撮影開始時と撮影終了時に、1回ずつシャッターを押す。
・連写モード 静止画を連写したい場合。
  撮影を続けたい時間ずっとシャッターを押し続ける。

 一般的に動画撮影は、撮影開始時にシャッターを押し、撮影終了時にまたシャッターを押す。すなわち、シャッターボタンを押すごとに撮影と停止がトグルする。そのため、シャッターボタンを押し忘れると、撮ったはずのものが逆に全く撮れないという悲惨な状態になる。よって、シャッター制御のプログラムにバグがあってはならない。
 このシステムでは遅延時間と持続時間という概念もあり、キャンセルボタンが絡むとシャッター管理は非常に煩雑になる。これが、アセンブラ使用の現状システムにキャンセル機能を実装していない理由である。

 ハイスピードカメラのトリガー入力仕様がまだ不明であるため、一部の仕様は確定しない。
 大半の動画撮影装置は、シャッターボタンの反応が悪い。テープメディアの時代なら仕方のない面もあったが、メモリー記録になって久しいのに実際に撮影が開始されるまで何秒も待たされるのが通例だ。そのため、シャッターボタンを押す間隔が数秒よりも短いと、カメラ側で取りこぼす。これは、上記シャッターボタンの押し忘れと同様の結果を招く。
 よって、通常のビデオカメラを操作する場合、撮影を数秒以上続けねばならない。

 ハイスピードカメラがソレでは困るため、カメラ本体で撮影持続時間を設定可能になっている可能性がある。
 そのあたりの仕様との絡みで、自作側システムの仕様を微調整する必要が生じるかもしれない。

旧互換モード


 センサーを使用せず、現状の無線リモコンと同じように使用可能なモード。
 センサーが有効になるとシャッターを切り、センサーが無効になるとシャッターを切る。
 シャッターモードの設定は、無視される。
 センサーユニットは、必要ならば無線中継器として使用する想定。

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2018年8月28日(火) 21:40

不満解消

 登場する端末は、基本的に3つである。

1)送信機
2)センサーユニット
3)カメラ直結ユニット

 1)には人間が操作するボタンが付いていて、押すことにより3)へ無線送信する。
 2)にはセンサーが内蔵されていて、障害物を検知すると3)へ無線送信する。
 3)は1)と2)からの無線を受信し、必要に応じて有線リモコンを自動操作しカメラのシャッターを切る。

 無線通信には、TWE LITE RED DIP を使う。
 デフォルトでインストールされている超簡単!標準アプリを入れ替えるつもりだったが、じっくり検討するとそのまま使うのが最も適しているように思える。

・標準入出力を使い分けることで、3つ以上の端末による擬似同時通信が可能。
・低レイテンシーモードが可能で、信号遅延を0.01秒以下にできる。
・4入力4出力が使えるので、情報量として実用可能。

 設定は、3)を親機とし、1)と2)を子機とすれば良いだろう。
 1)と3)だけを使用し、現在の無線リモコンと同じように使うこともできるようにしておく。そしてそのとき、2)を単なる中継器として動作させることができるようにしておく。現在の無線リモコンの方が小型でバッテリー本数も少なくて済むが、新造リモコンは出力が大きい。また、機能が豊富になる。現状の不満は、すべて解消しておきたい。大型化の代償だ。

 不満の1つとして、電源の切り忘れが多発することがある。実際には、電源スイッチが荷物の中で勝手に動くことが多い。送信機は、使用直前にスイッチを入れることが多いため、拳銃のセーフティーのように親指で動かし易い位置に電源スイッチがある。これは、簡単に動いてしまう。
 また、送信後にいちいちスイッチを切るのも面倒だ。
 だったら電子機器では良くあるように電源スイッチを無くしてしまい、送信ボタンを押したらスリープから復帰して送信し、10秒ぐらい放置することで勝手にスリープに戻るように作るべきだろう。

 送信機は TWE LITE を別にすればマイコン搭載が不要な簡単処理で済む。オートパワーオフを実現するにはマイコンを使いたいが、処理能力は低くて良い。例えば PIC16F88 をエネループ2本で動作させた場合、スリープ時の消費電力は0.1μAぐらいしかない。これは、エネループで2000年ぐらい放置できるほどの消費電力である。実際は遥か前にエネループの自己放電で使えなくなるが、要するにスリープ時の消費電力はゼロとみなせる。
 スリープのまま1年放置しても、バッテリーの自己放電に比べて誤差ていどの電力しか食わない。

