PhotoDuino 1/4 : Présentation & Nomenclature

Qui n’a jamais rêvé de vouloir photographier des gouttes d’eau tomber dans un récipient, capturer les éclairs d’un orage ou figer l’éclatement d’un ballon ?

HighSpeedShow

Oui mais pour réaliser ce genre de clichés, l’appareil doit déclencher à des vitesse très élevées ! Aujourd’hui, bon nombre d’appareils sont capables de travailler à des vitesses supérieures à 1/1000ème mais d’autres facteurs interviennent : la lumière et le bon timing pour le  déclenchement.

En effet, plus on monte en vitesse et plus on a besoin de lumière pour exposer une scène. Hors la plupart des reflex actuels sont limités par la synchro flash fixée généralement à 1/250 s, vitesse bien trop lente pour figer un sujet en mouvement ! Et l’autre difficulté est de déclencher au bon moment…

La solution ? Les concepts PHOTODUINO et OPEN FLASH !

L’Open Flash est une technique qui consiste à maintenir l’obturateur de l’appareil en position ouverte dans un environnement où l’éclairage est négligeable. Et c’est l’éclair d’un flash paramétré au minimum de sa puissance qui va définir le temps d’exposition de la photo. Avec ce procédé, on dépasse les limites techniques de l’appareil en atteignant une vitesse supérieure au 1/20 000 ème minimum.

Le PhotoDuino est appareil composé d’une carte ARDUINO UNO R3 et d’un SHIELD.

SHIELD : Carte fille étendant les possibilités de la carte ARDUINO

Le PhotoDuino est chargé de déclencher l’éclair des flashs en fonction d’événements tels qu’un bruit, un choc, une lumière ou le franchissement d’une barrière laser ou infra-rouge. Il est également capable de commander un boitier reflex et agir comme un intervallomètre.

arduino_uno_r3_1_lrg Photoduino Shield
L’arduino Uno revision 3 – (source : www.photoduino.com) Le Shield PhotoDuino v3.0 – (source : www.photoduino.com)

Photoduino Fini

Le Photoduino monté en boitier. – (source : www.photoduino.com)

Différents capteurs peuvent être associés au PhotoDuino tels que :

  • Micro Electret : Détection de son
  • Buzzer Piezo : Détection de pression et de choc
  • LDR / Photoresistance : Détection de lumière
  • Emetteur/Récepteur IR : Barrière infra-rouge
  • Pointeur Laser : Barrière Laser

Via une petite interface de puissance, le PhotoDuino peut également actionner une électro-vanne afin de produire des gouttes de liquide et composer des scènes surréalistes.

J’ai trouvé le concept PHOTODUINO intéressant et très aboutit. J’ai donc décidé de me lancer dans l’aventure que je vais maintenant vous relater de la manière la plus concise.

APPROVISIONNEMENT DES COMPOSANTS

Le Photoduino n’est pas vendu totalement assemblé et fonctionnel. Deux solutions sont possibles :

  • Achat d’un shield v3.0 monté prêt à assembler à un arduino.
  • Achat d’un kit shield v3.0 à monter puis à assembler à un arduino. (En vente ICI mais très souvent en rupture de stock)

L’ensemble des capteurs sont listés sur le site Photoduino.com. L’interface électrovanne doit également être assemblée.

SHIELD v.3.0

J’ai choisi de commander un shield déjà assemblé en v3.0 chez un vendeur EBAY : CannonBallRun au prix de 94.00 € fdp inclus. Le tarif était très intéressant, je ne suis pas sur que j’aurais pu concevoir le circuit imprimé et y intégrer les composants sans franchir la barre des 100€. L’avantage de choisir cette solution est que le shield a été testé par le vendeur ! shield photoduino

ARDUINO UNO rev3

J’ai commandé un clone de la carte ARDUINO pour son prix, 8.98€ chez le vendeur EBAY : ewin4may. La carte est quasi identique en terme de design à l’ARDUINO original. En prime, la carte est livrée accompagnée de 2 rangées de connecteurs qu’il est possible de souder sur la carte aux emplacements prévus. Un câble USB est également fourni. arduino uno r3

Pour fonctionner le Photoduino s’appuie sur un ensemble de capteurs. Le site PHOTODUINO.COM fournit la liste des capteurs. Certains sont introuvables en France, j’ai du quelque fois m’orienter vers des composants aux caractéristiques approchantes.

LE CAPTEUR DE BRUIT

Pour détecter un bruit, on utilise un microphone de type électret.Commandé chez FARNELL, réf : AOM-6742L-R, prix : 1.53 € electret

LE CAPTEUR DE CHOC

Habituellement utilisé pour diffuser un son strident, le buzzer piezo est ici utilisé pour capter chocs et vibrations.Commandé chez FARNELL, réf : ABT-441-RC, prix : 0.624 € piezzo

LA BARRIERE INFRAROUGE : L’EMETTEUR INFRAROUGE

Une LED infrarouge de 5 mm assure l’émission d’un signal sur longueur d’onde 880 NM.Commandé chez FARNELL, réf : SFH484-2, prix : 0.458 € led IR

