Jeffrey Cross
Jeffrey Cross

COMMENT - "Photographie stroboscopique faite maison"

Photographie stroboscopique faite maison par Tom Anderson et Wendell Anderson…

JUMPIN ’JACKED FLASH

Nous avons créé un flash stroboscopique à partir d'un appareil photo Kodak jetable, puis conçu un circuit qui déclenche le flash lorsqu'il détecte un son ou un autre événement mesurable. Le flash stroboscopique va geler le mouvement!

Nous utilisons un appareil photo numérique pour une longue exposition (deux secondes ou plus) et prenons la photo dans une pièce sombre.Lorsque la bulle apparaît, le circuit de déclenchement activé par le son déclenche le flash et la caméra enregistre l'événement incroyable.

Pourquoi ne pas simplement prendre la photo du ballon avec un appareil photo numérique et son flash intégré? Tout d’abord, fixer le bon timing est un problème difficile: l’exposition de l’appareil photo, son flash et l’événement lui-même doivent être synchronisés. (Essayez-le vous-même et voyez quelle chance vous avez.) Le deuxième problème est qu'un flash standard ne produit pas un très bon flash, car il clignote trop longtemps, ce qui provoque des photos floues à grande vitesse.

TRIGGER SONORE

Nous prenons de longues expositions dans une pièce sombre. Il n’est pas nécessaire que ce soit noir dans le noir; nous utilisons un garage la nuit avec les lumières éteintes. Même si l'obturateur est ouvert pendant 2 à 15 secondes, le flash ne se déclenche qu'une seule fois et est déclenché par le son. Le flash bloque le mouvement et nous obtenons une image. Lorsque vous prenez une photo au flash dans une pièce sombre, peu importe la durée de l'ouverture de l'obturateur. Tout ce qui compte, c'est que le flash se déclenche lorsque l'obturateur est ouvert.

Illustration de Timmy Kucynda

Explosion de bouteille dans le studio à haute vitesse de Bryn Russell

La fructification au volant par Bryn Russell.

.22 balle rencontre les crayons, de Khuong Nguyen, Ed Bystrom et Chen-Chei Chuang

Chris Pycior a capturé Dan Brown en train de prendre une prise au Lee’s Summit, dans le Missouri

Le verre de Ken Reppart est plus que moitié plein

Explosion de pétard par Tom et Wendell Anderson

Conseil cassé par Tom et Wendell Anderson.

(Toutes ces photos ne peuvent pas être prises avec le kit de contrôleur flash).

Découvrez d’autres photos stroboscopiques dans le pool de photographie haute vitesse Flickr, flickr.com/groups/highspeed/pool.

Une brève histoire de la photographie à grande vitesse

Ernst Mach a publié certaines des premières images haute vitesse en 1887, utilisant la lumière d'un éclateur pour geler une balle et révéler l'ombre de l'onde de choc supersonique qui la précédait. Mais c'est Harold "Doc" Edgerton (1903-1990), professeur au MIT, qui a largement contribué à transformer les stroboscopes d'un instrument de laboratoire obscur en un dispositif pour piétons dans chaque caméra. En plus de posséder les connaissances scientifiques et techniques nécessaires pour perfectionner les stroboscopes dans le commerce, Edgerton est également reconnu pour son esthétique visuelle. Il a créé de nombreuses images frappantes de phénomènes lumineux ornant les musées d'art du monde entier. Ses photos et son équipement stroboscopique sont visibles au musée du MIT.

—Peter Mui

Note du rédacteur: Peter Mui avait Doc Edgerton comme directeur de thèse au MIT et, après avoir obtenu son diplôme, était assistant de recherche dans son laboratoire jusqu’en 1990.

Installer

Visitez makezine.com/04/strobe pour la liste des sources.

