パン/チルトウェブカメラの回転（回転している）+あらゆる種類のセンサーを約15ドルで接続する機能

前の作業が「日没」に向けられたという事実により、アイデアは、サーバーの近くの天井に設置するためのシンプルなロータリー（2軸のパン/チルト）Webカメラを作成するというアイデアになりました。 24時間。 彼女に何か役に立つことをさせてください。


時系列で空想の飛行....

「あなたが恐れている限り、最も単純なことはあなたには複雑に思えます。」

いつものように、それはすべて怠から始まりました。 手でウェブカメラを回すことは、特にこのために椅子から出る必要がある場合は特に、非常に難しい作業であることが判明しました。 正当な疑問が生じました-なぜ彼女は自分自身を回せなかったのですか？ 私はカレンダーをチェックしました-すべてが21世紀に当てはまります。既製のロータリーウェブカメラを探してみましたが、価格に感銘を受けました。 私はその中に非常に高価なものがあり、そのようなお金がかかる可能性があり、それを思い付かないと考え始めました。 （怠とヒキガエルとの闘いはまだ見ものです。）私は予算を見積もろうとしましたが、必要なものをかなりばかげた価格で迅速に構築できることがわかりました。 （以前の趣味プロジェクトの後に、「子猫」をどこでどのくらい安く手に入れることができるか、多くの情報が残っていました。必要に応じて、私は希望する人を助けることができます。すべてはウクライナで購入しました。）

したがって、アイデアは単純なものです。通常のWebカメラを使用して、2つのサーボの巧妙なスイベルデザインに接着します。 私たちは、良い人がすでにArduinoからブートローダーをフラッシュしたAtmega8（マイクロコントローラー）でサーボを制御します（それがなければ、それはありません）。 マイクロコントローラーはコンピューターからコマンドを受け取り、サーボを介してカメラを回転させます。 「コンピュータのCOMポートを見つける」という魅力的な探求を経ないように、すぐにUSB経由でマイクロコントローラを接続しますが、USBプログラムエミュレーションをすぐにマイクロコントローラにアップロードするのはそれほどクールではないため、pl2303に基づいたUSBtoUARTコンバータを使用します。それらから、すでに箱から、あらゆる種類のLinuxや異議のある保育園があります。

始める前の小さな余談：

1.私はいつも原則に導かれているので、すべてはいつもとても不器用に見えます-「少なくとも何らかの形で機能させますが、今はかつてないほどです。」 結果が表示されない場合、すぐに興味を失い、プロジェクトは私がやりたいことではなく、負担になります。 しかし、現在のプロジェクトが本当に便利な場合、「リファクタリング」やDIYで呼ばれるものを徐々に行うことから逃れることはできません。 一般的に、自己欺ceptionは注意を要するものであり、時にはそれをうまく利用することさえできます。

2.一部の写真は広大なインターネットから借用されているため、決してそれらのふりをせず、できるだけすべてを明確に示すために使用してください。

3.最後にもう1つ。 中学校に入学したロシア人の先生は率直に言って、私に読み書き能力を教えるのは時間の無駄だと言った（ ただの愚かなポインタ ）。 そして、それは非常に賢明な決断であり、私はこれを全面的に支持します。 したがって、不平等な戦いで、数が優れている敵と、文法、句読点、綴りのために無私無欲に戦う人々は、PMで私の偉大で強力な私の無知な虐待について私に書くことができます、私は支配します。 しかし、コメントでハリウッドを繁殖させないでください！

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構成部品

1.ウェブカメラ-$ 4
2.マイクロコントローラーAtmega8 +関連-$ 3
3. USBハブ-3ドルから
4.サーボ-7ドル
5. USBtoUART-$ 2-3
6.比較的直接的な手と純粋な理由-残念ながら、おそらく貴重です。

当然のことながら、価格はおおよそであり、地理的座標、パントリーの深さ、ご自身の準備金、または同志の存在に強く依存します。

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だから、私たちはxからおridgeを調理し始めます。

1.サーボ。

サーボは180度回転できますが、実際には少し小さくなります。 （これは、カメラが水平方向に0〜360度移動したときに2番目のビデオで確認できます。）「回転」する部分の重量に基づいてサーボを選択します。 （ つまり、単一の機関銃をそこに置く場合は、それぞれ20 kgを数えます。もちろん、ショットによって異なりますが、ナイロンギアがそれほど長くは続かないことももちろん考慮してください。 ）既に2つの安価なマイクロサービスがあり、適用されます。 過剰な大食いの疑いを引き起こさないエンジンがあります。


