Hacking a Keychain Digital Camera for Arduino Control: 6 βήματα

2024 Συγγραφέας: John Day | [email protected]. Τελευταία τροποποίηση: 2024-01-30 08:39

Οι επιλογές φωτογραφίας για το Arduino είναι λίγες. Οι κάμερες δεν είναι πρακτικές για εφαρμογές όπως η φωτογραφία χαρταετού ή η δημόσια φωτογραφία, εκτός αν θέλετε να αγοράσετε ένα καλώδιο USB 200 ποδιών. Και οι τρέχουσες τεχνικές για αυτόνομη φωτογραφία Arduino συνήθως προσπαθούν να συλλάβουν ακατέργαστα δεδομένα εικόνας από κάμερες CMOS που εμφανίζονται από κινητά τηλέφωνα… και πιστέψτε με, εκτός εάν χρειάζεται ψηφιακή μεταφόρτωση ή αλλαγή αυτών των φωτογραφιών σε πραγματικό χρόνο, δεν θέλετε να πάτε κάτω από αυτόν τον δρόμο. Γιατί δεν υπάρχει μια κανονική, φθηνή, λειτουργία της ψηφιακής φωτογραφικής μηχανής που ελέγχεται από το Arduino;

Αποδεικνύεται ότι υπάρχει τουλάχιστον ένα-και το πουλάνε στο τοπικό σας φαρμακείο (CVS/Rite-Aid/Walgreens/κ.λπ.) Είναι αυτές οι χοντροκομμένες μικρές κάμερες μπρελόκ που πουλάνε για $ 10-15 το ποπ. Η φωτογραφία σε αυτά δεν είναι κατά το ήμισυ κακή με ανάλυση περίπου 300 επί 200, μπορούν να αποθηκεύσουν μεταξύ 20 και 240 φωτογραφιών (ανάλογα με αυτήν που θα βρείτε) και αποδεικνύεται ότι τα μικρά παιδιά είναι απλώς φτιαγμένα για να τους χακάρουν. Μπορείτε επίσης να κάνετε το ίδιο hack με μια φθηνή κάμερα 1 ή 2 megapixel που παίρνει κάρτες SD αν χρειαστεί (δείτε παρακάτω), αλλά θα προχωρήσουμε στη διαδικασία που χρησιμοποιείται στις πιο κοινές κάμερες 300 με 200. Αυτό το Instructable θα σας καθοδηγήσει στη διαδικασία αποσυναρμολόγησης, τροποποίησης και επανασυναρμολόγησης μιας κάμερας μπρελόκ εκτός ράφι. Στη συνέχεια, θα σας οδηγήσει στην καλωδίωση ενός απλού σετ κυκλωμάτων διακόπτη τρανζίστορ που μπορούν να χρησιμοποιηθούν από το Arduino για να απενεργοποιήσετε και να ενεργοποιήσετε την κάμερα και να τραβήξετε φωτογραφίες όποτε το πρόγραμμά σας το επιθυμεί. Θα έχει επίσης δείγμα κώδικα και πολλές όμορφες εικόνες. Πριν ξεκινήσουμε, μερικές σημειώσεις: *Η κάμερα που παραβιάζεται μπορεί να αλλάξει από μπλε σε ασημί και πίσω στις φωτογραφίες. Μην ανησυχείτε, τα εσωτερικά και των δύο φωτογραφικών μηχανών είναι τα ίδια (εργάζομαι και με τις δύο αυτή τη στιγμή για έρευνα.) Αυτή η ίδια κάμερα πωλείται σε όλη τη χώρα σε διαφορετικά χρώματα, με διαφορετικά εμπορικά σήματα και ακόμη και με ελαφρώς διαφορετικά φυσικά περιβλήματα. *Εάν αυτή η τεχνική ακούγεται οικεία, μπορεί να συμβαίνει επειδή αυτό που