自製環形閃燈和迷你閃燈

這是遙控模型在用的閃光燈, 用來指示模型位置用的, 主要是航空模型
飛到一公里外時用 LED 打光就不可見, 所以需要強度更高的閃光燈
不過這玩具原先其實是設計給相機使用的, 可能庫存過多改賣給航模去銷貨
年初時打算開一個新計畫, 然後開始備料, 結果就看到這玩具, 然後計畫就歪樓了XD
我們這是業餘計畫, 想到什麼就做什麼, 沒有時程壓力
而且做不出來或不想做時還可以換題目, 於是就改做閃光燈


這玩具帶有一個電路板, 上面看來是一個 STM8 的 MCU
上圖藍色線是接腳對電路板的接點, EN = enable; +,- = 5V 電源; IN = 觸發
把 EN 接到 5V 即是啟動狀態, IN 平常拉低, 需要觸發時就拉高, 就會放出閃光
拉高的時間長短會決定閃燈亮度, 拉高完要再拉低才可再觸發, 觸發間隔約 5mS, 無法打連續光
這是實驗得到的結果, 這玩具沒有附 datasheet, 連型號都不知道, 無法查詢
由於玩過傳統閃燈, 看到觸發就會想試看看亮度控制, 結果這顆剛好可以
閃燈應該有裝 IGBT, 而且 gate 還引出到觸發接腳, 這剛好是我很想要的東西


嘗試用 AVR 去接觸發, 上圖是短觸發, 約 5uS
下圖是長觸發, 實驗約 1mS 觸發就差不多是最大輸出, 和以前玩傳統閃燈時差不多


發現這玩具可用, 就開始進貨, 然後做固定架, 找 3D 列印代工印這個：



它蠻大隻的, 量測時游標卡尺夾不住, 外圈尺寸只能用推算的


上圖是裝 10x10 cm 鏡頭濾色片在用的支架, 我量測其外徑, 以它為基礎做固定架
支架已經經過加工, 原本可以放兩片濾色片, 砍掉一層以免安裝廣角鏡時擋到
然後四角落挖個坑以免產生暗角


用以前 CNC 的剩料白色 PP 板, 切兩條塞進去, 要塞滿才會穩固


PP 板外側接在固定架上, 從固定架背面鑽通到 PP 板上, 鑽 2.5 的孔
PP 板上攻牙, 攻 M3 牙, 然後再把固定架的 2.5 孔鑽到 3 的孔, 接著鎖 M3 螺絲即完成固定


一開始先接四個, 測試功能正常


然後買一打進來, 把上圖左邊的全部拆解變成上圖右邊的樣子然後裝上去
這模組和文章開頭那個看起來不太一樣, 加裝不同的外掛, 但閃燈模組都相同
只要選個便宜的買即可



接著分配電源, 賣家拍賣頁上寫一顆吃電 300mA, 所以分兩顆 18650
用兩片 5V 2A 的 DC-to-DC 升壓板, 每片送電給六個閃燈模組, 預計 6 * 300 = 1.8A
電源分組如下圖：

紅藍分別接給兩片升壓板, AVR 和其中一組接在一起
如果只裝一顆 18650, 裝在有 AVR 的那組, 就可以啟動六燈, 依然可用


使用 WT-10 控制, 由於是標準熱靴而非 NEX-5N 的觸發輸出, 改一下觸發電路
改為接腳拉高, 然後讓熱靴座短路到地, 收到下降緣即觸發中斷, 然後拉高 12 隻 GPIO
DC-to-DC 板下方橘色電容是並接在 5V 輸出處
實驗發現觸發後開始充電, 這升壓板似乎性能不好, 會導致電壓上下起伏
幅度達到 2V 左右, 非常不穩, 常常導致 AVR 失效, 所以加上一顆 1000uF 電容
以前主機板上殺肉料, 看起來是還不錯的電容, 這可以讓電壓起伏在 1V 以內
雖然 1V 以內還是很扯, 但這足夠讓 AVR 正常運作, 沒有失敗過, 所以就先這樣
原先用德州儀器的升壓板可以降到約 500mV 以內, 但是那片太大片了, 固定架塞不下
只好這便宜貨加減用
裝上機的樣子：

看起來十分複雜XD 但動作原理很簡單
熱靴轉接 PC 線, 但實驗後發現容易接觸不良, 目前改用舊的自製接頭
即是標準 100 mil 間距, 可插洞洞板的排針接頭