実際、これらは私が持っているサーボです。

カメラを天井の下に設置すると、2つのサーボが下半球をほぼ完全に覆うことができます（ とにかく敵がいつの間にか拾うことはありません ）。 2つのサーボを正しく接続するには、2つのサーバーの移動を可能にし、可能な回転角度を制限しない（サーボからのワイヤも忘れないでください）unningな（それほど強くない）ファスナーを作成する必要があります。

いつものように、私はすべてを今すぐ動かしたかったので、私は長く思慮深いデザインをマスターしませんでした、私は壊れた金属ストリップ（PCシステムユニットの拡張カードの標準スロットからのプラグ）を取り、最小限の必要なマウントを構築しました。 次に、同じタイプの2つ目のプラグを使用して、Webカメラが既にくっつく部分を構築しました。 誰もがそのようなスタブを持っていると思いますし、あなたは夜にそれらをどこに置くべきかという強迫観念から眠れませんでした。


これは見た目です。 （バカに見えますが、動作します。）

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2.ウェブカメラ。

これは特別なトピックです。 最初は通常のWebカメラを使用することを考えていましたが、その後非常に優れたアイデアが訪れました。その後、予算が大幅に促進され、デザインが簡素化されました。 楽しみのために、死んだラップトップから採掘されたUSBウェブカメラに接続したことがあります。 私はラップトップのウェブカメラの価格を見て、それらが通常よりずっと安いことが判明したとき、かなり驚いた。 どうやら全体のポイントは、これがラップトップ用の非常に実行されているスペアパーツではなく、それらの価格を引き上げることができないということです。 そして、それらは完全に非自明な方法でPCに接続されます。


散乱ウェブカメラ

すべてのラップトップカメラがUSBで接続されていることを完全に自信を持って言うことはできませんが、購入した4つのうち3つを一度に獲得しました。 （このトピックに関する情報をお持ちの方は、共有してください。）

いくつかのカメラは5ではなく3.3ボルトから給電されているように見えるという別のポイントがあります。 何らかの方法でそれらを接続しました。1台のカメラが目に見える結果なしに少なくとも1年間5ボルトで動作しました。 残りはすべて5からも機能していましたが、まだ時間をかけてそれらを確認できませんでした。 電源回路で1〜2個のダイオードをオンにするだけで、そのような一時的な方法で電圧を下げました。 以下のラップトップWebカメラのピン配置。 土地は通常「鳴る」ことは問題ではなく、すでにそこから踊っています。


ラップトップWebカメラのピン配置。


私が使用したカメラでも重要なのは、位置センサーであり、画像はそれ自体でひっくり返されました。これはプログラムで行うことができますが、それ自体で機能する場合は喜ばれます。 他のウェブカメラでは、この目的のために、スイッチ用の機械的なチェックボックスが提供されており、それらを使用することも難しくありません。


チェックボックスは、画像を180度反転します。

そしてもちろん、そのようなウェブカメラ自体のサイズはプラスです。 （ ただし、悲しいことに、無言の監視装置にまつわるあらゆるパラノイアに照らしてマイナスです。 ）


カメラの寸法。

あなたがラップトップからウェブカメラを使用して行く場合、私は自分で使用したウェブカメラのリストを提供し、すでにLinuxとの互換性のいくつかのポイントをチェックしています。 これは、将来mjpeg_streamerを使用する予定がある場合に重要です。 たとえば、カメラは使用されたものとほぼ同じですが、他のモデル（174f： 6 a31）は、fireを個人的にコンパイルした場合でも、Linuxでの画像の提供を望みませんでした。 残りのカメラはタンバリンとのダンスを必要としませんでした。

-Acer TravelMate 3020シリーズのカメラ（UVC + JPEG-） P / N：57.TCYV7.001 USB \ VID_046D＆PID_0896＆REV_0100

-Logitech（UVC + JPEG- WIN +） Logitech 1.3 M Acer Aspire 9410 9420カメラ Logitech 1.3 M Acer Aspire 9410 9420 TravelMate：5620シリーズカメラ P / N：57.AWZ01.001 USB \ VID_046D＆PID_09B0＆REV_0006＆MI_00

-NettopCamera（UVC + JPEG-） 5986：0241

-古いAsus F8s、F5RLラップトップのカメラ（UVC + JPEG-） 174f：5a31 これは私が使用したカメラです。

メモの説明：
UVC -UVCは特定のカメラをサポートしていますか（ 以下は UVCカメラのリストです）
JPEG -Webストリームハードウェア圧縮サポート
WIN -Windows 7自体でカメラが起動するかどうか（so自体を探し回らないようにするため）