LA BARRIERE INFRAROUGE : RECEPTEUR 1 : PHOTODIODE IR

Pour réaliser la barrière infrarouge, il est nécessaire d’avoir un récepteur IR. 2 types de récepteurs peuvent être utilisés : une photodiode ou un phototransistor. Le premier est très précis mais la distance entre l’émetteur et le récepteur est très réduite : entre 10 et 20 cm. Le second permet d’assurer une liaison jusqu’à 1 mètre.Photodiode commandée chez FARNELL, réf : SFH203-FA, prix : 0.7116 € Photodiode

LA BARRIERE INFRAROUGE : RECEPTEUR 1 : PHOTOTRANSISTOR

Comme expliqué plus haut, le phototransistor est un récepteur capable de capter les signaux émis par la LED IR sur une distance plus importante. Ceci au détriment de la précision.Phototransistor commandé chez FARNELL, réf : L-93DP3C, prix : 0.1752 € phototransistor

 

 

LA BARRIERE LASER : L’EMETTEUR, UN POINTER LASER 5mW

Il est possible de créer une barrière d’une distance bien supérieure aux barrières infrarouges en utilisant un faisceau laser. On utilise un pointeur laser de 5mW qui sera projeter sur une PHOTORESISTANCE LDR. La distance limite est fonction de la puissance du pointeur et de sa précision.Diode laser commandée sur EBAY chez le vendeur : ALIMELEC, prix : 2.50 € fdp inclus diodelaser

LA BARRIERE LASER : LE RECEPTEUR : LA PHOTORESISTANCE LDR

Pour assurer la détection d’obstacles, une CELLULE PHOTO CONDUCTRICE, appelée LDR, est utilisée. L’inconvénient de ce composant est son temps de réponse qui peut aller jusqu’à 100 ms.LDR commandée sur EBAY chez le vendeur : RELHOKG, prix : 3.65 € fdp inclus (les 25) ldr

 

L’ELECTROVANNE & SON INTERFACE

Il m’a été impossible de trouver une interface déjà montée donc je l’ai réalisée moi-même. L’ensemble des composants ainsi que les plans du PCB sont mis à disposition sur le site PHOTODUINO.

Voici la liste des composants :

Diode 1N4004 FARNELL 0.1608 € 1n4004
Résistance 10 KOhms FARNELL 1.584 € resistance10K
Bornier 2 pôles FARNELL 0.8196 € x 2 bornier
Transistor MOSFET IRL520 FARNEL 1.14 € mosfetIRL520
Electrovanne 12V EBAY – Vendeur : PORT OF PARTS 11.79 € Electrovanne

 

Le circuit imprimé nommé PCB et destiné à accueillir les composants de l’interface n’est pas disponible à la vente. Il est possible de le faire fabriquer en fournissant les plans disponibles mis à disposition sur le site PHOTODUINO.COM.

electrovalve-interface-board-600x496 electrovalve-interface-schema-600x492

L’autre solution consiste à utiliser une plaque d’essai en bakélite percée au pas de 2.54 mm et d’y souder les composants. C’est cette solution que j’ai retenu. Achetée sur EBAY chez le vendeur : MAXPER10 au prix de 3.50 € fdp in.

plaque essai

LES FOURNITURES & ACCESSOIRES

Pour concevoir le boitier qui va protéger l’ensemble ARDUINO et SHIELD, j’ai utilisé du PVC laminé noir de 3mm (récupération : 0€). Des entretoises maintiennent les cartes au boitier (x4 : 1.886 €). Et des cabochons d’interrupteurs (sur Ebay : 1.41 €)

Pour relier les capteurs au PHOTODUINO, j’ai suivi les préconisations du concepteur en achetant des câbles RCA mâle/mâle de 5 m : 3.62 € pour câbler 6 capteurs. De la gaine thermo vient assurer l’isolation des connexions : 5 €.

entretoise Gaine thermo RCA MALE MALE capuchons commutateurs

 

Pour connecter le boitier au PHOTODUINO, j’ai acheté un câble de déclenchement Jack 2.5/C3 (sur AMAZON : 5.99 € fdp inclus). Livré en jack 2.5mm, j’ai du acheté un adaptateur Jack 2.5 femelle / 3.5 mâle (sur EBAY : 5.97 € fdp in)

déclenchementC3 déclenchementJack25 Jack25-35

Dans l’attente d’avoir une paire de flashs munis de prise PC SYNC, j’utilise mon flash NISSIN DI666 non pourvu de prise synchro. J’ai donc acheté un sabot muni d’une prise PC SYNC (9.90 € chez LOVINPIX) ainsi qu’un câble PC SYNC de 5 mètres (12.04 € chez LOVINPIX).

linkstar-cable-synchro-pc-35mm-jack-63mm-male-male-5m linkstar-sabot-adaptateur-hs-25d-avec-prise-pc

 

Le PHOTODUINO peut être alimenté par le port USB mais l’interface électrovanne doit être alimentée en 12V. Je me suis donc procuré une alimentation 12V de 90W qui alimentera l’ensemble des composants.
Envisageant une utilisation nomade, je réfléchi à l’utilisation d’une batterie 12V au plomb.

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A suivre : l’assemblage et la réalisation des faisceaux de capteurs…

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