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玩掩星的似乎有些DIY相机的必要(初步设想和探讨)

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千眼观音 发表于 2006-11-11 18:34 | 显示全部楼层 |阅读模式 来自: 中国–广西–柳州–柳城县 电信

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明显,民用相机计时装置的精度不太爽,先不讨论石英振荡频率对累计误差的影响和缺乏调整功能(指多少个脉冲才算1秒的校准),只能在底片标记到秒级的痕迹就已经太不满足时间分辨率的研究要求了;于是作为爱好者们,虽然坐拥人多分布广的潜在临时观测网络的数据采集优势,但极难提供正式研究合格的信息。
某些观测者,不得已勉强附加理论上精度合格的计时装置(一般都是竞技体育精度级的秒表之类),但是要和同步的观测、摄影操作完美匹配,就明显困难了。
比如既然爱好,一般肯定优先安排目击现象的工作,再安排拍摄留念,最后才是考虑是否精确记录事件发生时标,一旦手忙脚乱眼花缭乱起来(爱好者们的经常问题),干脆只求目击和拍摄,最好情况下也是精度足够而专业化(指和观测拍摄仪器的操作协同)不够的临时计时器不方便参与,造成无法准确消除的人差(眼看事件发生到某个阶段的始终点,但扭头看表并且看清数字花的时间怎么计量怎么保证每次扭头看都花相同时间?既便拍摄,伪“同时”地看表,底片记录事件的时标与看清表的时标间隔怎么计量?这里还未考虑B门曝光这种经常远超秒级的过程呢,怎么核定底片最终记录的事件具体何时发生?)
购买民用的又达到天文研究精度级的、方便使用、便宜、和观测仪器摄影装置动作匹配的计时器?统计起来天文爱好者相当可观,但是从维持盈利、满足大众生活要求的制造商角度考虑,性能远超日常需要而且很少有人买更是不昂贵的天文专用计时器,在投产前如何通得过可行性分析呢?类似案例如棋赛专用的计时器,不知道有多少产量、有多少人买过?
这个力图把爱好者人力地域资源挪用到天文研究工作中的精确计时并精确同步于事件的问题,是越想越头痛,只是目击,在研究上实实在在缺乏太多的价值,尽管爱好者也不愿意这样,又会涉及爱好者基本不能被严格训练到人差消除或者人差人人次次一样的大麻烦,本来的一种甚大阵爱好者全球观测网(至少可见光段),象块天大的璞玉搁在路边,就是没法动用它的巨大力量,如何是好啊......

于是,开始冒出个阴险毒辣的DIY精确计时、记时设想,目的是让散兵游勇般全球乱跑的爱好者们装备一个观测仪器附件,不明显影响爱好动机下的目击和拍摄,又顺手牵羊在至少采用摄影方式记录事件时,足够高精度地同步记录事件发生时点,完全逃脱必涉及人差又不可回避人差的仪器操作者试探同步生成时间标记的火坑,更狡猾的是造成底片记录信息与时间标记信息一成永就可观不可改动的垂涎恶果,不待肇事者苦苦回忆掐算推测,专业研究者抓起底片就可以飞跑回家独立参考利用了。这个阴谋够恐怖吧?

理论分析已经结束,剩下的就是怎么制作、制作出什么东西来、怎么使用而且成功了。
看了太多让人遗憾的消息,临时出现的设想,还没有太多考虑怎么DIY出计划的实物。只是推测较合理的计时器不但必须具备出厂后的人为调整归零功能(指例如原设定振荡器每101万个脉冲被确定为1.000秒,实际耗时1.0100秒,可以扭个手柄或者掐个按键,命令逻辑计算模块改确认每100万个脉冲为1.0000秒),以及通过什么合理方式在拍照底片上记录时间标记的功能(类似现民用相机计时功能,但必须合理改良,避免曝光太久而计时图像狂跳换字积累成一团无效的灰影),而且不能影响拍摄接口其他功能、不想用时扯出来一扔就行、价钱便宜得爱好者哈哈大笑但是卖货的也在翘眉毛,等等,等等.....

