Те, кому приходилось что-то делать своими руками, скорее всего, осознали справедливость сформулированной Мёрфи закономерности: «Если что-то может сломаться, это обязательно сломается» (о «законах» и о Мёрфи можно почитать, к примеру, на сайте «Элементы»). В прошедшем году я много занимался различными фотосамоделками и в полной мере ощутил важность мелочей, которые всегда готовы подвести (сломаться). Опыт чужих ошибок позволяет избежать больших неприятностей. Поэтому опишу свой, относящийся к съемке кино по технологии интервальной фотосъемки, или к цейтраферной съемке.
Для такого вида съемки хорошо подходят легкие камеры-компакты с достаточно надежными затворами. Я использую Canon PowerShot G9 под управлением CHDK (для реализации автоматической съемки и возможности пульта управления), моторизованные модули с контроллерами на базе Lego и Arduino/Freeduino для поворота съемочной платформы.
Особенности самоделок, думаю, что не только моих, в их невысокой надежности. Во-первых, в ход идут «неликвиды» и то, что есть под рукой. Во-вторых, желание сделать вещь универсальную и модифицируемую обуславливает появление конструкций с легким доступом к элементам. Ну а открытые механические и электрические соединения — потенциальный источник неприятностей. В-третьих, электропитание. Приходится питать камеру, пульт, мотор, микрокомпьютер, причем иногда в течение часов. Садится один из источников и останавливается все дело.
В итоге не редкой бывает ситуация, когда установка, стабильно работающая на столе, на улице не работает. Чтобы повысить вероятность удачной съемки, я постарался продублировать некоторые узлы установки, в частности питание камеры, таймер съемки и привод поворота камеры. Устройство и возможные проблемы с этими «резервными» приспособлениями будут описаны в статье. Но начну все же с камеры, которой всегда доверял. А зря. На ней сработал принцип: «Если четыре причины возможных неприятностей заранее устранены, то всегда найдется пятая».
Камера
Компакт Canon PowerShot G9, как и все камеры этой серии, а также камеры такого класса от конкурентов, позволяют гибко настраивать параметры съемки под любые ситуации. Качество картинки вполне высокое. Вес не большой, как раз для установки на платформу автоматической цейтраферной съемки. У меня до сих пор работает Canon PowerShot G2, и от ее более современного аналога я не ожидал неприятностей. Впрочем, один «звонок» прозвучал при покупке — отсутствие интерфейса пульта управления (а значит, камера, выглядевшая вполне «профессионально», на серьезную работу не рассчитана). Второй — через несколько месяцев эксплуатации: некая деталь сделала камеру погремушкой — что-то в корпусе застучало. Из большинства моих камер (механических и электронных) в конце-концов сыпались болтики. Поэтому стук не удивил, я тут же извлек аккумулятор и просто вытряс блестящий болтик. Потом от камеры отвалился еще один, скрепляющий корпус. После трех лет эксплуатации я наделся, что все что могло растрястись и отвалиться — отвалилось, и не ждал неприятностей.
В поисках конструкции внешнего блока питания для камеры я случайно обнаружил заметку о родово́й болезни G9 и решил, на всякий случай, проверить, а не тот ли это был болтик (который описан в заметке) — ведь на нем держится ушко для ремешка безопасности. И не собирается ли другой болтик так же самораскрутиться, закоротить цепь и «уронить» камеру на асфальт. Следуя описанию разборки из заметки, я добрался до нужного места в камере и обнаружил второй злополучный болтик, который действительно был близок к тому, чтобы выпасть. Процесс ремонта представлен далее в иллюстрациях.
Управление съемкой
В Canon PowerShot G9 не предусмотрено дистанционное управление, но его можно реализовать с помощью CHDK через USB-разъем. Собственно, если уж CHDK установлено, то в пульте ДУ для цейтраферной съемки большой надобности нет — в CHDK через скрипт можно запрограммировать автоматическую интервальную съемку. Но можно сделать и дублирующее решение на случай отсутствия скрипта длительной интервальной съемки.
Для этого я собрал внешний пульт управления на основе «программируемого» пульта для зеркалок Canon. Для реализации ДУ в Canon PowerShot G9 нужно включить эту возможность в CHDK, а затем подать напряжение на разъем USB. Между камерой и программируемым пультом от зеркалки нужно поставить пару хороших батареек по 3 В. При этом может оказаться (а в моем случае так и случилось), что сборка цепи управления в соответствии с «очевидной» идеей не приведет к успеху.
