溅起水花!水滴摄影

崧峻
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发布时间: 2025-06-14 14:52:51 | 阅读数 0收藏数 0评论数 0
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我拍摄水滴已经有一段时间了......从 2017 年开始。我仍然记得当我用 Littlebits 制作的第一个装置让水滴从表面弹起时,我是多么兴奋......有了这些装置(Mark I 和 Mark II),我受到启发去尝试,最后我成功地让几滴水在半空中相撞......

准备工作:

材料:

下载附件的 PDF 以获取完整的工具和组件列表。

注:硬件版本为V2,软件版本已升级到V3,使用相同的硬件。

PDF
splash+parts+list+V2.pdf
421.38KB
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Arduino控制器

控制器的核心是 Arduino UNO R3 计算机。所有必要的组件都安装在 PCB 上,包括用于激活阀门的 Mosfet。三个输出用于切换相机快门 (D11)、闪光灯 (D3) 和阀门 (D2)。光电隔离器用于将这些组件与 Arduino 安全隔离。

光电隔离器输出与连接到引脚 4 和 5 的光敏 NPN 晶体管切换。该晶体管对极性敏感。(与引脚 5 上的集电极相比,引脚 4 上的发射极必须为负极。此极性必须来自所连接的闪光灯或相机。如果控制 LED(白色、蓝色和红色)闪烁,Arduino 会以正确的方式激活光电隔离器。当相机和/或闪光灯没有响应时,请尝试交换引脚 4 和 5 上的连接。

阀门的光隔离器切换 Mosfet 以在 12 VDC 水平上操作阀门。我在互联网上发现许多讨论说 IRF520 Mosfet 不能与 Arduino 计算机一起使用,因为栅极电压需要至少 10 VDC 才能完全运行,而 Arduino 输出电压仅为 5VDC……

所以我使用光隔离器来切换电平 > 5VDC 的 Mosfet 栅极。它工作正常。

我使用了带有 I2C 控制的显示器,这节省了大量接线,只需要四根线,SDA、SCL、VCC 和 GND。

对于按钮控制,将 2k2 电阻链连接到输入 A1,软件根据按下的按钮检测模拟值。每个 Arduino 输出还控制一个 LED,红色用于相机,蓝色用于阀门,白色用于闪光灯。我使用 7812 线性稳压器进行 12 VDC 连接。显示器和电阻链在 Arduino 的 5 VDC 连接上运行。为了制作 PCB,我在 A4 纸上绘制了所有组件和接线连接,移动每个组件直到它们全部装配在一起。

我使用原始 photobuilds.co.uk 设计所做的更改:

* 开始消息“splash controller V3”。

* 4 滴水滴,而不是 3 滴。

* LCD 类型 LCM1602 I2C 代替 LCD 1602 键盘屏蔽。(只需连接 4 根电线)。

* A1 上带有电阻链的独立键盘以及 PCB 上集成的不同 Mosfet 设计。

* EEPROM 指令 GET/PUT 而不是读/写来存储 INT 数字 >255(这些数字每个数字需要 2 个字节)

* 添加了“清除阀门”程序(启动时按下“向下”按钮,按下“选择”按钮停止)。这会持续打开阀门。

* 添加了“测试液滴”程序(启动时按 UP 按钮,按 SELECT 按钮停止)。该程序每两秒打开和关闭一次阀门,无需相机控制,也无需闪光灯,以测试相机对焦。

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水滴支架

支架是木制的,如图所示。除了脚上的三角形部分外,所有部分都是用胶水粘上的。

不使用时,可以拆下支脚,以便于存放支架。

可以附加白色或彩色的背景纸来实验照片效果

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阀门支架

阀门支架由木头制成,如图所示。它用两个 M6 螺栓安装在支架上,螺栓背面有旋钮。

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将控制器装入箱中

我使用了一个黑色塑料盒,尺寸为 120x120x60 毫米,将控制器装在盒子里。首先,我用 6 毫米厚的 MDF 木材制作了一个大约 110x110 毫米的安装板,用于安装 PCB 和 Arduino。Arduino USB PC 连接可以通过侧面的一个小孔到达。然后我安装了开关、按钮、显示屏、RCA 连接器和电源插头。然后我焊接了线路(首先在盒子外面,以方便接入)。我使用了三个带有 10 毫米孔的木制部件,将其粘在安装板和盖子上以引导线路。最后(经过测试!)我在线路上添加了扎带。

下载孔模板并在盒子上钻孔。下载白色说明菜单并将其打印在光面相纸上,剪下来并用双面胶将其固定在盒子上。

PDF
splash+front+buttons.pdf
320.13KB
PDF
splash+front+template.pdf
438.46KB
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安装控制器软件

首先使用 Arduino IDE 程序从附件复制并上传测试程序。

使用此程序,您可以测试使用 UP、DOWN、LEFT、RIGHT 和 SELECT 按钮时 A1 输入上的模拟值。这些值取决于连接到 A1 的链中的 2k2 欧姆电阻的值。在一张纸上记下每个按钮的值。按下任何按钮都不得导致值 1023。将这些值与控制器程序中的值进行核对,并根据需要更改这些值。

该测试程序还将滴数、滴大小、间隙长度和闪光延迟时间的初始值写入 EEPROM 内存。滴数设置为 4,所有其他值设置为 55。这些值稍后可以使用设置按钮进行更改。前面的三个 LED 亮起,显示屏上显示 2x16 个星号,用于检查接线是否正常。

最后将附件中的控制器程序使用 IDE 程序复制到 Arduino 中。

2023 年 11 月更新:

