Workshop & Events


Automatizovaná bolidová fotokamera a vývojové prostředí Arduino



Při pozorování a fotografování noční oblohy často narážím i na jasnější meteory i zajímavé přelety družic (Iridium atd.), ale ne vždy mám natočený fotoaparát tím správným směrem, abych objekt mohl lokalizovat a určit přesnější informace a také ne každý večer mám čas sledovat oblohu.
Proto jsem se rozhodl sestavit svoji vlastní bolidovou „fotokameru“. Snil jsem o takovémto zařízení již řadu let, ale teprve nyní jsem k vývoji našel čas, finance a technické prostředky.

Základem je starší fotoaparát Canon EOS 30D s novou závěrku a rybí oko Samyang 8mm f/3.5
Kvůli usnadnění, ochraně a ovládání fotoaparátu jsem chtěl mít zařízení automatizované. Zvolil jsem tedy vývojové prostředí Arduino, jelikož nabízelo mnoho možností, senzorů a to za rozumnou cenu. Několik týdnů mi trvalo, než jsem se naučil systém programovat, jelikož jsem nikdy nic podobného nedělal, ale nakonec se mi vše podařilo, tak jak jsem si představoval.

Použité součástky:
Canon EOS 30D + Paměťová karta 32Gb + 230V adapter… 6.500 Kč
Objektiv Samyang 8mm 6.600 Kč
Převodovaný motor pro pohon poklopu 400 Kč
Arduino Mega2560 R3 570 Kč
Digitální senzor světla 150 Kč
Digitální teploměr/vlhkoměr 200 Kč
Dešťový senzor 160 Kč
Releový box (8x) 375 Kč
Napáječe, ventilátory, rezistory, relátka, krytky, krabičky atd. cca 2.000,-


Základní podmínky funkce programu:
Když klesne světlo pod určitou hodnotu, nebude pršet a nebude vysoká vlhkost, tak se otevře poklop, zapne se fotoaparát a časování pro funkci bulb, zapne se vyhřívání a ventilátor kvůli orosení.
Pokud začne pršet, nebo bude vysoká vlhkost a nebo světlo překročí limitní hodnotu, tak se výše zmíněné funkce přeruší- zavře se ochranný poklop, vypne foťák atd…

Jelikož zapnutí fotografování ovlivňuje stav dešťového senzoru, které spíná až v případě tmy, kdy už je většinou rosa a tedy když by program splňoval podmínky tmy a vlhkosti a neměl povolení od senzoru deště, který by byl jen orosený, musel jsem vyřešit, jak ho udržet aktivní a nebyl zmatený jen padající rosou.
Řešení bylo tedy následující, senzor deště musí být alespoň trochu vyhříván, to je řešeno z vnitřního topného odporu, který přenáší teplo na senzor a tím ho udržuje v základu teplý(suchý) a taky nezamrzne…
Zároveň jsem se chtěl vyhnout zbytečným ztrátám energie a tak se senzor zapne jen v případě, že je skutečně mokrý.
Další podmínkou je, aby netopil neustále pokud bude mokrý, to je řešeno dalšími podmínkami: vlhkost musí být pod určitou hodnotu, tedy, když nebude pršet a nebude „99%“ vlhkost, poté jsem potřeboval, aby byl dešťový senzor připraven skutečně jen před fotografováním, aby opravdu netopil zbytečně. Toho jsem docílil funkcí, že se zapne jen 1 lux před limitem, který povoluje limit k fotografování. Takže je to ve výsledku, jen taková předkontrolní funkce pro správný chod následného fotografování, aby nebyl systém zmaten a nebyl vypnutý jen proto, že padá rosa, ale ostatní podmínky by byly dobré.

Program je nastaven tak, aby byl schopen reagovat na dané situace s určitou prodlevou, například při svítání, kdy senzor světla přeskakuje na limitní hodnotě, aby zařízení během okamžiku nevypínal a v zápětí znovu nezapínal…

Protože je celý box umístěný venku, kde je vystaven mrazům a horkům, má program funkce pro jeho správné přežití. Když klesne teplota například pod 2°C, zapne vyhřívání a naopak, pokud teplota překročí 40°C zapnou se chladící ventilátory…

Jedná se prozatím o první verzi, hlavní pro mne je získávat základní snímky. Dalším prvkem, který chci do systému zapojit je internetový Arduino ethernet shield pro vzdálený přístup do systému a možnost sledování hodnot ze senzorů a případné programování. Následným prvkem, který bude doprovázet dokumentaci noční oblohy bude rádiový meteorický detekční systém, který funguje na principu odrážení rádiových vln od plazmové stopy meteoru, když prolétá atmosférou a tedy by zapisoval data o průletu: sílu a čas a podle toho by se přikládaly pořízené fotografie.

Ukázka funkce ochranného poklopu https://www.youtube.com/watch?v=fDK6BSDZNjY

Ve spodní části je umístěn fotoaparát, v horní senzory a mechanika Fotobox s odklopeným krytem Fotobox s odklopeným krytem Dešťový senzor a senzor světla BH1750. Mozek celého systému: Arduino Mega2560 R3 a releové spínání. Jelikož je třeba provádět údržbu(čištění) kopule a program neumožní odklopení krytu během dne, použil jsem samostatný nezávislý přepínač, abych mohl pohodlně kdykoliv poklop otevřít a kopuli umýt Ovládání je umístěno ve větraném boxu, jsou zde zavedeny napájecí a datové kabely. Na konektorech Canon je poté připojený samotný fotobox, na jednom konektoru jsou senzory a na druhém jsou mechanické prvky