感兴趣的爱好者和仪器制作商们,当然还有想搞到和氏璧的专业天文佬们,是否也绞一下脑汁考虑这个也许的大蛋糕呢? :roll:
BA2CR 发表于 2006-11-11 20:38 | 显示全部楼层 来自: 中国–黑龙江–大庆 联通
你有什么好的方法或更详细的资料吗?如果真能弄出这么个东西,我想一定不错,能否从现有的相机时间显示上进行改制?这需要电子学方面的知识和DIY动手能力。如果先从现有的相机时间显示上进行改制,我想是个不错的方法。
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 楼主| 千眼观音 发表于 2006-11-12 20:14 | 显示全部楼层 来自: 中国–广西–柳州–柳城县 电信
唔,目前只是个设想,具体的应用方法论证还是要仔细搞一下先,也需要恰好挂上电子技术专业的家伙打主力才行,而且要考虑尽可能通用的改装问题。
昨晚踱到半夜,预想排练了几个模式。
一、跳过现有不精密的相机时间显示装置,从无到有开发一个技术不相关的新玩意,确实几乎不可行,研发成本不说,相机制造商不留电路光路设计空间就大大影响匹配效果是定了的。这个问题除非制造商未来的相机设计思路特意安排增加精密计时和记时模块,是绝对不能解决了。
二、把现有相机时间显示装置改造,假设(具体有条件否还未详细了解)原装置是可以精密化而按照大众要求“懒惰”地设计成不显示毫秒级别左右的数字,那么比较有可能DIY升级——按原理,晶振频率足够高(粗查有32768Hz、80MHz两种,每种的脉冲都少于1毫秒),理论上有统计连续脉冲数量从逻辑电路输出期望的间隔时间信号的机会,流行的输出是间隔至少秒级,说明逻辑电路累加脉冲太多了,应该可以找到办法让它别加那么多才出个信号,是设计目的造成的时间分辨率不足,而不是技术上没有提供几个量级的条件,那么,找个电子人,改动一下电路,有实现的希望。
但是据我过去的了解,电路方面的DIY受到集成规模变化的严重影响,跟收音机流行时代的发烧友技术硬软件要求已经天地相隔了,现在几乎都是大规模集成的功能模块,几克东西里成千上万的元件,还固封在不可无损分解的地方,要么使用出厂就定下的功能,要么烧坏如同晒干的泥巴团只有扔掉,被DIY发烧友痛骂为“鸡屎”。直接从改装成品元件下手同样不可能了(不然我都可以在它的电容上搞些手脚)。
还有的节点漏洞估计就是脉冲传向集成模块的导线处吧(未调查振荡器是否倒霉地也固化在鸡屎里面了),假设这个猜测没错,也许就可以把脉冲引入某种恰好支持秒级以下间隔输出信号的集成模块,再改动后续的显示控制模块,等于制造相机形状的跑表,似乎就接近成功了,这种模块必定存在而且便宜,因为汽车上的液晶计时器就有10毫秒级的跑表功能,尽管不知道准确与否,但有关集成模块肯定泛滥销售着,大不了拆了它顶替,辅助个精度实验的工作查明误差规律就行;
然后碰到两个大问题,需要注意是定的。
其一,现用的相机往底片上照数字的相关功能模块不知道有没有轻易改造的技术空间,这里指的是原来照出一排数字,例如“2006  11  12  20:08”,需要改变的不仅仅局限于照出“2006111220:08:2645”,而且需要照出两排不管美丑只要正确的数字:
上排2006111220:08:2645
下排2006111220:08:3541
(要照两排的必要性随后会说明。)
这里的问题就是原来显示一排数字的地方能否挤出两排,当然如果可以改得增加别处照第二排数字就更好,需要咨询显示功能模块这么干有无可能。
其二,时间显示应该和相机的什么动作同步才好。
这里所的是只拍一幅照片的情况,再快的快门也要花费开关时间,很多天文拍照针对暗弱目标,有时候曝光数分钟或者更久,一旦需要涉及秒级和更高的计时目的,肯定需要确定得到的影像对应从哪瞬间开始到哪瞬间结束的事件过程,就必须在底片照出有效的曝光起止时间,又必须尽量准确。
先不管快门动作过程对曝光有效与否的细节,假设它在全开和全闭之间没有耗时,但是让它动作还需要手指去按快门键,那东西根本不会一触即发,如果压下去已经触发曝光起始时间显示功能了,快门却仍然全闭,对于实际影像的获得时间计量就产生人差了,非B门模式的快门关闭也有类似问题——怎么保证结束曝光和快门实际关闭的时间同步呢?所以把起止时间显示功能的激发简单挂靠到快门键及快门速度控制装置上比较不可靠,除非练就过硬的恒定按键速度技能,快门速度控制装置的机械误差也至少要容易保持稳定。所以比较理想的是和光线进入皮腔同步——快门一旦漏光,皮腔里放个光电管几乎同时输出信号,时间显示模块就照出个起始数字,等快门关闭,光电管无信号了,此时再照个结束时间的数字,记录的事件和底片上的时间标记的误差基本可以局限在非人为的一些范围里了(假设底片感光了光电管还未工作,延迟一点;光电管不能立即输出信号和结束输出信号又延迟一点,光电管信号还弱没法启动时间显示模块也延迟一点,等等,但是和人的手指动作速度、快门机械速度的不确定性比较,应该比较可以接受和测定修正吧)。这样做也似乎给增加计时功能留了些空间——假设再改良,可以设定皮腔里光强以多少为界限才开始计时和结束计时,让相机对背景钝感,突然划出更亮流星才自动记录起止时间,对流星观测的数据质量更有帮助。
然后是时间显示同步于一定的入射光强使相机的改造难度增加,不知道能否普遍容易实现;还有时间显示装置在皮腔里发光有无干扰(没注意过这情况,但愿别照得光电管以为快门又开了输出信号,引起计时装置重新打标记,将大麻烦,也许得增加个保险功能,防止在同一底片上打两次以上标记,但是假设改造的可以换地方打几十个标记,用来拍流星雨,又怎么办?算了,太细,目前暂时不管吧!)
太多单张底片打标记的技术问题要考虑,可能要专门请哪个不怕麻烦的电子技术爱好者仔细查找需要的改造元件,和设计新电路,谁熟悉玩电哥们的帮下才行,最好弄到个学电子的天文爱好者,现在的电子器件和电路图太难对付了。

假设只是可以改造到显示一排高精度的时间,对拍照的帮助小点,但是对连续录像就比较有价值了——在每祯画面上打一个标记,录像速度一般都每秒几十祯,有的还可以几百成千祯,没有老在一祯上狂打标记的问题,可能是改装的首选硬件。

最后是观测仪器时间怎么和标准世界时调同步的问题,这个最好间接吧,不要太考虑对付基准的信号传递到手上再用来对计时器调零的办法,只要计时器在需要的精度上可以认为计量准确,那完全不怕推算不出记录瞬间的真实世界时,始终采用相同的方式获取基准信号,不管它传递过来花了多久,它的延迟都应该恒定,自己启动一个不中断的什么辅助计时器(比如电脑),测算这东西和基准比差异有多少、有多少成分是基准信号传递的延迟而多少是自己计时器秒长掐算的偏差,适当推算就可以知道当自己计时器不间断运行到打出一个数字时,被激发瞬间的世界时是多少(这里忽略温压的影响,不懂实际对晶振频率的干扰有多大)。要参考某个时间标准,把计时器的显示时间调到误差0.1秒量级以内非常困难,因为人的反应速度和动作速度不支持了,0.1秒一次的跳数本来就看不清楚,最好把几个要比较的时间显示数字放一排,尽量高的快门速度拍照,照片看得出就行,几天一次,可以推出各个数字的修正公式。

总之,要先问问玩电子的再看怎么搞吧,我自己可直接搞不出来。
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BA2CR 发表于 2006-11-13 06:49 | 显示全部楼层 来自: 中国–黑龙江–大庆 联通
你的设想很好,我虽然也玩无线电,但水平还不够,联动的问题可否以光圈叶片的开关解决呢?光圈打开,开始计时,光圈关闭,计时结束。还有如果此方案可行,只能在数码相机或具有连拍装置和自动卷片的机械单反相机上改造。在机械单反相机上改造的难度相对数码要容易得多,我的相机(胶卷型)没有时间显示功能,记得在哪本书上看到过,好像可以DIY增加时间显示功能。我会找找资料的,争取试验一下。如果你有什么资料我们互相交流一下。
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 楼主| 千眼观音 发表于 2006-11-13 19:08 | 显示全部楼层 来自: 中国–广西–柳州–柳城县 电信
可恶,又忘了页面会刷新! :twisted:  :twisted:  :twisted:  :twisted:
短说
做枕头的《摄影技术手册》找不到了,乱翻一下电子书,感觉控制现有打字模块改打两排字是不可能的——7个发光条块组一个字符,割成两肯定都是乱码,这是制造商只按大众需求设计的尽量简单结果,不去理它,还省DIY劳力呢。
把方向转到修改显示内容比较合理。
现有装置一般都打“AAAA  BB  CC”或者“AA:BB”,至少有4个字符显示空间,最好的也许来个“AAAA  BB  CC  DD:EE”高达12位,保留原打字模块不动,换掉显示内容控制模块,不要年月日了,甚至小时分钟也不显示,最差劲也可以打出“25 36”,知道是哪个分钟里的25秒36就行了,最好结果可以打“2308  29  33  51  47”,某天的23h08m29s335147!都显得精密过火了,只得一排怎么办?再设法塞个打字头到皮腔里,排排坐,估计DIY难度比厨房里生产多排打字头容易多了,甚至可以不要美观,看底片周围哪里正好有空位就装上去,反正天文照片是免档裤,上下左右都不分的,不影响卷片和曝光就中。
剩下的就是显示内容控制模块和精密报时模块的寻找、控制电路的设计、打字动作和什么同步的选择了,总之尽量回避自己生产或者改造元器件,到市场找功能满足需要的成品来组装。这是我现在的思路,是否合适呢,请参考一下吧。
爱搞怪东西的电子发烧家伙似乎多聚集在电子报,去那里打听要什么型号的集成块和怎么设计制造电路板可能比较方便,我在网上钻不进去,看来要谁感兴趣的到有关论坛流窜一下,多打听消息来帮助。
基本是这些了。
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 楼主| 千眼观音 发表于 2006-11-17 18:16 | 显示全部楼层 来自: 中国–广西–柳州–柳城县 电信
流窜了一下,清理了些外围战场,得到若干启示。
1、确实存在一些精确分析事件变化时标的摄像摄影装置,但是太专业冷僻,如弹道相机、高速超高速相机等等,不可能在爱好者中普及;而且这些装置设计思路看来都是静态的只求成像清晰、动态的靠背景附加时标推算参照物(那种条格板)、不在乎事件在历史的何时发生(时间原点选在自己关心的自定义的事件起始瞬间)、靠装置连续摄影动作的耗时精确控制来间接推算各阶段用时、不在乎每幅照片曝光用了多久。所以这类稀奇古怪的玩意没有什么计时和记时方面的设计参考价值,只有快门速度挺让人垂涎,但是不能普及到爱好者,爱好者硬件的其他条件也不支持参加微秒纳秒皮秒水平的正式研究,都看作梦里的水中花得了。
2、交通管理高速摄像超速抓拍技术——连事件过程时标都不管,更没有参考价值。
3、普通相机的闪光灯问题——有比较高的考虑价值。电子闪光灯工作时间大概0.0001秒,太短暂,恰好迫使相机设计者考虑要在光圈已经全开、还未缩瞳遮掩前的阶段激发闪光,这个处理结果虽然不一定直接可用(要等到光圈全开,而且可能不在乎达到全开的起始瞬间,如果为了保险,故意再缓一缓呢?或者名义上吹嘘等全开,实际在全开位置前方放个碰撞触发开关而已呢?或者反过来问,有关设计的可能瑕疵,对于精确而言很可能随机不可控的但是耗时不算明显长的光圈开闭过程,爱好者级别的使用者有没有拒绝接受的必要?就是说0.00几~0.0几秒的每次触发估计时间误差是否非要消除?尚待讨论),但是已经暴露出相机里存在一个极可能利用的光圈-电信号激发的联动条件,把这个电信号引到打字控制模块里,就不必艰难地无中生有DIY个记时同步控制电路和触发机构了,假如能够接受原设计的电信号激发时间误差水平,就只剩下考虑怎么改装激发光圈关闭的同步信号来打结束曝光时间了(沿同一条传导线路传过去就行,让打字控制模块再次工作,当然要设计个激发另一个打字头的办法,逻辑电路的设计上应该很简单,向两条路径轮流发送信号嘛,看那些挂在树上闪烁的彩灯串)。
4、普通相机的时间记录问题——还没细查触发机制。但是可以知道每张照片只有一个记录,就说明触发动作在本张底片参加的那次曝光活动中出现,活动中跟唯一性有关的其他相机动作,是快门按键开关的接通、光圈的开和闭、卷片装置拉一张底片的完整动作等,如果我来设计相机,从中找一个动作触发打字,该选哪个呢?看来要选快门按键的压迫,在接通电路的瞬间就分出个电信号同步命令打字模块工作,反正底片上那个地方就要曝光记录时间,不在乎是否等待光圈打开,也不考虑是否干扰了影像的摄取(搞坏构图遮挡细节由摄影师承担全部责任,明知道这里一定打字,谁叫你事先不考虑躲开!),而且快门开关的闭合是一切后续控制信号激发的先决条件,成功闭合接通电路一次就必定引发、只能引发一次曝光活动,何必搞系统复杂化提高失败或差错概率去选后续动作打字,被投诉相机按了快门不动作是正常的产品功能丧失的反馈,被投诉正常拍照却漏打多打时间才是设计师的奇耻大辱——这么个小附带功能都安排不完美,岂不该吃坨狗屎去?所以我没有去查实际机制,只从相机投诉消息和设计原则分析,应该是快门键触发了打字动作(但愿猜对了,否则后续分析全部泡汤,我就怀揣狗屎去拜访相机设计人员,嘿嘿)。于是有关控制链路就从快门开关通向打字(还包括上游时间标记信号的获取)模块了,DIY就斩断它,换闪光灯触发信号链路嫁接上来(也许得对付闪光灯还能不能用的问题,待议,如果心狠,就抛弃闪光灯不用了吧),只要光圈“全开”、“将关闭”信号传来,打字模块照样动作,同步问题轻松解决了,且每次曝光活动,光圈只开闭各一次,正好合适。有关电路的改动只是偷梁换柱移花接木级别,省功不少,对整个系统的其他功能影响可能性也应该很小或者无干扰。