κάνουμε στην ίδια την κάμερα είναι πολύ παρόμοιο με την τεχνική που χρησιμοποιεί η CatCam, ένα έργο που έγινε viral πριν από δύο χρόνια, βάζοντας μικρές, time-lapse κάμερες στα κολάρα υπαίθριες γάτες και παρακολουθώντας πού πηγαίνουν. Η τεχνική του CatCam χρησιμοποιεί μια κάμερα που δεν είναι εύκολα διαθέσιμη στις Ηνωμένες Πολιτείες και γράφτηκε πριν το Arduino πραγματικά απογειωθεί - ελπίζουμε ότι αυτή η επανεξέταση της τεχνικής θα βοηθήσει την κοινότητα DIY να την ξαναβρεί και να την επαναπροσδιορίσει στα έργα της. Ανακάλυψα το CatCam καθώς αυτό το έργο ολοκληρώθηκε και οι δύο τεχνικές αναπτύχθηκαν ανεξάρτητα - οπότε η τεχνική μου πιθανότατα διαφέρει από την τεχνική CatCam. μη διστάσετε να επιλέξετε και να επιλέξετε τεχνικές από τις δύο. *Εάν βρίσκεστε εκτός των ΗΠΑ ή είστε πρόθυμοι να παραγγείλετε απευθείας από το CatCam, η κάμερα με δυνατότητα hacking είναι υψηλότερης ποιότητας - 1 ή 2 Megapixel - και μπορεί να αποθηκεύσει φωτογραφίες απευθείας σε κάρτα SD. Πολύ ωραίο για πολλά έργα (αλλά όχι απαραίτητο για όλα.) Αλλά αν θέλετε μια φωτογραφική μηχανή σήμερα, κατευθυνθείτε σε οποιοδήποτε Rite -Aid, CVS κλπ και παραλάβετε την κάμερα που εμφανίζεται εδώ - μια κάμερα Digital Concepts, που διανέμεται συνήθως από τη Sakar International. *Η έρευνά μου με κάνει να ελέγχω αυτήν την κάμερα μέσω ενός αυτόνομου τσιπ ATMega. Εάν ενδιαφέρεστε να μάθετε αυτήν την τεχνική για κάποιο λόγο, ενημερώστε με - αν υπάρχει αρκετό ενδιαφέρον, θα προσθέσω ένα άλλο Instructable.. Δεν θα είναι χρήσιμο για πολλούς από εσάς και ζητώ συγγνώμη για αυτό - ελπίζω να δώσω σε αυτό το βήμα τη δέουσα επιμέλειά του - αλλά για όσους είναι αποφασισμένοι, είναι καλύτερο από το τίποτα (ελπίζω). *Αυτή η τεχνική τεκμηριώνεται ως μέρος της έρευνάς μου στο πρόγραμμα Master of Tangible Interaction Design του Πανεπιστημίου Carnegie Mellon, στο Pittsburgh, PA. Αν σκέφτεστε να επιστρέψετε στο σχολείο, απολαύστε τα πράγματα και ενδιαφέρεστε για τη διασταύρωση της τεχνολογίας και του σχεδιασμού ή της τέχνης, αφήστε μας μια γραμμή!:) Ελπίζω να το βρήκατε χρήσιμο - τα σχόλια τόσο για την τεχνολογία όσο και για την εφαρμογή είναι ευπρόσδεκτα! Μη διστάσετε να μου γράψετε άμεσα ή να σχολιάσετε εάν έχετε οποιεσδήποτε ερωτήσεις ή θέλετε διευκρινήσεις.

Βήμα 1: Συναρμολόγηση αναλωσίμων και εργαλείων

Θα χρειαστείτε μερικά εργαλεία και εφόδια για να μπορέσετε να φτάσετε στο έδαφος σε αυτό το Instructable. Ας τα περάσουμε τώρα, έτσι;

