Взлом цифровой камеры с брелком для управления Arduino: 6 шагов

2024 Автор: John Day | [email protected]. Последнее изменение: 2024-01-30 11:55

Вариантов фотографии для Arduino немного, и они очень редки. Веб-камеры не подходят для таких приложений, как фотосъемка воздушных змеев или публичная фотография, если только вы не хотите покупать 200-футовый USB-кабель. А современные методы автономной фотографии Arduino обычно пытаются захватить необработанные данные изображения с CMOS-камер, снятых с мобильных телефонов … и поверьте мне, если вам не нужно загружать или изменять эти фотографии в цифровом виде в реальном времени, вы не хотите уходить по этой дороге. Почему нет обычной, дешевой, серийной цифровой камеры, управляемой Arduino?

Оказывается, есть по крайней мере один - и они продают его в вашей местной аптеке (CVS / Rite-Aid / Walgreens и т. Д.). Это те маленькие маленькие брелки-камеры, которые они продают по 10-15 долларов за штуку. Фотографии на них неплохие с разрешением около 300 на 200, они могут хранить от 20 до 240 фотографий (в зависимости от того, что вы найдете), и, оказывается, эти маленькие парни просто созданы для того, чтобы их взломали. Вы также можете сделать то же самое с дешевой 1 или 2-мегапиксельной камерой, которая при необходимости принимает SD-карты (см. Ниже), но мы пройдем через процесс, используемый на более часто встречающихся камерах 300 на 200. Это руководство проведет вас через процесс разборки, модификации и повторной сборки стандартной камеры-связки ключей. Затем он проведет вас через монтаж простого набора схем транзисторного переключателя, который может использоваться Arduino для включения и выключения камеры и фотографирования, когда этого требует ваша программа. В нем также будет пример кода и множество красивых картинок. Прежде чем начать, несколько замечаний: * Взламываемая камера может измениться с синего на серебристый и обратно на фотографиях. Не волнуйтесь, внутренности обеих камер одинаковы (в данный момент я работаю с обеими для исследования). Эта же камера продается по всей стране в разных цветах, под разными торговыми марками и даже с немного разными физическими корпусами. * Если эта техника звучит знакомо, это может быть связано с тем, что то, что мы делаем с самой камерой, очень похоже на технику, используемую в CatCam, проекте, который стал вирусным два года назад, когда на ошейники поместили маленькие камеры с замедленной съемкой. уличных кошек и наблюдая, куда они идут. В методе CatCam используется камера, которую нелегко найти в Соединенных Штатах, и она была написана до того, как Arduino действительно стал популярным - надеюсь, этот пересмотр техники поможет сообществу DIY заново открыть и использовать ее в своих проектах. Я открыл для себя CatCam по завершении этого проекта, и обе техники были разработаны независимо - так что моя техника, вероятно, отличается от техники CatCam; не стесняйтесь выбирать техники из двух. * Если вы находитесь за пределами США или хотите сделать заказ напрямую у CatCam, продаваемая ими взломанная камера имеет более высокое качество - 1 или 2 мегапикселя - и может сохранять фотографии непосредственно на SD-карту. Очень хорошо для многих проектов (но не обязательно для всех). Но если вам нужна камера сегодня, зайдите в любой Rite-Aid, CVS и т. Д. И возьмите камеру, показанную здесь - камеру Digital Concepts, обычно распространяемую компанией Sakar International. * В моих исследованиях я фактически управляю этой камерой с помощью отдельного чипа ATMega. Если вы по какой-то причине заинтересованы в изучении этой техники, дайте мне знать - если будет достаточно интереса, я сделаю еще один учебник. (Я полагал, что будет больше спроса на то, чтобы делать это через Arduino.) ОБНОВЛЕНИЕ: По запросу я добавил принципиальную схему для подключения автономного чипа ATMega к чипу, как на последней фотографии ниже. Многим из вас это не поможет, и я прошу прощения за это - я надеюсь уделить этому шагу должную осмотрительность - но для тех, кто настроен решительно, это лучше, чем ничего (я надеюсь). * Этот метод документируется в рамках моего исследования в программе магистра дизайна материальных взаимодействий Университета Карнеги-Меллона в Питтсбурге, штат Пенсильвания. Если вы планируете вернуться в школу, любите создавать вещи и заинтересованы в пересечении технологий и дизайна или искусства, напишите нам!:) Надеюсь, вы нашли это полезным - комментарии как по технологии, так и по применению приветствуются! Не стесняйтесь писать мне напрямую или комментировать, если у вас есть какие-либо вопросы или вы хотите получить какие-либо разъяснения.

Шаг 1. Соберите расходные материалы и инструменты

Прежде чем приступить к выполнению этой инструкции, вам понадобится несколько инструментов и материалов. Давайте сейчас пробежимся по ним, ладно?