Дело в том, что мой программируемый пульт под Canon корректно замыкает цепь USB CHDK запуска только при определенном подключении его контактов относительно полярности батареек, питающих USB. И конфигурация 2,5 мм штекера TRS (Tip, Ring, Sleeve — Кончик, Кольцо, Гильза) пульта под зеркалки Canon это не кажущееся очевидным замыкание Кончик-Гильза при сигнале на съемку, а замыкание Гильза-Кольцо. Поэтому простым переходником стерео-моно на USB-шнур не обойтись, что я пытался сделать под уже имевшийся шнур USB-моноджек.
Таким образом, при создании пульта я сделал два неверных решения, в полном соответствии с принципом: «Если что-то можно сделать несколькими способами и один из них не работает, то обязательно найдется кто-то, кто прибегнет именно к этому способу». Сначала мой пульт не срабатывал вообще, так как его замыкающая пара Кольцо-Гильзя попадала на один контакт моногнезда — Гильза. Пришлось изготовить дополнительный переходник стерео-моно с распайкой R-T и S-S. А затем пульт срабатывал произвольно (случайно), пока я не поменял полярность питающих USB-элементов на обратную.
Электропитание
Емкость аккумулятора камеры определяет длительность возможной съемки. Если делать один снимок в секунду в течение часа, то 3600 снимков при частоте 30 к/с составят видеоролик длительностью в 2 минуты. Примерно на такое количество снимков и нужно рассчитывать. Штатный для камеры Canon PowerShot G9 аккумулятор NB-2LH с параметрами 7,4 В 720 мА·ч, согласно инструкции, позволит сделать до 240 снимков по стандарту испытаний CIPA или же 600 снимков в режиме с выключенным дисплеем. Но CIPA довольно жесткий и ориентированный на случайную съемку тест, предполагающий включение/выключение, съемку, просмотр снимка и т. п. При съемке «подряд» с выключенным просмотром снимка (выключать дисплей вообще при работе скрипта CHDK я так и не научился, хотя такой пункт меню в CHDK и есть) удается сделать гораздо больше снимков (≈1600 на моем аккумуляторе, которому уже больше двух лет), но все же не ≈3000.
Для обеспечения длительной съемки можно использовать внешний блок питания. Фирменного батарейного блока для камеры я не обнаружил, хотя сетевой адаптер существует. В случае Canon PowerShot G9, у которого нет разъема для внешнего питания, потребуется специальная вставка-адаптер на место штатного аккумулятора. Я изготовил ее из неработающего аккумулятора (который пару лет назад был приобретен на кассе обычного супермаркета буквально за копейки и, разумеется, работал плохо — заряжался за несколько минут и обеспечивал заряд для 20-30 снимков). Медный многожильный провод питания был припаян просто к клеммам «+» и «−» корпуса этого аккумулятора после извлечения его бесполезного содержимого. Я не стал добавлять в схему ограничитель питания и терять 1-2 вольта «на стабилизации» (к примеру, ограничитель постоянного напряжения MC7808CT / 8В 1A), так как не собирался использовать сетевые источники или батареи с высоким напряжением. В качестве источника питания предполагалось использование блока на 8 батарей АА. 8 АА NiMH-аккумуляторов под нагрузкой дадут ≈9,6 В, чего для питания камеры должно быть достаточно.
Запустить камеру от такого самодельного блока сходу не удалось. Иначе говоря, она включалась в режиме просмотра и запуска CHDK, иногда даже переходила в режим съемки, показывая на дисплее напряжение питания (функция CHDK) ≈10 В, но при полунажатии на спуск (а чаще еще на этапе перехода в режим съемки) выводила на дисплей: «Поменяйте батарею». Если вместо батарейного блока через адаптер подключалась штатная батарея — все работало, причем индикатор напряжения показывал от 6,5 до 8,5 В в зависимости от состояния этого штатного аккумулятора Canon.
Недостаточно 8 аккумуляторов АА — возьмем 10. Чтобы слишком не рисковать, в блок на 10 элементов было установлено 9 аккумуляторов и перемычка. С ними камера нормально работала. Просто ради эксперимента еще один из элементов был заменен проводящей перемычкой — камера тоже работала — от 8 АА. Возникло подозрение, что причина неудач в самом блоке для батарей. У меня никогда не возникало желания измерять сопротивление клемм — ведь нет никакого смысла делать их из плохо проводящих материалов. И все же, по аналогии с третьей закономерностью Финэйгла: «В любом наборе исходных данных самая надежная величина, не требующая никакой проверки, является ошибочной», — причиной неудачи были именно клеммы, вернее соединения между ними в батарейном блоке!