Photographie de Tom Anderson et Wendell Anderson

Matériaux

  • Appareil photo jetable*
  • Contrôleur Flash *
  • Batterie*
  • Câble flash 2,5 mm mono mâle à mâle *
  • Prise téléphonique 2,5 mm *
  • Fil Flash 22 fil de raccordement awg, 8 "de long, un vert, un rouge *
  • Microphone d'ordinateur *
  • Ballon
  • Percer
  • Fer à souder ou pistolet à souder
  • Souder
  • Clou

* Ces éléments sont inclus dans le kit du contrôleur flash.

Les auteurs de ce projet ont travaillé avec MAKE pour développer un nombre limité de kits destinés à la vente. Le kit de contrôleur de flash comprend tous les composants électroniques, la carte de circuit imprimé, un boîtier (le boîtier), une caméra jetable, un microphone et d'autres composants décrits dans ce projet. Le contrôleur Flash inclus dans le kit est assemblé et testé. Vous pouvez toutefois en commander une version non assemblée si vous souhaitez souder plus de 60 composants. (Vous devez au moins disposer d'un équipement de soudage et d'un voltmètre et savoir comment les utiliser. Ce n'est pas un projet «apprendre à souder».) Le kit de contrôleur Flash coûte 99 € et vous pouvez le commander à makezine.com/. go / flashkit.

Fais-le

Comment capturer un mouvement à grande vitesse

Commencer >>

Time: un après-midi | Complexité: faible

1. Démontez la caméra jetable

La vitesse de flash d'un flash plus faible est suffisamment rapide pour produire une très bonne lumière stroboscopique. Nous en avons donc fabriqué un parmi les appareils photo jetables les moins chers que nous ayons pu trouver (moins de 5 $). Nous avons démonté un appareil photo à usage unique, ajouté une connexion permettant au circuit du contrôleur de flash de déclencher le flash, puis rassemblé l'appareil photo.

AVERTISSEMENT: Nasty Shock Inside

Avant de démonter un appareil photo à usage unique, vous devez savoir qu’il contient un gros condensateur électrolytique. Ce condensateur, qui stocke la charge de l'ampoule du flash, est chargé à 330 V et peut vous donner un choc désagréable si vous touchez les cordons ou le circuit imprimé avant qu'ils ne soient déchargés. Nous vous expliquons comment décharger le condensateur en toute sécurité. Ne laissez donc pas cette étape de côté.

Regardez ce clip vidéo sur la décharge d’un condensateur: makezine.com/04/flash/caps.mov

À propos des caméras à usage unique

Même si vous ne fabriquez pas de système photo stroboscopique, vous trouverez peut-être intéressant de démonter un appareil photo à usage unique, qui est étonnamment convivial. Ces caméras sont conçues pour être démontées et remises en place, mais pas nécessairement par ceux qui les achètent. Vous pouvez trouver à l'intérieur des pièces montrant l'usure de multiples réutilisations. Nous avons reçu gratuitement quelques appareils photo usagés sur simple demande auprès d'un magasin de photo local. (Kodak paie environ 0,15 USD chacun pour les renvoyer au recyclage. Ne perdez donc pas votre temps à en demander gratuitement au grand W. Consultez la page kodak.fr et recherchez «Recyclage unique des appareils photo» pour en savoir plus sur le programme de recyclage de Kodak. .)

La raison habituelle de démonter un appareil photo jetable est d'ajouter un nouveau film et une batterie, mais nous souhaitons utiliser l'appareil photo comme une pièce jointe au flash déclenchée par le son. Les photos réelles seront prises avec un appareil photo numérique (ou film).