Εργαλεία: *Ένα μικροσκοπικό κατσαβίδι με κεφαλή Philips. (Περίπου το μέγεθος ενός που μπορείτε να χρησιμοποιήσετε για να επισκευάσετε γυαλιά ή σε ένα κιτ επισκευής υπολογιστή.) *Χρήσιμο, αλλά όχι κρίσιμο εάν έχετε μακριά νύχια - ένα μικροσκοπικό κατσαβίδι με επίπεδη κεφαλή που μπορείτε να χρησιμοποιήσετε ως πένσα. *Κόφτης καλωδίων/απογυμνωτές σύρματος *Χρήσιμο, αλλά όχι κρίσιμο - πολύμετρο. *Συγκολλητικό σίδερο και συγκόλληση. (Τώρα, τώρα, μην ανησυχείτε. Το μόνο που έχετε να κάνετε είναι να ζεστάνετε κάποια υπάρχουσα συγκόλληση και να κολλήσετε μερικές απογυμνωμένες άκρες καλωδίων στις υπάρχουσες συνδέσεις. Απαιτούνται μόνο στοιχειώδεις γνώσεις συγκόλλησης. Evenσως ακόμη και να ξεφύγετε με κόλλα σύρματος σε ορισμένα μοντέλα, αλλά η συγκόλληση είναι ασφαλέστερη.) Προμήθειες: *Digitalηφιακή φωτογραφική μηχανή μπρελόκ εκτός ράφι. Συχνά πωλείται με τα εμπορικά σήματα "Digital Concepts" ή "Shift". Πωλείται σε CVS, Rite-Aid, Walgreens, μερικά Walmarts και σε όλο το Διαδίκτυο. *Χρήσιμο αλλά όχι κρίσιμο - μερικές εφεδρικές μπαταρίες AAA. Η κάμερα πρέπει να συνοδεύεται από μία μπαταρία AAA. Αλλά εάν σκοπεύετε να χρησιμοποιήσετε το έργο σας περισσότερες από μερικές φορές ή για μεγάλα χρονικά διαστήματα, θα χρειαστείτε ανταλλακτικά - η κάμερα τα τρώει. *Λίγα πόδια μονωμένο σύρμα. (Είτε με πλαστικό μονωμένο, εμφανιζόμενο, είτε με μονωμένο χρώμα με λεπτό εύρος είναι καλό-και τα δύο έχουν τα θετικά και τα αρνητικά τους. Τείνω να χρησιμοποιώ μονωμένη βαφή επειδή μερικές φορές φτιάχνω προσαρμοσμένες αντρικές κεφαλίδες για τις συνδέσεις μου.) *Breadboard ή άλλο πρωτότυπο. *Δύο μακρόστενα κομμάτια λευκού σύρματος (για τη σύνδεση τρανζίστορ στο Arduino) *Δύο μακρόστενα κομμάτια μαύρου σύρματος (για σύνδεση γείωσης από το Arduino στο ψωμί) *Δύο μακρόστενα κομμάτια κόκκινου σύρματος (για σύνδεση υψηλής ισχύος από το Arduino στο ψωμί) *Χρήσιμο, αλλά όχι κρίσιμο - ένα LED (για έξοδο εντοπισμού σφαλμάτων). *Δύο τρανζίστορ (χρησιμοποιώ τρανζίστορ NPN 2N3904.) *Ένα Arduino με καλώδιο USB.

Βήμα 2: Ανοίξτε και αποσυναρμολογήστε την κάμερα μπρελόκ

Πρώτα πρώτα - ξεκινήστε αυτό το σπάσιμο παίρνοντας το κατσαβίδι και το νύχι/την πένσα σας σε αυτήν την κάμερα και αφαιρώντας το. Στις παρακάτω σημειώσεις εικόνων, θα δείτε βήμα προς βήμα την ανατομή της κάμερας - θα επισημάνω πού βρίσκεται κάθε βίδα στις σημειώσεις της εικόνας. Όταν η κάμερά σας αποσυναρμολογηθεί και μοιάζει κάπως με την τελευταία εικόνα (αν και με περισσότερα κομμάτια), συνεχίστε στο Βήμα 3.

Βήμα 3: Hack the Camera Part I (Solder Into the Switches)

Αυτό είναι το πιο δύσκολο μέρος του hack - αλλά δεν είναι * τόσο δύσκολο, ορκίζομαι. Πάρτε λοιπόν μια βαθιά ανάσα και ας κολλήσουμε!

