Fotos de alta velocidad con cámaras comunes y arduino

Esta forma de obtener imágenes como las que se muestran más abajo, se basa en el congelamiento de la imagen por medio del flash y no del obturador de la cámara (efecto estroboscópico).

Para tomar la imagen debemos poner a oscuras la habitación. Si quiere hacer una prueba simple sin ninguna electrónica, haga lo siguiente: consiga un flash cualquiera que pueda dispararlo manualmente (ya explicaré más adelante como fabricarlo a partir de alguna cámara vieja) coloque su cámara para que el obturador quede abierto al menos por 3 segundos (si señor, las cámaras tienen algo más que el automático!! usar la opción Tv -time value-), una vez así, ponga en marcha un ventilador al máximo, apague las luces y dispare la cámara, en el transcurso de los 3 segundos que esté el obturador abierto dispare el flash, ahora vea la foto, encontrará que ha podido fotografiar las paletas del ventilador como si estuviera apagado. Como notará el lector, sin ninguna electrónica se pueden tomar fotos como las de más abajo, pero resulta bastante tedioso, hay que hacer muchas pruebas porque al hacerlo manualmente no siempre el disparo del flash se hace en el momento preciso.

Expondré como se puede sincronizar el disparo del flash usando esa increíble placa que es Arduino y unos pocos componentes electrónicos.

Empezaré por el flash, que como dije antes debe ser uno que pueda accionarse separado de la cámara. Si vamos a comprarlo salen bastante caros, son de este tipo:

Fotografía tomada de www.mercadolibre.com.ar

Como la intensión es no gastar, usaremos el flash de alguna cámara en desuso o compramos una descartable, en mi caso usé el de una vieja Konica C35 que tenía roto el porta pilas.

La pobre ya sufrió la amputación del flash :-)

Hay que desarmarla y separar el flash con su electrónica asociada, tenga mucho cuidado porque dentro hay un capacitor y da tremendos calambrazos.

El cilindro gris al lado de la fresa del dremel es el capacitor que puede darle una descarga

De la electrónica salen varios cables, unos son de la alimentación (van a las pilas) y hay un par de cables que son los que provocan el disparo, hay que descubrir cuales son, de ahí sacaremos los cables que se usarán para dispararlo desde el arduino.

Esta imagen muestra el flash ya instalado en una caja plástica de un viejo cargador, el botón blanco a la derecha se pulsa para cargar el flash, el cable gris es el disparador

El flash manual terminado.

En la siguiente página se muestra como obtenerlo de una cámara desechable

Una vez tenemos el flash, ya podemos hacer la prueba que comenté mas arriba para ir probando.

La placa arduino se usa para disparar el flash en forma automática, esta placa tiene varias entradas y salidas analógicas y digitales, se usa una entrada analógica son un sensor que puede ser un micrófono, una barrera óptica o algún otro y un cambio en el sensor provoca el cambio de estado de una salida digital que dispara el flash.

Los circuitos asociados a la placa son muy simples y con muy pocos componentes



 

El transistor que maneja el relay es cualquiera que sea NPN.

La electrónica dispuesta sobre el Arduino

El código para programar el micro de arduino es este, tomado de la misma página que indiqué antes:

 

/* Arduino High Speed Photography
Micrófono colocado en Analog0 con una resistencia pull-down de 1k
*/
int ledPin = 13;
int time = 2; // Tiempo entre que se detecta el sonido y salta el flash
int sensibility = 40; // Sensibilidad (>37)
void setup()
{
pinMode(ledPin, OUTPUT);
}
void loop()
{
if (analogRead(0) > sensibility)
{
delay(time);
digitalWrite(ledPin, HIGH);
delay(250);
digitalWrite(ledPin, LOW);
delay(1000);
}
}

Variando int time = 2; variamos los milisegundos de retraso en que se disparará el relay, en este caso el valor es 2 milisegundos.

Todo el sistema eléctrico preparado.

El “estudio” necesitaremos montar un pequeño estudio para las distintas fotos,

Puede verse la cámara en un trípode improvisado, el micrófono pegado a la fuente donde fotografiaremos la gota, el flash que no debe ser tan directo, para que la imagen salga mas nítida, hay que ir probando. También puede verse la placa arduino, que en este caso la alimento con la notebook por el USB, pero puede ser alimentada con una batería de 9v, con la compu es mejor para variar los parámetros del código.

Se entiende como es el mecanismo? Con la habitación a oscuras disparamos la cámara con obturador abierto, dejamos caer el objeto en la fuente y el ruido hace que a los x milisegundos se dispare el flash, en la foto veremos congelado solo es instante.

Algunas fotitos









Esto es lo que siempre me dicen que hago, esta vez lo hice.... romper los huevos.



Unas mas

Globos de agua reventados con los dardos de una ballesta

A esta última le dí un milisegundo mas de retardo, la flechita ya casi pasó completa y el agua empieza adesparramarse

Modificación del flash para acortar el tiempo de exposición:

Luego de hacer varias fotos, uno empieza a buscarle fallas y defectos, cuando sacamos fotos de proyectiles, como el caso del dardo de la ballesta, se puede notar que el mismo no sale nítido, sale un tanto “corrido” debido a la velocidad que lleva, si el pulso de iluminación no es lo suficiente corto, la flecha queda registrada en un trayecto que recorre mientras tiene luz, eso provoca este efecto.

Observe que el dardo sale “movido”

Que se puede hacer para que eso mejore? El tiempo y la intensidad de la luz del flash dependen de un capacitor que es el que se descarga y provoca el destello en la lámpara del propio flash,

Esta marcado el capacitor del flash que vamos a cambiar

En la imagen esta marcado el “responsable”, este capacitor tiene un valor de 200 mF 300v y tiene una polaridad, encontrará que de un lado esta marcado el negativo. Lo que haremos será cambiar ese capacitor por uno de menor valor.

Hay en los balastros de las lámparas de bajo consumo unos que nos servirán, podemos usar las que ya están quemadas, normalmente estos capacitares no son los que se dañan

La imagen muestra el capacitor que vamos a usar del balastro, necesitamos 2, no necesariamente deben ser del mismo valor, uno puede ser de 4,7 y el otro de 5,6 MF

Vamos a necesitar dos de estos capacitores, tienen un valor de 4,7 ó 5,6 MF 400v.

Los dos capacitares deben ir en paralelo, es decir, vamos a unir las patas con igual signo, de esta forma se suman las capacidades, finalmente tendremos un capacitor de unos 10 MF 400v.

Antes de desoldar el capacitor original del flash, con el destornillador vamos a puentear los dos terminales del mismo, veremos que hace una chispa, no se asuste, es normal, si no lo hacemos corremos riesgo que nos de un calambrazo. Ahora si, desoldamos y teniendo cuidado con la polaridad soldamos el capacitor de 10MF.

Ya instalados los dos capacitores de balastro en lugar del original

Comprobamos que todo funciona, notaremos que el flash se carga muuuuuyyyyy rápido y cuando lo disparamos ya no tiene la fuerza que tenía, pero igual va a ser suficiente para iluminar la escena.

Cuando probemos veremos que lo que salía movido ya sale mucho mejor

El trapo de piso que sale al costado izquierdo es para limpiar el enchastre

La flechita sabe bien nítida ahora