Démontage de l'appareil photo, étape par étape

Suivez les photos à la page suivante. Tout d’abord, nous enlevons les autocollants et les boue de l’extérieur de la caméra 1. Il y a quatre loquets latéraux (gauche, droite, haut et bas). Nous avons trouvé qu'il était plus facile de commencer par la gauche. À l'aide d'un petit tournevis à lame plate, faites levier doucement pour ouvrir le loquet et séparez légèrement le dos en plastique de l'appareil photo, ce qui maintient le loquet ouvert. 2. Tout en maintenant le devant et le dos légèrement écartés, soulevez les loquets du haut et du bas. Enfin, soulevez le loquet droit et retirez le plastique 3. Essayez de ne pas casser les loquets. (Si vous le faites, utilisez du ruban adhésif ou des élastiques lors du remontage.) Retirez le film et la batterie 4.

Les fils du condensateur chargé doivent être visibles près du centre, en regardant à l'arrière de la caméra. À l’aide de la pointe d’un petit tournevis isolé à poignée en plastique, raccordez les deux conducteurs du condensateur ensemble. 5. Vous verrez probablement un flash et entendre un bruit fort. Une fois que vous êtes certain que le condensateur est déchargé, retirez délicatement le loquet qui maintient le plastique avant 6,7. Derrière le devant en plastique se trouvent un objectif et un obturateur. Soulever délicatement le porte-objectif comme indiqué. 8. En dessous se trouve l’obturateur auquel est relié un ressort. Enlevez-les aussi 9. Il devrait y avoir un trou au centre qui est ouvert de l'avant vers l'arrière 10.

2. Mod la caméra jetable

Nous sommes maintenant prêts à effectuer quelques opérations sur l’appareil photo jetable afin de pouvoir contrôler son petit flash bon marché.

2a. Nous allons d’abord monter notre connecteur de gâchette (fourni avec le kit) sur le dos en plastique de l’appareil photo, le corps du connecteur prenant la place de la cartouche de film. Commencez par percer un trou de ¼ "dans le dos en plastique, comme indiqué.

2b. Enfilez les fils de connecteur rouge et vert dans le trou central et soudez-les comme indiqué, le fil rouge en haut et le vert en bas. Ne réinstallez pas l'obturateur et l'objectif.

2c Remonter. Enclenchez le plastique devant la caméra après avoir réinstallé la batterie. L'installation de la batterie rechargera le condensateur, soyez donc prudent! Remettez ensuite le plastique dans la caméra, et le flash est terminé!

REMARQUE: Faites attention à la polarité de la batterie. Si vous le mettez à l'envers, le circuit est endommagé de façon permanente et vous devrez recommencer avec une nouvelle caméra.

Conception du contrôleur de flash

Le contrôleur de flash de notre kit répond à un signal puis déclenche le flash. Nous devions ajouter un délai ajustable entre le son et la photo pour obtenir la meilleure image stop-action possible. Un bon déclencheur de flash doit pouvoir réagir aux sons forts (comme un ballon) ou aux sons faibles (comme une goutte d'eau dans un plat). Il devrait être capable de déclencher de la lumière aussi bien que du son. Il devrait pouvoir déclencher un flash ou une lumière stroboscopique. C'est ce que nous avons conçu et construit. Si vous souhaitez créer votre propre contrôleur, reportez-vous à la barre latérale de la page 115, «Make Versus Buy».

Notre circuit de contrôleur de flash se compose de six «blocs système» simplifiés.

Le comportement de chaque bloc est programmé par quelques composants (résistances et condensateurs) situés à l’intérieur du bloc. Notre système global a deux entrées (son ou lumière) et deux sorties (T TL ou flash d'appareil photo). Voir ci-dessous pour obtenir des instructions sur l’utilisation et le réglage des paramètres du contrôleur de flash.

Comment faire un sous-circuit de temporisation

Voulez-vous que votre photo de ballon ait un petit ou un grand trou? Une petite différence de délai change beaucoup la photo. Vous pouvez simplement éloigner le microphone du son pour ajouter un délai (environ 1/1 000 de seconde par pied), mais cela ne fonctionnera pas pour le déclenchement de la lumière.

Pour obtenir les meilleures photographies haute vitesse, il est important de pouvoir régler le temps entre le son et le moment où la photo est prise.