Инструменты: * Крошечная отвертка с крестообразным шлицем. (Примерно такого же размера, который вы могли бы использовать для ремонта очков или в комплекте для ремонта компьютера.) * Полезно, но не критично, если у вас длинные ногти - крошечная отвертка с плоской головкой для использования в качестве плоскогубцев. * Кусачки / устройства для зачистки проводов * Полезно, но не критично - мультиметр. * Паяльник и припой. (А теперь, не волнуйтесь. Все, что вам нужно сделать, это нагреть существующий припой и вставить несколько зачищенных концов проводов в существующие соединения. Требуются только элементарные знания пайки. Возможно, вы даже сможете уйти с помощью клея для проволоки на некоторых моделях, но пайка более безопасна.) Принадлежности: * Стандартный брелок для цифровых фотоаппаратов. Часто продается под торговыми марками Digital Concepts или Shift. Продается в CVS, Rite-Aid, Walgreens, некоторых Walmarts и по всему Интернету. * Полезно, но не критично - несколько запасных батареек AAA. В камере должна быть одна батарейка AAA. Но если вы собираетесь использовать свой проект более нескольких раз или в течение длительного времени, вам понадобятся запчасти - камера их съедает. * Несколько футов изолированного провода. (Подойдет либо изоляция из пластика нормального размера, как показано на рисунке, либо изоляция из тонкой краски - у обоих есть свои плюсы и минусы; я предпочитаю использовать изоляцию краской, потому что иногда делаю нестандартные штыревые разъемы для своих соединений.) * Макетная плата или другая макетная плата. * Два длинных отрезка белого провода (для подключения транзисторов к Arduino) * Два длинных отрезка черного провода (для подключения земли от Arduino к макетной плате) * Два длинных отрезка красного провода (для подключения высокой мощности от Arduino к макетной плате) * Полезно, но не критично - светодиод (для отладочного вывода). * Два транзистора (я использую транзисторы NPN 2N3904). * Arduino с кабелем USB.

Шаг 2: Взломайте и разберите брелок-камеру

Перво-наперво - вы начинаете эту хитрость, беря отвертку и ноготь / плоскогубцы к камере и разбирая ее. В примечаниях к изображениям ниже вы увидите пошаговое рассмотрение камеры - я укажу, где каждый винт расположен в примечаниях к изображению. Когда ваша камера разобрана и выглядит как последняя картинка (хотя и с большим количеством деталей), переходите к шагу 3.

Шаг 3: взломайте камеру, часть I (припаяйте переключатели)

Это самая сложная часть взлома, но, клянусь, это не так уж сложно. Так что сделайте глубокий вдох и приступим к пайке!

Для этого взлома мы оставим печатную плату камеры полностью нетронутой. Все, что мы будем делать, это впаивать наши собственные соединения в печатную плату по обе стороны от кнопочных переключателей, используемых для управления камерой. Это позволяет нам использовать Arduino для цифрового «нажатия» на каждую кнопку, когда мы захотим (через внешние транзисторы, действующие как переключатели). При работе с печатной платой старайтесь по возможности брать ее за края. Печатная плата довольно прочная, но, в конце концов, электроника остается открытой, и не стоит прикасаться к ней больше, чем это необходимо. Отрежьте и зачистите концы четырех кусков проволоки длиной не менее 30 см каждый. (В этом случае лучше длиннее, чем короче; это не то, что вам нужно слишком часто переделывать.) Затем посмотрите на две пары паяных соединений, показанные на рисунке ниже, по одной паре вокруг каждого из двух кнопочных переключателей.. Используя функцию непрерывности / короткого замыкания на вашем мультиметре, вы можете убедиться, что вы нашли правильные пары соединений для пайки, удерживая концы на обоих соединениях переключателя и нажав кнопку вручную, чтобы увидеть, не создает ли это короткое замыкание между соединениями. Если это так (сопротивление между двумя падает от бесконечности до почти нуля), вы нашли два правильных. Если у вас нет мультиметра, вы можете просто сделать глубокий вдох и довериться картинке. Убедившись, что вы нашли правильные соединения, с помощью паяльника расплавьте припой в каждом из этих четырех соединений и прикрепите конец одного из четырех отрезков провода к каждому из четырех соединений. Если у вас есть рука помощи с установкой для пайки, обязательно используйте ее, чтобы удерживать схему устойчиво (поместив небольшой сложенный кусочек газеты между зажимами, чтобы защитить печатную плату).

Шаг 4: взломайте камеру, часть II (припаяйте заземление)

Вы только что завершили самую сложную часть этого хака - поздравляем! Тем не менее, вам нужно сделать еще одно (более простое) паяное соединение. Для этого вам понадобится свежий припой.

