Capture Gotas d'Água em Ação com Arduino Nano – Fotografia de Alta Velocidade DIY

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Sobre o Projeto

Este projeto nasceu da vontade de experimentar fotografia de alta velocidade. Abaixo, um setup simples baseado em Arduino para fotos de gotas d'água.

Equipamento Fotográfico Necessário

• Câmera com controles manuais e suporte a controle remoto (ex: Sony DSC-HX300)
• Flash externo com controle remoto (ex: GODOX SY8000) e cabo de sincronismo

Modificação do Controle Remoto

Adicionei um header de 3 pinos ao controle remoto da câmera.

Internamente, há três lâminas metálicas: 1 – obturador (+), 2 – GND, 3 – autofoco (+). Pressionar o botão curto-circuita 2-3 (autofoco) e depois 1-2 (obturador).

Com o header instalado, o Arduino emula o pressionamento do botão programaticamente. O cabo de sincronismo do flash funciona igual: curto-circuitar os contatos do conector PC dispara o flash.

Detecção da Gota

Objetivo: capturar o momento do respingo quando a gota atinge a superfície da água.

Usei partes de um conta-gotas medicinal montadas juntas.

O laser KY-008 e o sensor LM393 detectam a queda da gota.

Posicione-os para que a gota interrompa o feixe do laser. O sensor LM393 ajusta sensibilidade via resistor variável no módulo. Os módulos podem ficar distantes um do outro.

Princípio de Funcionamento

Fotografia no escuro com exposição longa (vários segundos). Apenas o flash curto importa para a imagem final.

Diagrama do Circuito:

Sequência de Operação

1. Usuário pressiona o Botão antes da gota visível.
2. Isso abre o obturador por alguns segundos: Arduino aciona Autofoco e depois Obturador no controle remoto.
3. O botão também habilita o disparo do flash.
4. Quando a gota cruza o feixe do laser, o Flash Trigger curto-circuita o cabo de sincronismo e o flash dispara.
5. O atraso entre cruzamento do laser e disparo do flash é ajustado pelo Potenciômetro (1 a 500 ms, limites alteráveis no código). Assim, captura-se diferentes momentos do respingo.
6. Gotás subsequentes não disparam o flash: pressione o botão novamente para reativar.

Montagem Final

Dica: Um acoplador óptico pode isolar o flash de alta tensão da eletrônica de baixa tensão.

Parâmetros Principais do Código

• DBG_MODE: Descomente para teste sem câmera/flash. LED built-in indica: acende ao pressionar botão (simula obturador), apaga ao cruzar laser (simula flash).
• Pinos Arduino para cada componente.
• Delays para curto-circuitar contatos de autofoco, obturador e flash.
• Limites do range do potenciômetro.

//#define DBG_MODE
const byte BUTTON_PIN = 2;
const byte FOCUS_PIN = 3;
const byte SHUTTER_PIN = 4;
const byte FLASH_PIN = 5;
const byte SENSOR_PIN = 6;
const byte RESISTOR_PIN = A5;
const unsigned int FOCUS_DELAY = 100;
const unsigned int SHUTTER_DELAY = 100;
const unsigned int FLASH_DELAY = 10;
const unsigned int FIRE_DELAY_MIN = 1;
const unsigned int FIRE_DELAY_MAX = 500;

boolean prevButton, currButton;
boolean prevSensor, currSensor;
boolean allowFlash;
unsigned long fireDelay;

void openShutter() {
  #ifndef DBG_MODE
    digitalWrite(FOCUS_PIN, HIGH); delay(FOCUS_DELAY);
    digitalWrite(SHUTTER_PIN, HIGH); delay(SHUTTER_DELAY);
    digitalWrite(SHUTTER_PIN, LOW); delay(FOCUS_DELAY);
    digitalWrite(FOCUS_PIN, LOW);
  #else
    digitalWrite(LED_BUILTIN, HIGH);
  #endif
}

void fireFlash() {
  #ifndef DBG_MODE
    digitalWrite(FLASH_PIN, HIGH); delay(FLASH_DELAY);
    digitalWrite(FLASH_PIN, LOW);
  #else
    digitalWrite(LED_BUILTIN, LOW);
  #endif
}

void setup() {
  pinMode(BUTTON_PIN, INPUT_PULLUP);
  pinMode(FOCUS_PIN, OUTPUT); pinMode(SHUTTER_PIN, OUTPUT);
  pinMode(FLASH_PIN, OUTPUT); pinMode(SENSOR_PIN, INPUT);
  #ifdef DBG_MODE pinMode(LED_BUILTIN, OUTPUT); #endif
  digitalWrite(FOCUS_PIN, LOW); digitalWrite(SHUTTER_PIN, LOW); digitalWrite(FLASH_PIN, LOW);
  prevButton = digitalRead(BUTTON_PIN);
  prevSensor = digitalRead(SENSOR_PIN);
  allowFlash = false;
}

void loop() {
  currButton = digitalRead(BUTTON_PIN);
  if (prevButton != currButton) {
    prevButton = currButton;
    if (currButton == LOW) {
      allowFlash = true; prevSensor = HIGH;
      fireDelay = map(analogRead(RESISTOR_PIN), 0, 1023, FIRE_DELAY_MIN, FIRE_DELAY_MAX);
      openShutter();
    } else { delay(50); }
  }
  currSensor = digitalRead(SENSOR_PIN);
  if (prevSensor != currSensor) {
    prevSensor = currSensor;
    if (currSensor == HIGH && allowFlash) {
      allowFlash = false; delay(fireDelay); fireFlash();
    }
  }
}