Bloc capteur

Cette sous-unité a deux entrées: son et lumière. Le microphone convertit le son en tension et la photodiode convertit la lumière en tension. Brancher le microphone active automatiquement le microphone et désactive la photodiode. Lorsque le microphone est débranché, la photodiode est automatiquement active. La sortie du bloc de capteurs est une tension de niveau bas (quelques millièmes de volt).

Bloc amplificateur

Cela augmente proportionnellement la tension du bloc capteur. La proportion exacte est appelée «gain» et elle est programmée par Rf et Rs, selon la formule Gain = 1 + Rf / Rs.

Puisque le gain est proportionnel, alors Gain = Vout / Vin. Le circuit présenté ici est une version simplifiée du bloc d’amplificateur utilisé dans notre conception. Considérez ce qui se produirait si Rf était une résistance variable: changer Rf changerait le gain, ce qui changerait l'ampleur de l'amplification du signal. C'est une façon de faire un contrôle de volume. C’est aussi pourquoi notre circuit peut se déclencher sur des bruits forts ou faibles, selon le réglage du gain.

Bloc comparateur de fenêtre

Lorsque la tension de l'amplificateur est supérieure ou inférieure à un niveau spécifié, la tension de sortie du comparateur de fenêtre passe très rapidement de Vcc à zéro et délivre des impulsions de 0 V au bloc Time Machine. Lorsque vous utilisez l'entrée photodiode, le flash se déclenche lorsque la lumière s'allume ou s'éteint. Par exemple, un pointeur laser déclenchera le flash lorsque le faisceau est interrompu ou lors de sa première réception.

Bloc de temps machine

Ce bloc est constitué de quatre puces de 555 minuteries. On définit le délai (voir l'encadré «Comment créer un sous-circuit de temporisation») et l’un définit la largeur d’impulsion de sortie; les deux autres servent à éviter les flashs multiples, qui peuvent être provoqués par les échos d'un bruit fort lors de l'utilisation du microphone. Nous avons ajouté les deux dernières 555 lorsque nous avons remarqué des «images doubles» sur nos images originales qui éclatent en ballon.

Lorsque la tension d'entrée d'un 555 passe à zéro, il émet une impulsion positive dont la longueur est définie par R et C. La durée de l'impulsion de sortie (en secondes) = 1,1 * R * C. Par exemple, lorsque R = 560K, et C = 10 µF, la longueur = 1,1 * 560E3 * 10E-6 = 6,2 secondes.

Bloc de sortie flash

Notre circuit peut être utilisé de deux manières différentes: avec un flash d'appareil photo ou une lumière stroboscopique. Le stroboscope accepte les niveaux TTL et le flash de l'appareil photo accepte la sortie SCR. La sortie TTL de la machine à remonter le temps peut gérer les stroboscopes SnapShot II trouvés (utilisez simplement un câble de guitare pour le connecter): www.musiciansfriend.com/srs7/g=home/search/detail/base_id/38402. Le SCR (Silicon Controlled Rectifier) ​​est un dispositif de déclenchement pour un flash d'appareil photo, y compris celui que nous avons construit pour ce projet. Il est également connecté à la sortie de la machine à remonter le temps. Le SCR peut déclencher de nombreux types de flashes d'appareil photo standard, y compris celui de l'appareil photo jetable modifié.

Bloc d'alimentation

Une pile de 9V alimente le circuit. La diode évite d’endommager le circuit si la batterie est installée à l’arrière. Un interrupteur allume et éteint le circuit, et le voyant est allumé quand le circuit est allumé.

NOTES DE PROJET: Choisir un flash

Les lumières stroboscopiques industrielles sont utilisées pour l'inspection des machines car elles peuvent geler les pièces en mouvement. Voir une démo sur makezine.com/04/strobe/indstrobe.mov

Lorsque nous avons démarré ce projet, nous avons étudié la possibilité de créer un flash à partir de rien. C'était un gros défi de le rendre bon marché. Nous avons compris comment en fabriquer un bon, mais c'était trop cher. Nous avons envisagé de modifier un flash bon marché de Ritz Camera, mais ce n’était pas assez rapide et les images étaient floues.