Για αυτό το hack, θα αφήσουμε την πλακέτα κυκλώματος κάμερας εντελώς άθικτη. Το μόνο που θα κάνουμε είναι να κολλήσουμε τις δικές μας συνδέσεις στην πλακέτα κυκλώματος και στις δύο πλευρές των διακοπτών που χρησιμοποιούνται για τη λειτουργία της κάμερας. Αυτό μας επιτρέπει να χρησιμοποιούμε το Arduino μας για να «πατάμε» ψηφιακά σε κάθε κουμπί όποτε το επιθυμούμε (μέσω εξωτερικών τρανζίστορ που λειτουργούν ως διακόπτες). Όταν χειρίζεστε την πλακέτα κυκλώματος, προσπαθήστε να την χειριστείτε από τις άκρες της όποτε είναι δυνατόν. Ο πίνακας κυκλωμάτων είναι αρκετά ανθεκτικός, αλλά στο τέλος της ημέρας εξακολουθεί να είναι εκτεθειμένος με ηλεκτρονικά και αξίζει να μην τον αγγίζετε περισσότερο απ 'όσο χρειάζεται. Κόψτε και απογυμνώστε τα άκρα τεσσάρων τεμαχίων σύρματος, το καθένα τουλάχιστον ένα πόδι σε μήκος. (Καλύτερα περισσότερο από μικρότερο σε αυτήν την περίπτωση. Αυτό δεν είναι κάτι που θα θέλετε να ξανακάνετε πολύ συχνά.) Στη συνέχεια, κοιτάξτε τα δύο ζεύγη συνδέσμων συγκόλλησης που επισημαίνονται στην παρακάτω εικόνα, ένα ζευγάρι στον καθένα από τους δύο διακόπτες με κουμπιά Το Χρησιμοποιώντας τη λειτουργία συνέχειας/βραχυκυκλώματος στο πολύμετρό σας, μπορείτε να επιβεβαιώσετε ότι έχετε βρει τα σωστά ζεύγη αρμών για να συγκολλήσετε κρατώντας τα άκρα και στις δύο συνδέσεις και πιέζοντας το κουμπί χειροκίνητα για να δείτε εάν αυτό δημιουργεί βραχυκύκλωμα μεταξύ των αρθρώσεων. Αν το κάνει (η αντίσταση μεταξύ των δύο μειώνεται από το άπειρο στο κοντά στο μηδέν) έχετε βρει τα δύο σωστά. Εάν δεν έχετε πολύμετρο, μπορείτε απλά να πάρετε μια βαθιά ανάσα και να εμπιστευτείτε την εικόνα. Αφού βεβαιωθείτε ότι έχετε βρει τους σωστούς συνδέσμους, χρησιμοποιώντας το κολλητήρι σας, λιώστε τη συγκόλληση σε κάθε έναν από αυτούς τους τέσσερις αρμούς και συνδέστε ένα άκρο ενός από τα τέσσερα κομμάτια σύρματος σε κάθε έναν από τους τέσσερις αρμούς. Εάν έχετε ένα χέρι βοήθειας στη ρύθμιση συγκόλλησης, χρησιμοποιήστε το με κάθε τρόπο για να διατηρήσετε σταθερό το κύκλωμά σας (τοποθετώντας ένα μικρό, διπλωμένο κομμάτι εφημερίδας μεταξύ των σφιγκτήρων για να προστατέψετε την πλακέτα κυκλώματος.)

Βήμα 4: Hack the Camera Part II (Solder a Ground Connection)

Μόλις ολοκληρώσατε το πιο δύσκολο μέρος αυτού του hack - συγχαρητήρια! Τούτου λεχθέντος, έχετε ακόμη έναν (ευκολότερο) σύνδεσμο συγκόλλησης για να φτιάξετε. Για αυτό θα χρειαστείτε φρέσκια συγκόλληση.

