Automatiser le déclenchement d'un appareil photo numérique.

Dans les projets ballon stratosphérique ( école, collège ou lycée ), nous retrouvons pratiquement toujours un appareil photo. Il est évidemment très tentant d'embarquer ce type d'appareil dans la nacelle afin de récupérer des photos prises du décollage jusqu'à l'éclatement du ballon aux environs de 30000 mètres.

Ci-dessous quelques clichés réalisés lors de nos précédents lâchés de ballon.

Les appareils photos numériques permettent de prendre beaucoup plus de clichés qu'un appareil photo argentique qui reste, lui, limité à 24 ou 36 photos selon la pellicule.

L'appareil photo utilisé est un appareil numérique 3,2 MegaPixels de marque KODAK - Référence C300 ( le modèle 7300 fonctionne également très bien ). Cet appareil nous offre un rapport qualité-prix très intéressant . Un relevé de prix ( Janvier 2007 ) nous donne 70 Euros. Ce qui est reste très accessible. On peut aussi trouver ce type d'appareil d'occasion sur Ebay pour 20 ou 30 Euros. Il doit être possible d'utiliser d'autres appareils d'entrée de gamme ( POLAROID ... ) mais je ne peux rien vous confirmer.

Dans tous les cas, la difficulté de l'opération est d'automatiser les prises de vues. En effet, comment simuler la pression d'un doigts sur le déclencheur ?

Nous écarterons tout de suite les solutions mécaniques ( moteur + réducteur, électroaimant ..... ) peu fiables et difficiles à mettre en œuvre. De même , nous n'avons pas encore réussi à dresser un hamster pour lui faire appuyer sur le déclencheur à intervalle régulier.

Il nous reste donc une solution totalement électronique.

Que se passe t-il exactement lorsqu'on appuie sur le déclencheur ?

Une pression sur le déclencheur va tout simplement fermer un contact électrique provoquant la prise de vue.

On me fait remarquer que sur certains appareils ( NIKON, CANON IXUS 800 IS par exemple ) , le déclenchement se fait en 2 étapes : premier temps à mi-course pour
faire la mise au point et deuxième temps en appuyant à fond pour faire la prise de vue. Ce qui complique considérablement notre intervention pour simuler une pression sur le déclencheur ( véritable usine à gaz, soudure très difficile à réaliser ).

Ce n'est pas le cas de l'appareil KODAK : il n'y a pas de mise au point car elle est réglée sur l'hyperfocale, comme sur les appareils argentiques jetables. C'est évidemment pour sa simplicité de mise en oeuvre ( et son prix de fait très abordable ) que nous avons choisi cet appareil.

Comment simuler cette action sur le déclencheur ?

Nous allons directement souder 2 fils sur ces contacts afin de simuler une action sur le déclencheur. Comme nous l'avons précisé juste avant, le déclenchement se fait en une seule étape donc nous n'avons qu'un seul interrupteur à simuler. Il est vrai, par contre, que le délai entre deux vues est très long ( plusieurs secondes ). Cela peut être critique pour réaliser des prises de vues en rafale mais dans notre cas, nous avons fixé la durée entre 2 prises de vues à 15 secondes donc aucun soucis de ce côté.

Ces 2 fils ( de couleur verte sur la photo ) partiront vers une carte électronique sur laquelle un relais établira périodiquement le contact permettant de réaliser des prises de vues à intervalles réguliers. Notre carte électronique intégrera une temporisation permettant de choisir la durée séparant 2 prises de vues consécutives.

Remarquons qu'il est nécessaire de faire passer les fils du déclencheur par la trappe des piles. Il ne sera alors plus possible d'insérer des piles dans l'appareil.

Les piles ne pouvant plus prendre place dans l'appareil, il est nécessaire de sortir 2 fils afin de pouvoir alimenter l'appareil sous une tension de 3V, ce qui nous laisse d'ailleurs la possibilité de placer des piles de capacité plus importante.

L'opération n'est pas techniquement très compliquée mais doit être réalisée avec soin avec un fer à souder à pointe très fine : dévisser toutes les vis présentes sur l'appareil, déclipser le capot, réaliser la soudure des fils du déclencheur en vous aidant de la photo ci-dessous. Souder également les 2 fils d'alimentation ( respecter bien les polarités ) . Il est nécessaire de percer un trou dans la trappe des piles afin de sortir les fils d'alimentations et de contact. N'oubliez pas de dévisser le bouton plastique du déclencheur situé sur le capot que vous clipserez à nouveau sur l'appareil.

Un internaute nous présente sa réalisation

Voici la copie du courrier que j'ai reçu de David Grenouillet : "Bonjour Florent, Voici une photo de mon C310 bidouillé. Grâce à tes conseils, j'ai réussi sans problème la modif. J'ai rusé un peu en installant des fiches bananes de 2 mm qui reprennent l'alimentation et le contact de déclenchement, comme cela , on peut toujours utiliser l'appareil avec des piles AA d'origine. Si tu trouves des embases femelles courtes, il sera même possible de les installer sur la partie inclinée du boitier, ne limitant pas la hauteur des connections mâles. Je dois faire attention à ce que les fils ne rentrent pas dans le champ. Encore merci pour tes conseils Bonne journée Cordialement Daniel"

Voici également la copie de la photo de l'appareil photo modifié :

Merci David pour ta contribution.

Réalisation de la maquette électronique de déclenchement

Le schéma électrique de la maquette électronique est présenté ci-dessous :

La première porte logique NON-ET CMOS 4093 ( avec Trigger ) réalise avec R1, P1 et C1 un oscillateur donnant les impulsions d'horloge sur le compteur CMOS 4040 12 étages .

L'utilisateur choisira, à l'aide d'un cavalier, la sortie Qx présentant la temporisation souhaitée. Un circuit dérivateur réalisé à l'aide de C3, R2, D1 et de 2 autres portes logiques permettra de faire coller le relais pendant 1 seconde seulement ( et non pendant toute la durée de la temporisation souhaitée ).

L'alimentation +Vcc se fera entre 6 et 12 V. On pourra choisir un relais de 6 ou 12V selon la tension d'utilisation.

Attention : les 2 photos de la carte électronique ci-dessous ne correspondent pas exactement au schéma électrique. J'ai supprimé quelques composants ( non représentés sur le schéma électrique ) destinés à des fonctions électroniques dont je n'ai plus l'utilité. J'ai effacé ces composants sur la photo de la carte représentée à côté de l'implantation des composants.

Voici le typon qui correspond exactement au circuit électrique donné plus haut :

Et voici également l'implantation des composants ( on remarque sur la photo de droite les composants "effacés" qui n'apparaissent pas sur le schéma électrique ) .

Si vous souhaitez imprimer ce typon directement chez vous sur transparent ( à la bonne échelle ) ou le rectifier, je laisse ci-dessous le logiciel de création de circuits intégrés avec lequel j'ai réalisé ce typon. Il s'agit de BOARD CREATOR ( PRINTED CIRCUIT BOARD EDITOR AMS SOFTWARE ). C'est évidemment une version de démonstration ( il n'est pas possible d’enregistrer son travail ).

TELECHARGER BOARD CREATOR DEMO

TELECHARGER LE FICHIER DU TYPON

Allez, au travail !!!

Autres applications de l'appareil photo numérique avec automatisation des prises de vues

Il est intéressant d'utiliser l'appareil photo en mode statique ( fixé sur un pied ) afin de visualiser l'évolution accélérée de différents phénomènes physiques . Avec une carte mémoire de 256 Mo, il est possible de réaliser 360 clichés que l'on assemblera , à raison de 25 images par seconde, sur un film vidéo. Le résultat est particulièrement intéressant : on visualise ainsi, en une dizaine de seconde, 3 heures de prises de vues . Voici quelques photos illustrant l'expérience réalisée sur la fin d'une froide mais ensoleillée journée de décembre 2005.

L'appareil fixé sur son pied - On distingue les 2 fils d'alimentation et de déclenchement

L'appareil fixé sur son pied - Vue générale -

On distingue en bas à droite la source continue d'alimentation et la carte électronique de temporisation

Vue sur la batterie au plomb ( source continue 12 V ) , le convertisseur 12V - 3V et la carte électronique

La première photo et la dernière photo

Le film vidéo ( format Divx ) des 360 photos assemblées ( durée 8 secondes ) a été zippé.

Lecture conseillée avec VLC.

Amélioration

Afin de m'affranchir des problèmes de connectiques ( batterie, appareil photo, déclencheur ) , éviter les inversions de polarités et surtout protéger la batterie au plomb des décharges profondes ( une tension inférieure à 10,5 V entraîne une perte de capacité partielle ou totale de la batterie ) , j'ai décidé d'intégrer le tout dans un boîtier.

Une pression sur le poussoir MARCHE alimente toute l'électronique embarquée. La tension batterie est comparée en permanence avec la tension critique de 10,5V. Si la tension batterie descend en dessous de cette valeur, le système est arrêté automatiquement ( protection batterie ). Ce qui revient à appuyer fugitivement sur le bouton ARRET.

On peut choisir différentes durées de temporisation : 15s, 30s, 1, 2, 4 et 8 minutes . On trouve sur le côté 2 bornes d'accès au 12V ainsi que 2 bornes 3V pour l'alimentation de l'appareil. Egalement, 2 bornes pour le déclencheur . Le système est autonome : utilisation avec ou sans présence du secteur 235 V ( dans le premier cas, la batterie est rechargée automatiquement ).

Avec des yeux bien exercés, on arrive à retrouver la carte électronique de temporisation à l'intérieur du boîtier !

Contact

Je me ferai un plaisir de répondre à vos questions concernant les thèmes développés sur le site :

florent.coulon@ac-besancon.fr