Moins cher, plus vite. Seuls quelques composants peuvent ralentir le flash. En substituant des composants plus rapides à ces composants, nous avons trouvé laquelle était lente: le condensateur flash. Ironiquement, un condensateur plus petit et moins cher serait plus rapide. Nous avons essayé un appareil photo jetable, en pensant qu'il aurait un petit condensateur pour réduire les coûts. Nous avions raison.

Pour éviter que le flash ne devienne trop faible, une tension plus élevée peut être utilisée sur un petit condensateur, ce qui augmente l'énergie stockée. Avec cette approche, et quelques autres astuces, un flash très rapide (quelques microsecondes de long) peut être créé. Cela devient cher et compliqué, cependant.

Un outil important pour la conception de ce type de circuit est la possibilité de faire de bonnes mesures de choses comme la vitesse du flash. Nous avons construit un circuit spécial qui utilise une photodiode rapide pour convertir les éclairs de lumière à l’entrée en sortie de tension. Nous avons mesuré cette tension de sortie avec un oscilloscope.

Le son de la vitesse. Les flashes de l'appareil photo utilisent un tube au xénon et son flash s'accompagne d'un son distinctif. Nous avons constaté que nous pouvions entendre la différence entre une courte «tique» stroboscopique et un flash plus long, qui sonnait comme un «pugghush».

Le tube flash au xénon de votre appareil photo est probablement l’ampoule la plus efficace de votre maison. Il a probablement aussi la plus courte durée de vie opérationnelle. Bien que cela puisse durer environ 200 000 images, chaque flash dure environ 1/2 000 seconde. Au total, cela ne dure que 100 secondes!

NOTES DE PROJET: Conception d’un circuit imprimé

Si vous envisagez de créer un circuit de flash à partir de zéro, cela vous intéressera peut-être de savoir comment nous sommes passés d'un souhait (déclencher un flash en fonction d'un événement mesurable) à une carte de circuit imprimé finie qui répondait à ce souhait. Cela nécessitait de la planification, des tests, du prototypage et de la révision.

1. Commencez avec une planche à pain. Les pièces étaient pour la plupart soudées dans les airs. Cela nous a permis d'essayer rapidement des solutions de rechange en matière de conception et de faciliter la recherche et la résolution des problèmes de conception.

2. Gardez une trace de la planche à pain avec un schéma dessiné à la main. Nous avons entré le schéma dans un outil de CAO appelé gschem (geda.seul.org/tools/gschem). Ensuite, nous avons conçu la forme de la carte de circuit imprimé.

3. Terminez la conception de la carte de circuit imprimé avec un autre outil de CAO appelé PCB (pcb.sourceforge.net). Nous avons envoyé les fichiers de sortie de PCB au fabricant de cartes de circuit imprimé PCBexpress (pcbexpress.com).

4. Commandez des pièces auprès de Mouser (mouser.com) et de Digi-Key (digikey.com). Les cartes de circuit imprimé et leurs pièces sont arrivées dans quelques jours.

FAIRE VERSUS ACHETER

Vous pouvez créer votre propre contrôleur flash en utilisant les informations de cet article et le schéma complet disponible à l'adresse makezine.com/04/strobe. Vous pouvez également acheter le kit de contrôleur flash au prix de 99 $. Pour plus d'informations, voir makezine.com/go/flashkit. Il existe un nombre limité de kits disponibles.

UTILISE LE

MAINTENANT CAPTUREZ UN BALLON EN MID-POP

PRÊT…

Gonflez un ballon et placez-le ainsi qu'un sujet dans un endroit propice à la prise de vue.