ΣΗΜΕΙΩΣΗ: Αγνοήστε ότι σε αυτήν την εικόνα, η πλακέτα κυκλώματος βρίσκεται μέσα στην πλαστική μπροστινή θήκη. Μην κάνετε αυτό που μοιάζει να κάνω εδώ - κολλήστε αυτήν τη σύνδεση ΠΡΙΝ τοποθετήσετε ξανά το κύκλωμα στη θήκη του, για να αποφύγετε τυχαία τήξη της πλαστικής θήκης. (Simplyμουν απλώς ατημέλητος στη φωτογράφιση αυτού του βήματος και θα προσπαθήσω να το διορθώσω αργότερα.) Πάρτε ένα πέμπτο κομμάτι σύρμα και κόψτε το σε μήκος τουλάχιστον ενός ποδιού με απογυμνωμένες άκρες. Στην ιδανική περίπτωση, αυτό το κομμάτι σύρματος πρέπει να έχει μαύρο χρώμα ή τουλάχιστον διαφορετικά από τα τέσσερα πρώτα. Τώρα, κολλήστε το ένα άκρο του στην εξωτερική πλευρά του άκρου γείωσης της θήκης μπαταρίας, όπως φαίνεται. Θα χρειαστεί να προσθέσετε τη δική σας συγκόλληση σε αυτήν τη σύνδεση και να κολλήσετε απευθείας στο μέταλλο εδώ. Διαπίστωσα ότι αυτό είναι πολύ πιο εύκολο από το να προσπαθήσετε να προσθέσετε το καλώδιο σας στην υπάρχουσα συγκόλληση που συγκρατεί τη θήκη της μπαταρίας στην πλακέτα κυκλώματος. (Θα επισημάνω τους σωστούς και λάθος τρόπους στις φωτογραφίες.) Γιατί το κάνουμε αυτό; Λοιπόν, για να μπορεί ένα τρανζίστορ ελεγχόμενο με Arduino να ελέγχει τους διακόπτες της κάμερας με μπρελόκ, το κύκλωμα Arduino και το κύκλωμα της κάμερας με μπρελόκ πρέπει να μοιράζονται μια κοινή ηλεκτρική γείωση. Αυτό το καλώδιο σας επιτρέπει απλά να συνδέσετε τη γείωση της κάμερας με τη γείωση του Arduino αργότερα, μέσω μιας κοινής σειράς στο ψωμί.

Βήμα 5: Συνδέστε την κάμερα στο Arduino σας

Τώρα ήρθε η ώρα να αρχίσετε να συνδέετε τη φωτογραφική σας μηχανή με το Arduino σας.

