Proste podejście do cyfrowej solarografii z bezlusterkowcami Sony

Zdjęcia o ultradługim naświetlaniu lub solargrafia to zdjęcia robione w ciągu kilku godzin, dni, tygodni lub miesięcy. zwykle obejmują jasne łuki, które słońce tworzy w ciągu co najmniej jednego słonecznego dnia.

W przypadku analogowych zdjęć solarograficznych ekspozycja często trwa od przesilenia do przesilenia przez pół roku. Pokazują one wszystkie łuki od najniższego do najwyższego punktu słońca na niebie. Wykonanie choćby jednodniowej ekspozycji dzięki aparatu cyfrowego wymaga jednak specjalnego systemu i sprzętu.

Zbudowałem w przeszłości do tego celu dedykowaną kamerę. Nagrałem też o tym film i napisałem post na blogu.

Chociaż jestem całkiem zadowolony z aparatu, jakość obrazu i wszechstronność są nieco ograniczone. Kadrowanie obrazu podczas ustawiania aparatu jest uciążliwe¹, a moduł czujnika nie generuje plików RAW zgodnych z Adobe Lightroom.

Tydzień przed moim niedawnym wyjazdem na wakacje zastanawiałem się, w jaki sposób sprawić, by mój zaufany bezlusterkowiec Sony a6000 (399,95 USD) wykonywał tę samą pracę, co aparaty, które zbudowałem wcześniej.

A Krótkie podsumowanie

Aby utworzyć cyfrowy obraz solarograficzny, potrzebne są dwie sekwencje obrazów:

1. Jedna sekwencja prawidłowo naświetlonych obrazów, zawierająca metadane (czas otwarcia migawki, liczba f, ISO)

2. (Co najmniej) jedna sekwencja wyjątkowo niedoświetlonych obrazów, które rejestrują bardzo mało światła, tak iż widoczne jest tylko samo słońce

Główny problem

Zdalne sterowanie przez PTP z gPhoto2 jest naprawdę wolne. Wykonanie pełnego cyklu, dostosowanie czasu otwarcia migawki z 1” do 1/4000 i z powrotem do 1” zajmuje 42,16 sekundy (w moim Sony a6000 inne aparaty mogą wykonywać te operacje szybciej). Dodając czas na naświetlenie zdjęcia i jego pobranie, zajmuje to znacznie ponad minutę.

Ale żeby uniknąć smugi słonecznej, która wygląda jak sznur pereł – co najwyżej co 60 sekund – trzeba zrobić zdjęcie, a to nie podlega negocjacjom. Na dodatek jest błąd w oprogramowaniu aparatu (będę miły i założę, iż to błąd/przeoczenie).

Gdy poprosisz o wartości wbudowanego światłomierza, oprogramowanie zawsze zgłosi 0, więc aparat będzie musiał pracować w trybie manualnym, a Ty będziesz musiał skorzystać ze specjalnego algorytmu automatycznej ekspozycji (nie jest to zbyt przyjemne).

Więc gPhoto2 niestety odpada. Istnieje alternatywa: zdalne sterowanie przez Wi-Fi. A6000 ma (bardzo stary) system Android barebone, który można uruchomić z menu aparatu i uruchamia niektóre aplikacje Sony. Nigdy nie było sposobu, aby używać zwykłych aplikacji Androida lub pisać własne oprogramowanie; tylko tak zwany sklep PlayMemories firmy Sony oferował płatne i bezpłatne aplikacje (aż do momentu, aż Sony go zamknęło i nie było sposobu, aby ponownie pobrać aplikacje, za które już zapłaciłeś dobre pieniądze)².

Jedna z aplikacji działających na urządzeniu (aplikacja SmartRemote) oferuje funkcjonalność zdalnego sterowania (z jakiegoś powodu próbowałem dowiedzieć się, jak to adekwatnie działa, i jest to serwer internetowy oferujący API REST wykorzystujący serwlety Java. A te rzeczy były już strasznie stare, gdy zapisałem się na pierwszy semestr…).

Tak czy inaczej, próba skonfigurowania pilota przez Wi-Fi – które ma działać niezawodnie i stabilnie przez kilka godzin – to nie jest coś, na co zamierzam tracić dużo czasu.

Proste pytanie – Jaki jest najmniej skomplikowany sposób wykonania zadania?

Zmień tryby aparatu manualnie. Aparat można skonfigurować oddzielnie w trybie ręcznym i w trybie priorytetu przysłony, a konfiguracje te nie są resetowane podczas zmiany trybów. Jednak przełączania trybów nie można wykonać programowo. Jedynym sposobem na osiągnięcie tego jest obrócenie pokrętła trybów na górze aparatu. Więc zrobimy dokładnie to. Mechanicznie. dla wszystkich zdjęcia.