1. Réglez l'appareil photo pour une durée d'exposition longue, disons deux secondes, en utilisant la «priorité d'obturation». Désactivez également le flash intégré de l'appareil photo. Vous voudrez peut-être aussi expérimenter la mise au point manuelle par rapport à la mise au point automatique. Utilisez le mode «Macro» de l’appareil photo pour le contrôle de l’exposition, le cas échéant.

2. Positionnez la caméra de sorte qu'elle soit bien focalisée et dirigée vers le ballon (un trépied est pratique pour cela, si vous en avez un).

3. Positionnez le flash de manière à ce qu'il pointe vers le ballon et non vers l'appareil photo (un trépied est pratique ici aussi, si vous en avez un autre).

4. Branchez le microphone sur le contrôleur de flash.

5. Placez le microphone près du ballon.

6. Branchez le câble sur le contrôleur de flash et sur le flash (ou le flash). Il y a deux sorties possibles à partir du contrôleur flash. Un ou les deux peuvent être utilisés. Un câble (un câble de guitare normal, non fourni) relie le contrôleur de flash au flash stroboscopique Snapshot II (non fourni). L’autre câble (mono mâle de 2,5 mm à mono mono de 2,5 mm, fourni) relie le contrôleur de flash (fourni) au flash jetable modifié pour appareil photo (appareil photo non modifié fourni).

7. Allumez le contrôleur de flash et le flash (ou stroboscope). Connectez le câble de sortie pour alimenter le contrôleur. Appuyez sur le bouton situé à l'avant de l'appareil photo pendant quelques secondes pour activer le flash.

ENSEMBLE…

1. Éteignez les lumières. Il n’est pas nécessaire que la pièce soit complètement noire, mais plus sombre est préférable.

2. Appuyez sur le déclencheur. Si vous n’utilisez pas la mise au point manuelle, votre appareil photo peut avoir besoin d’un peu de lumière pour régler la mise au point dans le noir. Attendez donc environ 1 seconde pour que l’objectif soit mis au point.

ALLER!

Pop le ballon avec une épingle à chapeau. Le son déclenche le flash de l'appareil photo. Attendez que l'obturateur se ferme ou vous allez gâcher le tir. Mon appareil photo fait un petit clic lorsque l'obturateur se ferme. Puis rallumez les lumières et admirez la photo.

REFAIS-LE!

Si vous êtes comme nous, vous voudrez faire quelques ajustements et recommencer.

Ajustez le délai du contrôleur de flash si nécessaire; plus de retard signifie un plus grand trou dans le ballon. Il y a deux boutons sur le dessus du contrôleur flash. L'un est pour le retard, et l'autre est pour le gain. En tournant le bouton de délai, vous pouvez ajouter plus ou moins de délai. La même chose est vraie pour le gain. Augmentez le gain du contrôleur de flash si le flash ne s’est pas éteint.

Rapprochez le flash du ballon pour plus de lumière si la photo est trop sombre.

Si vous êtes fier d’une de vos photos, postez-la sur votre site Web et envoyez un courrier électronique à ce sujet à [email protected].


Tom Anderson et Wendell Anderson sont ingénieurs pour une entreprise d'électronique. En tant que passe-temps, ils développent des projets audio et logiciels.


Références:

Kit de photographie à grande vitesse MakerSHED

https://makezine.com/go/flashkit

https://makezine.com/04/flash/caps.mov

http://www.makezine.com/04/strobe

https://makezine.com/04/strobe/indstrobe.mov

http://digikey.com

http://flickr.com/groups/highspeed/pool

http://geda.seul.org/tools/gschem

http://mouser.com

http://www.musiciansfriend.com/srs7/g=home/search/detail/base_id/38402

http://pcb.sourceforge.net

http://pcbexpress.com


De MAKE 4 - Page 102. Pour obtenir MAKE, abonnez-vous ou achetez des volumes uniques.

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