Сопротивление используемого в моей конструкции многожильного провода длиной 1 м и сечением 0,75 мм бытовой омметр определял как нулевое. Если считать, что провод медный (удельное сопротивление 1,75·10−8 Ом·м // Элементарная физика, Н. И. Кошкин), получим его сопротивление ≈0,04 Ом. Сопротивление же между клеммами батарейного блока на 8 элементов оказалось (измерения омметром) ≈0,6 Ом (между клеммами блока для 10 элементов омметр показывает 0). Всего таких клемм-переходов в блоке 8 и суммарное добавочное сопротивление в цепи составит ≈4-5 Ом. Я измерил токи, потребляемые камерой (с помощью того же бытового мультиметра), и получил: через включенную камеру течет ≈0,25/0,1 А (дисплей включен / выключен), во время съемки (нажатия на спуск) эта пара превращается в ≈0,3/0,25 А. Таким образом, при максимальной нагрузке на самой батарее (батарейном блоке) будет падать около 1,5 В. Я предполагаю, что автоматика контроля питания камеры настроена на измерение падения напряжения при нагрузке и по этому параметру «считает» батарею неисправной, даже если напряжение на ней достаточно высокое.
Что дает на практике использование внешнего блока на NiMH-аккумуляторах? Чтобы оценить реальную пользу от такого блока, сравним количество снимков, которое можно сделать на штатном аккумуляторе и при питании от блока с 8 NiMH. Для испытаний использовались аккумуляторы на 2100 мА·ч, чтобы не перегружать затвор камеры (на более емкие аккумуляторы результат пересчитать просто). В режиме съемки с интервалом 1 секунда заряда штатного аккумулятора камеры хватает на ≈1600 снимков. При съемке со вспышкой с интервалом 5 с — на ≈550 снимков. Если в таком же режиме со вспышкой снимать от внешнего блока (8×2100 мА·ч), можно сделать ≈1000 снимков. Оценка возможного количества снимков от батарейного блока при съемке без вспышки ≈3000 снимков, чего будет достаточно для полутораминутного видеоролика. Более емкие аккумуляторы позволят сделать больше снимков.
Платформа автоматического поворота
Ускоренное видео, которое получается в результате интервальной съемки, во многих случаях (если позволяет сюжет) смотрится лучше, если камера в процессе съемки движется или поворачивается. О самодельных электрических приводах поворота камеры я уже писал, в этот раз речь пойдет о механическом. Все что понадобится для такого привода — часовой механизм с достаточным крутящим моментом на валу. Для вращения Canon PowerShot G9 в горизонтальной плоскости оказалось достаточно «мощности» обычного кухонного таймера. Полный оборот такой таймер делает за час, и это, конечно, ограничивает съемочные возможности. Другой минус таймера — вращение только в одну сторону, против часовой стрелки, а, значит, против хода солнца в нашем полушарии. Но и такое движение лучше, чем ничего.
Таймер, который я использовал, имеет внешнюю металлическую оболочку, из-за чего смотрится внушительно, но его механизм и крепление этого механизма к корпусу не рассчитаны на значительные нагрузки. Более тяжелая, чем компакт-камера, может сорвать резьбу единственного маленького болтика, связывающего блок часового привода и внешний корпус таймера. По началу я планировал усилить все соединения, но потом понял, что слабых звеньев слишком много, и отказался от этого (как и от установки штативной площадки в основании таймера). Все что было сделано: удалены элементы звукового сигнала и установлена площадка с винтом под штативное гнездо камеры (панорамный узел Lenspen). Легкий панорамный узел с трещоткой и уровнем позволяет настраивать положение камеры с уже зафиксированной для съемки платформой поворота и контролировать горизонт. При сборке нужно постараться выдержать соосность оси привода и винта для камеры, чтобы уменьшить нагрузки на механизм платформы поворота (это справедливо для камер со штативным гнездом вблизи их центра тяжести).
После удачных испытаний привода с камерой в домашних условиях, установка была вынесена на улицу для натурной съемки и в полном соответствии с «эффектом демонстрации» («если устройство работало при вас, оно не обязательно сработает в присутствии других») работать не стала. Небольшой дисбаланс камеры из-за установки на нее бленды и, возможно, −20 °С привели к тому, что верхняя часть перестала проскальзывать по нижней. Для решения проблемы на ось таймера была надета тонкая шайбочка (отмечена красной стрелкой на рисунке). В таком исполнении платформа поворота стабильно работает (хотя я сомневаюсь в ресурсе таймера и постараюсь заменить его на более мощный и, хотелось бы, многоосный для разных направлений вращения и скоростей).
И наконец: «Даже если ваше объяснение настолько ясно, что исключает всякое ложное толкование, все равно найдется человек, который поймет вас неправильно» (cледствие из 3-й закономерности Чизхолма — «Любые предложения люди понимают иначе, чем тот, кто их вносит»).