這個 PC 轉接有做點修改, 避免和別的閃燈信號對打, 這修改只適用新的數位閃燈
傳統閃燈會把 250V 高壓灌到熱靴上, 和傳統閃燈並接應該會被打爛壞掉


正面圖, 燈很多, 超屌XD 上面有黏三片塑膠板, 底下的是防止撞壞最下方閃燈
中間兩側的則是在環形閃燈取下時放地上架高以防碰撞

 
環形閃燈的原始碼, STL 模型檔, 以及線路圖： ring-flash.zip  ring-flash-sch.png


測試結果：

上面三張曝光參數相同, 距離也相同, 只有閃燈亮度不同
題外話：普哩啪啦在地下街很少人玩, 大家都玩唉以卡滋(?), 玩家從蘿莉到大叔都有, 超熱門XD

另有人像測試樣本：

FF30 Cosplay Day1

RELEASE NOTE:
============================
使用機身: SONY A7
使用鏡頭: Canon EF 40mm f/2.8 STM
閃光燈: 自製環形閃燈 (WT-10改)
延伸組件: Commlite EF-NEX 轉接環
對焦形式: 人體對焦 (峰值觀察)
曝光策略: 人體控制 (M模式)
轉載須知:
盡量避免直連圖以免被視為違規使用, 其餘無限制, 可上傳至別的相簿, 亦不須註明出處

照片全部有調整, 調整方式: 顏色重對應, 色彩平衡, Lanczos3



CWT46 Cosplay Day1
CWT46 Cosplay Day2

RELEASE NOTE:
============================
使用機身: SONY A7, SONY A6000 (環景用)
使用鏡頭: Canon EF 24-105mm 1:4 L IS USM, Sigma 8mm f3.5 (環景用)
閃光燈: 自製環形閃燈 (WT-10改), YONGNUO YN500EX (少數幾張)
延伸組件: Commlite EF-NEX 轉接環
對焦形式: 人體對焦 (峰值觀察)
曝光策略: 人體控制 (M模式)
轉載須知:
盡量避免直連圖以免被視為違規使用, 其餘無限制, 可上傳至別的相簿, 亦不須註明出處

照片全部有調整, 調整方式: 顏色重對應, 色彩平衡, Lanczos3
團體照有開眼修正, 部份照片有簡易修圖, 處理汗水反光
工法：複製反光區貼新圖層然後高斯模糊再半透明覆蓋回原圖

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環形閃燈還不錯用, 不過真的太大隻了, 攜帶不便
而且拍攝人像有時又嫌功率不足, 所以就想, 不如做一隻小的可調功率的
然後再帶一隻 YONGNUO YN500EX, 需要強輸出時就裝大的, 若沒有就裝小隻的
特別是室內展覽, 用小隻的應該就能打發, 甚至不用帶大的
A6000 雖然有內建閃燈, 但是功率不可調, 不過這我可以忍受
A6000 內閃讓我不能忍受的是即使我設定為手動曝光
閃燈還是要試閃個兩三下才主閃, 很囉唆！
我都全手動了還試閃啥啊? 又沒有要測試參數
而且故意遮住和沒遮住拍出來都一樣, 感覺就是多閃的, 浪費電而已
裝上外部閃燈就只會閃一下, 所以我還是需要一個迷你閃燈

由於是簡易方案, MCU 也換成簡易版XD

用 WT-02 板子修改, 上面裝 8051, 四個閃燈共用一個 GPIO, 用燈號表示亮度
8051 晶振 24MHz, 但因為 12T, 只等同 2MHz, 用起來速度很慢！XD





測試樣本：

FF30.5 Cosplay Day2

RELEASE NOTE:
============================
使用機身: SONY A6000
使用鏡頭: E Mount 16-50mm f/3.5-5.6 OSS
閃光燈: 自製迷你閃燈 (WT-02改)
對焦形式: 自動對焦
曝光策略: 人體控制 (M模式)
轉載須知:
盡量避免直連圖以免被視為違規使用, 其餘無限制, 可上傳至別的相簿, 亦不須註明出處

照片全部有調整, 調整方式: 顏色重對應, Lanczos3

碎碎唸：
這大概是唯一一次拍攝全程吹冷氣的場地, 也是最難拍的場地
第一天來發現裝備不足, 無法應付這黃色燈, 故只有拍環景
第二天帶了濾色片, 然後現場簡易調整顏色, 看起來勉強還行



小場地又低光, 用這個就夠了, 測起來還行, 於是又做了個殼給它

這次嘗試做組合外殼, 如同一般系統產品
雖然它還是很難用XD 但至少電路板和電池全部都包裝起來, 沒有外露
也沒有補土黏合或橡皮筋固定XD (但有熱溶膠小區域填充...)
我們就循序漸進, 檢討缺失, 慢慢改進

這是從二手閃燈拆下的熱靴底座, 以它為基礎規劃

裡面有彈簧和簧片, 這個都是客製品買不到, 只好用殺肉的
把它固定到殼子上, 殼上留孔可以引入觸發線

這次量測有缺失, 孔有點偏, 所以只鎖了三顆螺絲, 原本要鎖四顆
M3 螺絲, 熱靴底座的孔攻牙, 螺絲穿過自製殼鎖在熱靴底座上


最下層的殼中裝 DC-to-DC 升壓板, 規格為 5V 1A

上圖殼的模型如下圖

上圖橘色選取區做了一個爪, 抓住排針
接上排針母座時後面抵住接合, 移除母座時則用前端爪抓著分離
四隻排針兩隻傳送電源, 一隻為熱靴觸發輸入, 另一隻為控制閃燈觸發輸出