我添加了一个测试程序来测试仅使用 I2C 连接的 LCD 显示屏。它在显示屏的所有数字上显示星号 (*)。

INO
Test_LCD_16x2.ino
355B
INO
Test_splash_controller.ino
1022B
INO
Splash_controller_V3.ino
11.73KB
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使用控制器

启动时显示屏将显示“Flash control V3”,并从 EEPROM 内存中检索之前使用的循环值。

阀门可以释放一滴、两滴、三滴或四滴,每滴的大小都可以控制(即阀门打开的时间),滴落之间的间隔也可以控制(每次滴落后阀门关闭的时间)。虽然相机输出在计时周期开始时触发,但在最后一滴释放后,用户定义的时间内会提供单独的闪光触发输出。当碰撞实际发生时,可以通过短暂的闪光捕捉动作。

液滴大小由 1 至 99 毫秒的阀门开启时间定义,液滴间时间由 1 至 999 毫秒的阀门关闭时间定义:液滴落下的时间会随滴管高度而变化,因此,为了提高灵活性,在液滴间留出最多近一秒钟的时间似乎是一个好主意。闪光延迟也可在 1 至 999 毫秒的范围内进行编程。

系统编程相当简单:使用向上/向下键滚动浏览选项,当要修改的参数位于显示屏顶行时,使用选择键选择它。然后,您可以使用向上和向下键修改其值,并使用向左和向右键更改增量减量的大小。再次按下选择键可以返回滚动浏览参数。如果在“Fire Flash!”位于显示屏顶行时按下选择键,当前参数将写入板载 EEPROM,显示屏背光将关闭,并且您已编程的触发循环将开始。此外,前面的彩色 LED 也会闪烁,显示循环操作。当触发循环完成时,背光将亮起。

另外,还可以清洁阀门并清空虹吸管(使用有色水时,您可以通过这种方式改变水含量)。要做到这一点,只需在启动时按下向下按钮。显示屏将显示“清洁阀门”,阀门将打开,直到按下选择按钮。

设置相机焦距: 启动时按下 UP 按钮。显示屏将显示“测试液滴”,每两秒会滴落一滴,无需相机命令,也不会闪光。按住 SELECT 按钮可停止此测试模式。

7

电缆连接

请参阅附图了解技术细节。

闪光灯连接线:

我使用了 Cactus V5 远程闪光触发器套件附带的 PC 同步电缆,并用 RCA 公插头替换了闪光灯连接。

水阀连接线:

我制作了一根电缆,一端带有 RCA 公插头,另一端带有两个 Faston 连接器。

相机连接线:

我使用了标准的尼康 DC-2 遥控快门线,并制作了一根延长线,一端是 RCA 公插头,另一端是 2.5 毫米立体声母插头。两根内部(立体声)电线都必须连接到 RCA 中间连接处。

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制作弹跳水滴照片的指导原则

您可以使用以下一些指南:

为你的创意摄影找一个地方。厨房或浴室是理想的地方。你无法避免一两滴水溅到碗外。一个可以快速清理的地方会让这次拍摄更有趣。

使用白开水或去离子水,并且虹吸管中不要添加任何添加剂,我认为这对阀门更安全。

将搅拌碗装满水。加入几滴牛奶使水变浑浊。这样做有两个原因。

首先,乳白色的水比清水更能吸收光线。这样你就可以在低功率设置下使用闪光灯,只照亮水滴。

此外,不透明的液体将提供更均匀、更令人愉悦的背景。观看者的目光会不经意地跳到液滴上,而不会被杂乱的背景分散注意力。

您还可以添加一些瓜尔胶或黄原胶来改善水的稠度。瓜尔胶 (E412) 非常适合增稠水,但可能会在液体中留下块状物。使用黄原胶可以获得更好的效果,但添加剂是可选的。

牛奶过后,往碗里加点食用色素,营造出独特的彩色背景。不要往要倒的水里加任何东西。

将控制器置于测试模式(开机时按下 UP 按钮)每两秒获取一次滴数。(此时没有相机命令,也没有闪光灯)。将相机焦距设置为手动。

滴液体时,瞄准碗最靠近相机的部分。这样,您就能只将水滴入画面。没有碗等背景干扰。

取一根足够长度的 M5 螺栓,并将其倒置在预计水滴落下的水碗中。

将螺栓移至正确的位置,让液滴准确地落在螺栓上。

最后将相机对焦于螺栓。卸下螺栓。不要改变相机的位置。

重置控制器,将相机设置为灯泡模式,光圈为 F8,ISO 设置为 100。

将闪光灯设置为最低功率。

把房间弄暗,然后开始拍照。主要因素是实验和耐心。

相机将通过打开镜头开始曝光,并在闪光灯闪光时拍摄照片。

调整光圈和 ISO 设置以获得正确的曝光。

开始改变控制器的设置来获得两到三个弹跳的水滴。

结束一次疗程后,我认为用普通的去离子水或开水清洁虹吸管和阀门是个好主意。

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闪光灯支架

主闪光灯与 Cactus V5 接收器一起安装在一个带有 M8 螺纹杆的小平台上。从属闪光灯倒置安装在阀架的背面,并通过由纸板制成的矩形反射器闪光。该反射器有彩色扩散片(红色、白色、绿色、蓝色和黄色)。

10

附加信息

来自远程闪光系统 Cactus V5 和 Cognisys 水阀的技术信息(附加的 PDF 文件)。

PDF
Valve+2P025.pdf
989.28KB
PDF
Cactus+V5.pdf
3.69MB
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