ПРИМЕЧАНИЕ. Не обращайте внимания на то, что на этом рисунке печатная плата находится внутри пластикового переднего корпуса. Не делайте того, что я делаю здесь - пожалуйста, припаяйте это соединение ПЕРЕД тем, как положить схему обратно в корпус, чтобы избежать случайного расплавления пластикового корпуса. (Я был просто небрежно фотографировал этот шаг и постараюсь исправить его позже.) Возьмите пятый кусок проволоки и обрежьте его, по крайней мере, на 30 сантиметров в длину с зачищенными краями. В идеале этот кусок проволоки должен быть черного цвета или, по крайней мере, отличаться от первых четырех. Теперь припаяйте один конец к внешней стороне заземляющего конца держателя батареи, как показано. Вам нужно будет добавить свой припой к этому соединению и припаять его прямо к металлу. Я обнаружил, что это намного проще, чем пытаться добавить провод к существующему припою, удерживая держатель батареи на печатной плате. (На фотографиях я укажу на правильный и неправильный пути.) Почему мы это делаем? Что ж, для того, чтобы транзистор, управляемый Arduino, мог управлять переключателями на камере брелка, цепь Arduino и цепь камеры брелка должны иметь общее электрическое заземление. Этот провод просто позволяет вам позже физически подключить заземление камеры к заземлению Arduino через общий ряд на макетной плате.

Шаг 5: подключите камеру к Arduino

Пришло время подключить камеру к Arduino.

Сначала загрузите код, который будет управлять камерой в Arduino. Ниже мы загрузили / прикрепили образец кода Arduino, который мы использовали здесь для создания покадровой фотографии. Код включит камеру, сделает снимок, а затем задержит на целую минуту (в течение этого времени камера автоматически выключится), прежде чем снова включить питание и сделать еще один снимок - повторение этого для двадцати фотографий (емкость моего первого взломанная камера.) Теперь давайте подключим ваш Arduino к вашей камере. Во-первых, небольшое объяснение: для полного управления камерой наш код берет два цифровых вывода и сопоставляет один с переключателем включения, а другой с переключателем затвора. Когда код хочет включить или выключить камеру или переключить режимы, он ненадолго удерживает камеру на выходном контакте на высоком уровне - а когда код хочет сделать снимки, он удерживает выходной контакт затвора камеры на высоком уровне. Это действие переводится в фактическое нажатие кнопки путем включения и выключения транзистора, который, в свою очередь, подключается через провода нашей камеры к переключателям на реальной камере. Заземление камеры и Arduino связано, чтобы дать схемам Arduino и внешней камеры общее заземление, позволяя транзисторам работать должным образом. Возьмите два провода, чтобы подключить эти два выходных контакта (камера и шторка камеры) к разным линиям на макетной плате. Затем подключите базовый вывод транзистора к каждому из двух выводов. Наконец, подключите два провода для каждого соответствующего переключателя от вашей реальной камеры к двум другим (коллекторный и эмиттерный контакты) транзистора. Возможно, вам придется поэкспериментировать с тем, какой провод идет к коллектору, а какой к эмиттеру в каждой паре; что будет зависеть от внутренней проводки конкретной камеры, которую вы взламываете. Наконец, ** и это важно **, возьмите провод заземления от камеры и подключите его к контакту заземления на Arduino. Это необходимо для работы ваших транзисторов и, следовательно, для вашей камеры, чтобы реагировать на ваш Arduino!

Шаг 6: Сделайте снимки

Вставьте батарею AAA в камеру. Он должен подать звуковой сигнал и включиться. Подождите 30 секунд, чтобы камера выключилась. (Код, который я включил, предполагает, что камера уже выключена при запуске, и включит вашу камеру за вас.) Теперь установите камеру и Arduino под желаемый угол обзора и включите Arduino. Вуаля! Может быть, вы спрашиваете - эта камера немного громоздка, с Arduino, макетом и всем остальным. Разве мы не можем сделать его немного более компактным, чтобы снимать практически откуда угодно? Хорошая новость в том, что это возможно! Он был разработан для использования в качестве автономной схемы с использованием Atmega, снятого с Arduino, на одной камере / объекте схемы, который можно разместить где угодно. Я также включил изображение этой настройки ниже - и если люди заинтригованы этим, я поработаю над другим Instructable или, по крайней мере, добавлю файлы Eagle на эту страницу, чтобы другие могли работать с ними. Просто дай мне знать! Надеюсь, вы нашли это полезным - комментарии как по технологии, так и по применению приветствуются! Не стесняйтесь писать мне напрямую или комментировать, если у вас есть какие-либо вопросы или какие-либо разъяснения.