当然、ラップトップカメラはラップトップモデルでのみ販売される可能性が高く、それだけです。 したがって、特定のラップトップにインストールされているWebカメラの種類をテーマに「google」を選択し、Linuxとの互換性に関する情報を見つけようとしました。 情報のほとんどは、ラップトップメーカーのウェブサイトのドライバーセクションにあります。 Windowsでは、通常、fireは問題になりません。 最近のLinuxカーネルでは、特定のWebカメラ用のドライバーを用意することが重要でした。

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3. USB-UARTコンバーター。

現在、既製のコンバーターモジュールが販売されていますが、一方ではUSB、もう一方ではUARTの「櫛」です。 それらは異なるマイクロ回路で作られていますが、ほとんどの安価な電子機器で見られるような中国の「デッドバグ」ドロップバグではなく、マイクロ回路を内蔵することが最善です。 最も安いのはpl2303チップです。 ただし、トリックもあります。たとえば、Samsung C100またはSiemens C55のケーブルは同じコンバーターですが、より安く、多くの場合はpl2303がかかります。 ノキアの有名なDCU-5ケーブルも使用できますが、それらはよく知られており、価格も高くなっています。


これが、私たちが興味を持っている普通の電話ストラップの外観です。 そして、pl2303チップのピン配列


そのようなレースから取り外された典型的なボード


ただし、このようなボードは別売りです。

実際、おそらくUSB出力を持たないが、それでもUSB経由でPCに接続されている電話用のケーブルは、同様のコンバーターです。 多かれ少なかれよく知られているすべての超小型回路用のドライバーは、通常、ほとんどすべての最新のオペレーティングシステムに既に存在します。 コンバーターを接続し、システムにCOMポートがある場合、ドライバーがあります。 次に、RXとTXの連絡先を閉じて、通常の端末で何かを転送してみます。 回答が送信されたものである場合、すべてが機能し、先に進むことができます。 Herculesプログラムを使用できますが、偶然見つけたもので、非常に有用であることが判明しましたが、まったく別のものを対象としています。

選択肢がある場合は、コンバータボードが中央にあり、簡単に取り外すことができる電話ケーブルで停止することをお勧めします。 さらに、その理由は明らかです。 また、ウェッジライトはpl2303に収束せず、たとえばFTDIまたはCP2101チップ上にアダプターがありますが、より高価で深刻なので、他のアプリケーション用に保存することをお勧めします。

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4. USBハブ。

あなたはおそらく考えます-なぜ彼はここにいるのですか？ シンプルです-複数のケーブルの代わりに1本のケーブルを使用して、最終的なカメラとPCの接続を非常に簡単に整理できます。ハブにはまだ空きポートがあり、そこに何でも接続できます。 安価なハブが必要ですが、バージョン2.0が保証されています。 したがって、テストすることをお勧めします。 これは、たとえば、USBフラッシュドライブからファイルをコピーし、コピーの速度によってハブのバージョンを決定するか、Webカメラを接続することで実行できます。 もちろんデバイスマネージャーを見ることができますが、butな中国人はそこにあるすべてを隠すことができます。 私は最も一般的なハブの1つを使用し、1つは、カメラに取り付けられたサーボドライブを取り付けるための基礎として使用しました。 （4つの優れた青色LEDと鏡面がハブ自体から抽出されたため、彼はもう必要ありませんでした。）


ハブ

彼らはそこにコンデンサを設置するのを忘れていましたが、それらの場所は明確に区別できます、そして私たちはサーボを持っているので、ほとんどの場合動作し電圧を排出するので、コンデンサをspareしまない方が良いです。 動作電圧が6ボルト以上であれば問題ありません。 容量をあまり大きくしないでください。母親のUSBコントローラーは、大電流で大容量を充電しているときに短絡が発生したと判断し、DIYであなたを地獄に送ってしまうのではないかと思います。


ハブにはすでにコンデンサとpl2303が搭載されています

ほとんどの場合、FE1.1sチップ上のハブに出くわします。 それは通常のマイクロサーキットのように思えますが、私はそれで悲しい経験をしました。 Raspberry Pi rev.AのUSBポートの数を増やしましたが、ラズベリーが常にぶら下がっている理由を長い間理解できませんでしたが、ハブがぶら下がっていることがわかりました。 そのため、特定のハブを使用する前に、特定のインスタンスが安定して動作していることを確認するために、10から20ギガバイトを継続的にドライブしてください。 そうでない場合は、供給電圧を5ボルトから3.3ボルトに下げてみてください。そのような数値があります。