 ただし、DC-DC コンバーターによる昇圧はできない。2Vで賄わねばならない。
 PIC 自体は大丈夫だが、昇圧無しではLEDも点灯できない。DC-DC コンバーターも待機電力を食わないように実装し、PIC からの操作で有効化させるような作りにせねばならない。
 スリープを使うのは、結構厄介である。

 だが、「どうしてオートパワーオフ付いてないんだよ!」というのは非常に大きな不満だったので(作ったのは自分だが)、これは何としても実装したい。

 もう1つの大きな不満は、1)のボタンを押して3)の時計が動き始めると、途中でキャンセルできなかったこと。撮影が終わるまでは次の操作を受け付けない。
 これは、PIC16F88 アセンブラーのマクロがタコ過ぎて条件分岐の管理が面倒過ぎたせいであり、C言語が実用になると判明した現在では、問題なく解決できる。

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2018年8月27日(月) 21:49

使用状況

 ハイスピードカメラ用のトリガーセンサーだが、仕様を決めるためには使用状況を考えねばならない。
 通常のカメラに使うことも可能なので、広範囲な使い方が可能になるよう仕様を考えたい。それにはまず、現在の無線リモコンの使われ方からだ。

 数年前に製作した無線リモコンは大活躍している。長く使用し続けたことにより、極めて役立つことが実証された。細かな不満はあるが細かな部分なので、今回の仕様に反映させるとしても細部の調整で済む話である。本題には関係しない。
 でもって現在の無線リモコンだが、送信機と受信機(と中継器)が1セットになっていて、送信機にはボタン1つしかない。ボタンを押すと、受信機の時計が動作を始める。そしてあらかじめ設定されたタイミングで、有線リモコン経由でシャッターを押す。ビデオは基本的に、撮影開始時にシャッターを押し、撮影終了時にもう一度シャッターを押す。

 よく使う設定は、動作開始から5秒だけ待ち、その後20秒間だけビデオ撮影を行う。すなわち、送信機のボタンを押してから5秒後と25秒後にカメラ(ビデオ撮影モード)のシャッターが押される。
 大抵の場合はこれで撮りたい瞬間は撮れるので、後からその20秒間の動画を編集し適切な部分だけを切り出している。定点カメラで撮りっ放しにするのに比べると、バッテリーの持ちもSDカードの容量消費も編集の手間も、何から何まで楽になる次第。

 問題は、やはり20秒程度は連続で撮りたいこと。さもないと撮りたい瞬間が入らない可能性がある。
 ところが、現在注文しているハイスピードカメラは、たった40秒間しか撮影できない。これでもハイスピードカメラとしては長時間の撮影が可能な方である。現在の無線リモコンを流用すると、撮影2回で記録できなくなる。2回ごとに編集し、保存する、という作業を行わねばならず、極端に使い勝手が悪くなる。
 だから、障害物検出センサーなのだ。

 センサーで適切なタイミングのトリガーを掛けられれば、連続2秒の撮影時間でも十分に撮りたい瞬間を撮れる。対象次第で1〜5秒程度の範囲は必要だが、それでも8〜40回の撮影を連続で行えるようになる。これなら実用になる。
 ただし、すべてをセンサー任せにすると、撮りたいもの以外の障害物を何でも撮影してしまう。そういうモードがあっても良いが、大抵はセンサーが有効なタイミングは制約する必要がある。

 となると、現状の無線リモコンとの組み合わせ技になる。
 送信機のボタンを押してから5〜25秒後だけ、センサーを有効にする。その期間に障害物を検出した場合だけ、センサーからカメラにトリガー信号を送る。
 つまり新システムは、送信機とセンサーユニットとカメラ直結受信機の3つが1セットになる。

 現状の無線リモコンは手を加えず、すべて新造する。
 なぜなら現状のものは数年の使用により実用プルーフされている。若干の不満はあっても、有用で信頼できる。ならばバックアップ用として手付かずで残しておくのが得策だ。無線出力が弱いタイプだが、それだけに小型でもある。新システムは無線出力の強いタイプにするので、大型化する。
 使い分けすべきだろう。

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