Αρχικά, φορτώστε κάποιο κωδικό που θα ελέγχει την κάμερα στο Arduino. Παρακάτω, ανεβάσαμε/επισυνάψαμε δείγμα κώδικα Arduino που χρησιμοποιήσαμε εδώ για να τραβήξουμε time-lapse φωτογραφία. Ο κωδικός θα ενεργοποιήσει την κάμερα, θα τραβήξει μια φωτογραφία και στη συνέχεια θα καθυστερήσει για ένα ολόκληρο λεπτό (κατά τη διάρκεια του οποίου η κάμερα θα απενεργοποιηθεί αυτόματα) πριν ενεργοποιηθεί ξανά και τραβήξει άλλη φωτογραφία - επαναλαμβάνοντας αυτό για είκοσι φωτογραφίες (η χωρητικότητα της πρώτης μου χακαρισμένη κάμερα.) Τώρα, ας συνδέσουμε το Arduino σας με την κάμερά σας. Πρώτον, μια μικρή εξήγηση: για τον πλήρη έλεγχο της κάμερας, ο κωδικός μας παίρνει δύο ακίδες ψηφιακής εξόδου και αντιστοιχίζει μία στον διακόπτη ενεργοποίησης και μια άλλη στο διακόπτη κλείστρου. Όταν ο κώδικας θέλει να ενεργοποιήσει ή να απενεργοποιήσει τη φωτογραφική μηχανή ή να αλλάξει τις λειτουργίες, κρατάει για λίγο την κάμερα στο pin εξόδου ψηλά - και όταν ο κώδικας θέλει να τραβήξει φωτογραφίες, κρατάει τον πείρο εξόδου κλείστρου της κάμερας ψηλά. Αυτή η ενέργεια μεταφράζεται στο πραγματικό πάτημα του κουμπιού ενεργοποιώντας και απενεργοποιώντας ένα τρανζίστορ, το οποίο με τη σειρά του συνδέεται μέσω των καλωδίων της κάμεράς μας στους διακόπτες της πραγματικής κάμερας. Οι βάσεις της κάμερας και του Arduino συνδέονται για να δώσουν στα κυκλώματα Arduino και εξωτερικής κάμερας ένα κοινό σημείο, επιτρέποντας στα τρανζίστορ να λειτουργούν σωστά. Πάρτε δύο καλώδια για να συνδέσετε αυτές τις δύο καρφίτσες εξόδου (κάμερα ενεργοποιημένη και κλείστρο κάμερας) σε διαφορετικές γραμμές στον πίνακα ψωμιού. Στη συνέχεια, συνδέστε τον πείρο βάσης ενός τρανζίστορ σε κάθε έναν από τους δύο πείρους εξόδου. Τέλος, συνδέστε τα δύο καλώδιά σας για κάθε αντίστοιχο διακόπτη από την πραγματική σας κάμερα στα άλλα δύο (ακίδες συλλέκτη και εκπομπής) του τρανζίστορ. Youσως χρειαστεί να πειραματιστείτε με ποιο σύρμα πηγαίνει στον συλλέκτη και ποιο πηγαίνει στον πομπό σε κάθε ζεύγος. το οποίο θα εξαρτηθεί από την εσωτερική καλωδίωση της συγκεκριμένης κάμερας που εισβάλλετε. Τέλος, ** και αυτό είναι σημαντικό **, πάρτε το καλώδιο γείωσης από την κάμερα και συνδέστε το με τον πείρο γείωσης στο Arduino. Αυτό είναι απαραίτητο για να λειτουργούν τα τρανζίστορ σας και έτσι η κάμερα να ανταποκρίνεται στο arduino σας!

Βήμα 6: Τραβήξτε φωτογραφίες

Συνδέστε μια μπαταρία AAA στη φωτογραφική σας μηχανή. Πρέπει να ηχεί και να ενεργοποιηθεί. Περιμένετε 30 δευτερόλεπτα για να απενεργοποιηθεί η κάμερα. (Ο κώδικας που έχω συμπεριλάβει υποθέτει ότι η κάμερα είναι ήδη απενεργοποιημένη όταν λειτουργεί και θα ενεργοποιήσει τη φωτογραφική μηχανή για εσάς.) Τώρα, τοποθετήστε την κάμερα και το Arduino για την επιθυμητή γωνία προβολής και ενεργοποιήστε το Arduino. Βοϊλα! Maybeσως ρωτάτε - αυτή η κάμερα είναι λίγο δυσκίνητη, με Arduino και breadboard και όλα. Δεν μπορούμε να το κάνουμε λίγο πιο συμπαγές, για να τραβήξουμε φωτογραφίες από σχεδόν οπουδήποτε θέλουμε; Τα καλά νέα είναι ότι μπορούν! Αυτό σχεδιάστηκε για χρήση ως αυτόνομο κύκλωμα, χρησιμοποιώντας το Atmega που έχει αφαιρεθεί από ένα Arduino, σε μια μόνο κάμερα/αντικείμενο κυκλώματος που μπορεί να τοποθετηθεί οπουδήποτε. Έχω συμπεριλάβει επίσης μια εικόνα αυτής της ρύθμισης παρακάτω - και αν οι άνθρωποι ενδιαφέρονται για αυτό, θα δουλέψω σε άλλο Instructable ή τουλάχιστον θα προσθέσω τα αρχεία Eagle σε αυτήν τη σελίδα για να δουλέψουν άλλοι. Απλώς επιτρέψτε μου να ξέρω! Ελπίζω να το βρήκατε χρήσιμο - τα σχόλια τόσο για την τεχνολογία όσο και για την εφαρμογή είναι ευπρόσδεκτα! Μη διστάσετε να μου γράψετε απευθείας ή να σχολιάσετε εάν έχετε οποιεσδήποτε ερωτήσεις ή θέλετε διευκρινήσεις.