集積回路FE1.1。

USBtoUARTコンバータをハブのポートの1つにはんだ付けし、USBコネクタを適切にはんだ付けして、別のデバイスを誤って接続できないようにします。 さらに、コンバータはハブハウジングに隠すことができ、RX、TX、およびDTRの3本のワイヤのみを引き出すことができます。 ハブボード自体から、2本の電源線を出力することができ、それをマイクロコントローラーでボードにはんだ付けします。

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5.マイクロコントローラー。

これは最も膨大な作業領域ですが、興味深いです。 コンバーターを使いこなし、マイクロコントローラー自体を接続したくない場合は、完成したArduinoマイクロカードの1つを直接USB出力に直接接続することもできますが、より高価になることはご自身で理解できます。 そして、そのようなボードをハブに永久に埋めることは残念です。

おそらく、Arduinoブートローダーを備えたAtmega8最小マイクロコントローラーを使用し、ワイヤーとコンデンサーと電源を2、3個使用するだけで、スケッチで縫い付けられ、ダイオードで点滅する（もちろんはんだ付けしない限り）奇妙なデザインが得られることを誰もが知っているとは限りません。 つまり、超軽量で超軽量のArduinoが手に入ります。


Atmega8の最小Arduino

この写真は、マイクロコントローラは難しいと思い、始めるのが怖い人のために特別に引用されました。 マニュアルの過剰な作業負荷はしばしば人々を怖がらせ、彼らが何かを始めることを決定できないようにします。 場合によっては、いくつかのポイントを省略して、その人に最短経路を示すだけで非常に便利です。 プレイ中に彼がマスターする機能。

私自身も何度もこの方法で旅行しましたが、今では指示が非常に「大量」である場合、私はすぐにダミーのために何かを探しています。 （これはおそらく私たちの教育の最も基本的なマイナスです。）

チュートリアル全体の親愛なる著者、1つの単純なことを理解してください-何かを学んでいる人、彼はまだそれを知らないのでこれを学んでいるようです。 タイプの学生が「真空中の球体」の基本的な知識を持っている必要があるという事実に依存するのではなく、すべてをできるだけシンプルに提示することが必要です。

「読者に対する最高の敬意は、彼らをバカだと考えることです。」

一度この引用が殺到した。 読者が馬鹿だということではないことを理解すべきです。 それは、あなたがあなたのマニュアルでばかを訓練することができるならば、目標が達成されることを意味します。

この記事のフレームワークでは、Arduinoブートローダーをマイクロコントローラーに配置する方法については検討しませんが、これはまったく難しくなく、最小限の機器（LPTポートの存在）で行われることに注意してください。 しかし、その後、このアプローチは常に成果を上げます。 Googleがお手伝いします。

一般的に、ArduinoブートローダーがステッチされたAtmega8があります。 今では、彼はスケッチの方法を知っており、ファッショナブルなArduinoスケッチを書くために私たちが持っているマイクロコントローラーのすべての作業を理解しています。 マイクロコントローラーでは、2つの出力のみを使用します。他のすべてを自由に使用できます。 センサーをカメラにぶら下げても問題はありません。 取り付けを簡単にするために、穴のあるブレッドボードを取り、そこにマイクロコントローラーをしっかりとはんだ付けするのが最善です（しっかりとではなく、ディップソケットを使用する場合は文明的な方法で）。


これまでのところ、裸のブレッドボード、マイクロコントローラー、カメラ、サーボ。

サーボは形状が時間とともに変化する信号によって制御されるため、今回はマイクロコントローラーが適切に「感じる」必要があるため、クオーツが必要です。 一般に、電力とクォーツのはんだ付けを解除し、提案されたスキームに従ってUSBtoUARTコンバータをマイクロコントローラに接続します。 マイクロコントローラを宇宙で回転させると、ピンの割り当ても反転し、はんだ付け時に、通常マークされている最初のピンに焦点を合わせることを忘れないでください。 （繰り返しますが、私は誰もがばかだとは思いませんが、個人的には何度も簡単に飽きることができました。 もちろん私はばかです。）