最下層的殼後方的樣子：

三隻排針接腳, 兩隻傳送電源, 一隻觸發閃燈, 這是接到閃燈模組的線
模型圖中設計兩個薄的面, 如下圖橘色選取區

厚度僅 0.5mm, 讓 3D 列印可以往上疊
印出後再破壞即產生開口, 一個接開關, 另一個接閃燈線

電池這樣裝：

它裝入時容易, 但移除困難, 要小心不要 A 到四腳排針XD
這不是好設計, 但我沒有為它重做一張板子, 只好這樣
不然電池接點固定在電路板上比較堅固, 也比較容易組裝

接著是第二層殼, 容納控制板, 即 WT-02

上圖下方排針母座會和最下層殼的四腳排針對接
傳送電源, 輸入熱靴觸發, 然後輸出閃燈觸發
下圖為電路圖：

觸發 Flash 的 P1_1 接在 PNP 電晶體, 隨便一顆都行, 我選 2N4403
這樣的設計是防止開機觸發, 如果沒這個直接接腳觸發, 8051 剛開機可能會高電位
如果前一次 flash 模組電容裡還有電就會放閃
不過...就算做了這個, 如果快速的開關電還是會發生就是了, 不過加這可以改善很多

第二層殼要鑽孔接微動開關, 用來調整閃燈亮度, 停用閃燈, 測試閃燈


WT-02 固定後塗一點熱溶膠固定

由於殼子已經和板子邊緣密合, 只要點一點膠不要讓它晃動即可
連接排針時受力點都在殼上, 而不是熱溶膠填充固定, 所以不用填太多膠
第二層殼模型如下圖


裝好後翻過來, 可以看到 LED 指示燈



和底層殼接合, 關上後排針準確接上, 同時殼子互相嵌合抓住


綠燈代表低亮度, 紅燈代表高亮度, 透過按鈕選擇, 最右邊 LED 則是觸發時點亮

最後是最上層, 容納閃燈模組, 然後用一片白色 PP 板封閉

最上層殼模型如下圖, 只是幾個突出固定住閃燈模組


裝箱完成, 連接電源和訊號線：




打開的樣子：

最上層殼四個角落的螺絲孔有白白的紋路, 那是裂痕, 設計的邊緣太薄
鎖螺絲時稍微出點力就裂了, 不過還不到損壞失效的程度, 還能用
螺絲孔裡面是 M3 攻牙, 攻牙時還沒裂, 是鎖螺絲時才裂的

這顆電池是手機用, 可能輸出能力比較差, 如果連續高功率觸發 (LED 黃燈的程度而已就會)
升壓模組會斷電, 一開始以為是和環形閃燈一樣是輸出電容不夠, 但實驗後發現是輸入不足
這現象在接 18650 電池時沒有遇到過, 所以補上一顆電容在電池端：

可以減緩此現象, 但不能完全避免, 沒辦法, 想要小電池節省空間就要支付代價
不過如果不是暴力連按測試閃燈按鈕, 只用相機正常觸發的話應該是不會遇到吧, 我猜的XD
更新：這是電池快沒電的現象, 充飽了就沒事了, 由於電池沒用過以為還有電
忘記放久了也會掉電......不過確實是電池問題就是了, 電路沒問題, 還好XD


迷你閃燈的原始碼, STL 模型檔, 以及線路圖： mini-flash.zip


和相機組合外觀：



由於熱靴底座有點高度, A6000 內建閃燈還是可以彈出
如果四燈不夠還可以召喚(?)內建閃燈支援, 成為 4+1 燈XD


測試結果：

上兩張曝光參數都相同, 左邊的是 16mm, 0 級, 此時閃燈離模型只有十幾公分！
右邊的則是拉遠些, 50mm, 2 級, 結果相近, 都是閃燈直打無柔光罩


閃燈模組殼上留有兩條開口, 可以插濾色片, 不過這沒有其他固定
不確定風強時會不會飛走XD 若有必要可再加上磁鐵吸附補強
結果：




這玩具目前有兩缺失, 首先是電池難裝XD
以及閃燈模組那段無法固定角度要手指扶著
要讓閃燈模組可以抬起固定, 關節那裡要有些機構
要麼像筆電用個金屬夾緊的關節, 那是客製化製品我沒有
不然就是像行車記錄器支架, 關節間有鋸齒, 那個不管用 3D 列印還是 CNC 都不好做！
那個用射出成型比較容易, 這成本就高到破表了XD
這是結構簡單但個人專案難以實現的項目
在閒暇之餘可以想看看有沒有什麼替代品可以簡單做出的, 目前我能想到是用翻模的
但是翻出鋸齒關節後總是要和 3D 列印件接合吧? 那是個麻煩...
不要建議我用補土黏, 那不好看XD 我們現在開始要重視全部數位化, 才可複製生產！