这是最新方案。计时模块的选择和相关电路设计还要以后解决。实在希望电子大虾帮忙,我还没搜到类似的DIY求助和指点消息呢,挺有必要和价值的改装问题,怎么不见冒泡泡呢?简直是寒冬下水摸鱼,挺冷。
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 楼主| 千眼观音 发表于 2006-11-22 11:43 | 显示全部楼层 来自: 中国–广西–柳州–柳城县 电信
杀了一只计时器。
肚子里有个鸡屎,侧透光看,包着一小芯片。电路板上有个编号xj623Q,和外壳型号标记同,搜索不到,看来是厂家自定整块电路板型号,无法参考。
仔细看电路,很多未使用的预留开关和连线,估计鸡屎里的东西通用性不错,准备追查芯片技术资料。
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BA2CR 发表于 2006-11-22 12:11 | 显示全部楼层 来自: 中国–黑龙江–大庆 联通
好,我支持您!等这段时间将稿子忙完后我也研究研究。计时方面的电路我手里有一些。
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 楼主| 千眼观音 发表于 2006-12-25 18:12 | 显示全部楼层 来自: 中国–广西–柳州–柳城县 电信
套了个绵羊的皮,到处问谁的相机有毛病,引起一些警惕。
藏匿了几周,终于以热情的名义,巧取豪夺,搞到一部故障相机。
遛回家,斟酌一下杀掉以后如何再交往的重大社会问题。忍不住先捅了它几螺丝刀。
计时装置卸下来,一看,和打字装置强组合,不杀透是比较难摸出瓜葛的。
暂时不敢击毙解剖。先看城防工事。
计时器用个大纽扣供电,背板长出两电路针头,而皮腔下缘附近有两个点状磨损的电路触点(平头),应该是打字装置依赖主电池供电(纽扣看来不管),背板上接触底片的那弹性平板(没学过叫啥名,有底片摩擦条痕),近边缘挖个小长方形口,正对后面打字装置的一个小液晶屏。
推敲一下,原理看来是这样——
纽扣给计时器供电,也负责打字装置上液晶屏的供电,保证液晶屏按需要透明化;然后主电池向打字头供电,大电流点亮个发光二极管之类的准点光源(纯猜测),液晶屏以透明孔形状可控方式让光进入皮腔,作用于底片,再冲洗就有个液晶屏透明孔形状的亮斑了。设计算合理,不影响计时器的长期工作、卸下主电池无法打字,但此时相机瘫痪,本来就没有打字的需求。
于是主攻方向要在液晶屏上,如何调出期望的透明孔形状的问题。过去以为是复杂的数码管发光及聚焦,思路没有相机设计者狡猾,学习了,嘿嘿。
但是狡猾的相机设计者把原装件改造的空间压扁了,只好考虑换液晶屏和打字头相关芯片。
打字头照明供电方式挺烦人,必须合上背板才能接通,就无法看液晶屏的闪光景象了,乱接线从前方瞄过去,按开门,没注意相机额头上竖着一只螃蟹眼睛,刺得半个钟后眼睛里还有闪光灯棱镜的条纹,液晶屏的闪烁倒没感觉。反正原理估计不错,结束外围研究了。
实在找不到真坏的相机,把朋友的捣鼓坏,还是有些怕怕,打算藏起来几天归还,等待一切事态的继续发展再说。
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