電源接続図、クォーツおよびリセット。

USBtoUARTインターフェイスコンバーターをRX、TX、およびDTRピンにはんだ付けします。 DTRは、コンデンサを介してマイクロコントローラーのリセットピンに接続され（リセット）、リセットを押す必要なくスケッチが自動的に入力されます。
すべてが正しく接続されていれば、マイクロコントローラーをPCに接続してスケッチを記入できます。 （奇妙なことですが、クォーツの後ろにあるコンデンサーがマイクロコントローラーの通常の動作を妨害したので、それらを取り外しました。）

スケッチは、カメラが天井に設置されることを想定して書かれていることに注意してください。 ビデオのようにインストールする場合は、ボタン変数を再割り当てするだけです。



スケッチの2番目のバージョン。 カメラは水平方向に360度、垂直方向に90度移動できるようになりました。これは、リモートコントロールを簡素化するために行われます。 これがどのように起こるかについては、2番目のビデオを参照してください。



15、16ピン（またはArduinoピン配置では9.10）で、サーボの信号接点が接続され、サーボの電源が一般的な電源に接続されます。 （ロジックと電源ユニットの電力を分配する必要があることは知っていますが、少しやることに決めたので、将来的には深刻なグリッチで罰せられるかもしれません。）

よく知られているキーの組み合わせa、s、d、wを使用してカメラを回転できます。 当然、これらのキーのコードは、マイクロコントローラーを備えたCOMポート（USBtoUARTコンバーターがPCに接続されているときに表示されます）に送信する必要があります。

非常に怠zyな（私のように）ために、PCからカメラを回す簡単な小さなプログラムをスケッチしました。 ソースはそこにあります。 SkypeまたはVirtualDubプログラムを介してビデオを視聴できますが、一般的には十分な方法があります。

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6.ライト （オプション）。

ラップトップのカメラは、ブレッドボード上で非常に小さく、LEDがすぐにはんだ付けされ、CMOSトランジスタが電源に接続されている場所に多くのスペースが残っています。 カメラ自体のマイクロLEDからトランジスタのゲートに電圧を接続しました。 カメラがアクティブになると、ミニスポットライトが自動的にカットインされます。 尊敬されるダイハルトから深刻な負荷を切り替えるために、CMOSトランジスタをどのように使用できるかについてのリンクを次に示します。 ところで、私のお気に入りのサイトの1つである、私のような電子機器のダミーはたくさんあります。


だから、味にLEDを追加することができます。

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7.ハブケーブルの補強 （オプション）。

ハブを非常に「修正」したため（彼はショック状態にあると確信しています）、現在の消費量は増加しています。 この庭全体+照明では、1つのUSBから標準の500 mAが得られなくなりました。 したがって、ハブケーブルを、最後に分岐したUSBプラグを備えたより良いケーブルに交換することをお勧めします。 または、電源接点（赤と黒）のみを使用して、2番目のプラグを自分ではんだ付けします。 これは、プラグを閉じて編組を慎重に取り外し、別のプラグを電源ワイヤにはんだ付けすることで可能です（赤と黒のみ!!!）。 母のUSBコントローラーを吐いてシャットオフする時が来たので、慎重に行ってください。 すべてを適切に分離します。


ケーブルを強化する方法を図式的に示しました。

2番目のUSBプラグの代わりに標準のMolexコネクタをはんだ付けして、「無制限」（ほぼ）の電力を得ることができますが、そのような設計をラップトップに接続することはできません。

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8.経済的な節約 （オプション）。

静止しているサーボに給電しないために、ライトをオフにするのと同じ方法を使用して、サーボの電源をオフにすることができます。 スケッチでは、このオプションが提供されています。 2秒間コマンドが受信されない場合、サーボの電源がオフになります。 別のこのようなトリックは、アイドル時間中のサーボの厄介なガラガラを緩和します。 これは、予算サーボの設計機能によるものです。

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私はそんなに書くつもりはありませんでしたが、それ自体でした。
ビデオと写真を正しく表示するために、上記のすべてをスクロールしたことは明らかです。 そして彼らはここにいる！）

ビデオ：



短時間で作業員のリクエストに応じて、カメラ自体からの画像の滑らかさを評価できるビデオを描こうとしました。
サーボステップは1です。最初にコマンドは50ミリ秒ごとに送信され、その後100ミリ秒ごとに送信されます。


ステップ5、100msごとにコマンドを実行します。


写真：

PS
1.誰かが写真を記事の中央に置く方法を教えてくれたら感謝します。 簡単に何かが機能しませんでしたが、それはあまりよく見えません。