Pierwszy prototyp był nieco surowy, ale ogólnie rzecz biorąc wymagany sprzęt i oprogramowanie są zaskakująco proste.

Wydrukowany w technologii 3D kawałek plastiku przyklejono dzięki superkleju do pokrętła trybów znajdującego się na górze aparatu.

Na wierzchu umieszczono wydrukowany w 3D „kapelusz” z maleńkim hobbystycznym serwomotorem zaprojektowanym do samolotów zdalnie sterowanych. Mikrokontroler obraca koło trybów do adekwatnej pozycji i wyzwala migawkę dzięki kabla zdalnego sterowania.

W ciągu kilku dni zmontowałem sprzęt i oprogramowanie, planując jednocześnie wakacje, i zrobiłem to zdjęcie na Helgolandzie:

(To około 4 godziny ładnego, słonecznego wieczoru skompresowane na zdjęciu)

Pierwszy prototyp wykorzystywał manualnie lutowany przewód i gniazdo audio 2,5 mm do kabla wyzwalającego. Wyglądało to dość szorstko i nie było sposobu, aby stwierdzić, ile ekspozycji zostało już wykonanych.

Później poświęciłem trochę czasu w stworzenie „prawdziwego” sprzętu na płytce drukowanej, zdałem sobie sprawę, iż wygodniej jest, gdy jest wyświetlacz, i trochę ulepszyłem obudowę.

Czy to działa?

Tak. Zaskakująco dobrze, biorąc pod uwagę wszystko, jest to prawdopodobnie najłatwiejsza metoda wykonania „szybkiego” zdjęcia solarograficznego. Wady:

• Zużyjesz mnóstwo energii z baterii
• Aparat nie jest odporny na warunki atmosferyczne
• Nie jest ukryta. Będziesz musiał pilnować kamery, aby nie zamokła lub nie została skradziona, a w międzyczasie jest duże prawdopodobieństwo, iż będziesz musiał odeprzeć kilka pytań od ciekawskich gapiów

Czego potrzebujesz, jeżeli chcesz zbudować swój własny:

• Chęć przyklejenia plastikowej części do aparatu dzięki superglue
• Kabel zdalnego wyzwalania do aparatów Sony z wtyczką słuchawkową 2,5 mm
• Mikrokontroler Raspberry Pi Pico (kup tutaj)
• Płytka drukowana z gniazdem słuchawkowym 2,5 mm do wyzwalania aparatu i serwosilnikiem hobbystycznym SG90, który obraca kółko wyboru programu aparatu
• Kilka części wydrukowanych w technologii 3D i śruby M2
• Akumulator FP-FW50 z wtykiem DC typu jack (kup tutaj)
• Zestaw baterii do aparatu. Używam TrustFire EB03 Battery Box. To pojemnik na baterie mieszczący łącznie sześć baterii litowo-jonowych 18650. Baterie są w konfiguracji 2S3P (trzy baterie są połączone równolegle, aby potroić pojemność, a to samo jest robione dwa razy, aby podwoić napięcie wyjściowe). Ciekawą cechą tego zestawu baterii jest zintegrowany przetwornik 5 V ze złączem USB, dzięki czemu może zasilać mikrokontroler.
• Ładowarka do akumulatorów 18650
• Oprogramowanie CompressorCam do przetwarzania stosów obrazów.

Akta:

Pliki Fusion360/Step CAD można znaleźć w repozytorium GitHub

Pliki EasyEDA (w tym BOM) dla PCB można znaleźć na stronie projektu EasyEDA

• ¹ Kamera nie ma wyświetlacza. Trzeba ją włączyć manualnie, a następnie przykręcić odporną na warunki atmosferyczne obudowę. Chociaż kamera może utworzyć sieć Wi-Fi ad-hoc i przesyłać strumieniowo dane z podglądu na żywo do witryny, którą można otworzyć na telefonie, jest to dość uciążliwe.
• ² Długa dygresja: Oczywiście, rozsądną opcją byłoby wydanie aktualizacji systemu układowego, która łączyłaby wszystkie aplikacje, które Sony miało w tym dziwnym sklepie z aplikacjami, aby każdy miał do nich dostęp na czas nieokreślony. Klienci ani sama firma Sony nie straciliby żadnej wartości, ponieważ najwyraźniej nie mają zamiaru pobierać żadnych pieniędzy za te aplikacje od tej pory, ale myślę, iż tak nie działa świat dla MBA w dużej korporacji. Ciekawostka: Sony przez cały czas sprzedaje a6000, ale teraz jest to produkt, który traci, a nie zyskuje funkcji z czasem. Tak czy inaczej, na szczęście ktoś dokonał inżynierii wstecznej wystarczającej części całości i oferuje ramy do pisania własnych aplikacji oraz łańcuch narzędzi do ich przesyłania: