使用Arduino和nRF24L01为数码相机DSLR制作无线控制的快门按钮

风筝

谁会不喜欢摄影呢！这个创意领域有很多主题，每个主题都是唯一的，让我们选择一个。我们当中有多少人喜欢在《国家地理》或《探索》频道上看到野生动物？是的，我在谈论的是一种广为流传的摄影类型，也是最危险的摄影主题之一，即野生动物摄影（Wildlife Photography）。在野生动物摄影中，靠近动物可能会危及生命或造成危险，但同时需要拍摄照片。在这种情况下，可以从远距离控制摄像机的开关将是有益的。如果它是无线的怎么办？对于摄影师来说，这绝对是非常有帮助的。

因此，在本篇文章中，我们将为数码单反相机（DSLR）制作一个无线控制的快门按钮。为此，我们将使用Arduino UNO和nRF24L01–2.4GHz RF收发器模块，因此我们不需要离DSLR相机近，并且可以在视线以外的地方触发它。

所需的组件

由于该项目涉及无线控制，因此需要无线接收器或发送器。那就是NRF24L01对。通过与微控制器一起使用，可以无线进行数据传输。我们为此使用了Arduino UNO和Arduino NANO。

●    Arduino UNO开发板

●    5V适配器或移动电源的USB电缆

●    Arduino Nano开发板

●    NRF24L01无线模块

●    2.5毫米插孔

●    5V转换器（如果使用7.4V锂电池则需要）

DSLR远程触发器的原理图

下面显示了为DSLR制作的远程触发器的示意图。

原理图很简单，分为两部分，使用Arduino和nRF24L01作为接收器，使用Arduino和nRF24L01作为发送器。在接收器部分，按钮处于低电平状态，因此使用了下拉电阻。按下按钮后，D4引脚将从低到高。该数据将通过nRF24L01传输。另一方面，接收器将接收数据并将其传输到2.5mm插孔。发射器和接收器电路设置显示如下。

电路说明及工作原理

DSLR支持快门遥控器输入，可以连接现有的有线遥控器来触发快门。可以在下面的照片中看到。

下图显示了该引脚的连接。

插孔与DSLR内部的快门按钮相连。通过使用2.5mm插孔内部的上拉电阻，它处于3.3V电平。现在，当此技巧变为0V或低时，快门按钮将被释放。这是使用Arduino NANO完成的。每当Arduino Nano通过NRF24L01接收到发射器中的开关被按下的数据时，都会立即使连接器的插孔电平变为Low。

另一端，在Arduino UNO上使用了一个上拉电阻。每当按下开关时，连接开关的输入引脚就会变低。 Arduino通过nRF24L01将该数据传输到发送器。同样，发射器一侧的按钮使用防抖功能来解决错误的触发问题。另一个重要模块是NRF24L201。下面是NRF24L01的引脚图。

可以将其配置为接收器或发送器。它是一种非常廉价的RF收发器模块，使用2.4GHz的RF范围，并且据传输距离非常长，可达50英尺到200英尺。

风筝

DSLR远程触发器的Arduino代码

本文使用了两种不同的代码，一种用于发送端，另一种用于接收端。

发送端的代码：

首先包括所需的库文件。

1. //Include Libraries
   
2. #include <SPI.h>
   
3. #include <nRF24L01.h>
   
4. #include <RF24.h>
   
5. #include "printf.h"
   
6. #include <ArduinoJson.h>

复制代码

在代码中设置通讯地址，发送端和接收端都必须相同。

1. //address through which two modules communicate.
   
2. const byte address[6] = {0xe1, 0xe1, 0xe1, 0xe1, 0xe1};

复制代码

定义一个布尔值，其中触发状态将从“true”更改为“false”，反之亦然。

1. volatile bool isTrigger = false;

复制代码

接下来在运行实际应用程序之前启动NRF24L01。在这里，还需要设置RF范围、数据类型和状态。 nRF24L01设置为发射器，并且还设置为具有最大RF功率的远程距离。另外，输入先前设置的地址。

1. void setup()
   
2. {
   
3.   Serial.begin(9600);
   
4.   printf_begin();
   
5.   Serial.println(F("\n\rRF24/examples/scanner/"));
   
6.   // Setup and configure rf radio
   
7.   radio.begin();
   
8.   radio.setAutoAck(false);
   
9.   //set the address
   
10.   radio.openWritingPipe(address);
    
11.   radio.setPALevel(RF24_PA_MIN); //set as: RF24_PA_MIN, RF24_PA_LOW, RF24_PA_HIGH, RF24_PA_MAX
    
12.   radio.setDataRate(RF24_2MBPS); //set as: F24_250KBPS, F24_1MBPS, F24_2MBPS ==>250KBPS = longest range
    
13.   radio.setChannel(115); //sets channel from 2.4 to 2.524 GHz in 1 MHz increments 2.483.5 GHz is normal legal limit
    
14.   radio.setCRCLength(RF24_CRC_8);
    
15.   //  radio.printDetails();
    
16.   //Set module as transmitter
    
17.   radio.stopListening();

复制代码

设置发送端nRF24L01之后，该设置按钮输入，该按钮输入将在触发期间由用户按下。引脚被设置为输入模式。

1. pinMode(SHUTT_REMOTE_TRIGGER_PIN, INPUT);   // sets the digital pin "SHUTT_TRIGGER_PIN" as output
   
2.   //  attachInterrupt(digitalPinToInterrupt(SHUTT_REMOTE_TRIGGER_PIN), shutter_remote_trigger, LOW);
   
3.   //  attachInterrupt(digitalPinToInterrupt(SHUTT_REMOTE_TRIGGER_PIN), shutter_remote_trigger, HIGH  );
   
4. }
   
5. void shutter_remote_trigger() {
   
6.   isTrigger = true;
   
7. }
   
8. // Variables will change:
   
9. int ledState = HIGH; // the current state of the output pin
   
10. int buttonState;   // the current reading from the input pin
    
11. int lastButtonState = LOW;   // the previous reading from the input pin
    
12. // the following variables are unsigned longs because the time, measured in
    
13. // milliseconds will quickly become a bigger number than can be stored in an int.
    
14. unsigned long lastDebounceTime = 0; // the last time the output pin was toggled
    
15. unsigned long debounceDelay = 50; // the debounce time; increase if the output flickers

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在loop()函数中，将持续监视按钮状态，并且每当按下按钮状态时，就会将JSON语句发送到接收器。

1. void loop()
   
2. {
   
3. // read the state of the switch into a local variable:
   
4.   int reading = digitalRead(SHUTT_REMOTE_TRIGGER_PIN);
   
5.   // check to see if you just pressed the button
   
6.   // (i.e. the input went from LOW to HIGH), and you've waited long enough
   
7.   // since the last press to ignore any noise:
   
8.   // If the switch changed, due to noise or pressing:
   
9.   if (reading != lastButtonState) {
   
10.                 // reset the debouncing timer
    
11.                 lastDebounceTime = millis();
    
12.   }
    
13.   if ((millis() - lastDebounceTime) > debounceDelay) {
    
14.                 // whatever the reading is at, it's been there for longer than the debounce
    
15.                 // delay, so take it as the actual current state:
    
16.                 // if the button state has changed:
    
17.                 if (reading != buttonState) {
    
18.                 buttonState = reading;
    
19.                 // only toggle the LED if the new button state is LOW
    
20.                 if (buttonState == LOW) {
    
21.                 isTrigger = true;
    
22.                 }
    
23.                 }
    
24.   }
    
25.   // save the reading. Next time through the loop, it'll be the lastButtonState:
    
26.   lastButtonState = reading;
    
27.   if (true == isTrigger) {
    
28.                 // Allocate the JSON document
    
29.                 //
    
30.                 // Inside the brackets, 200 is the RAM allocated to this document.
    
31.                 // Don't forget to change this value to match your requirement.
    
32.                 // Use arduinojson.org/v6/assistant to compute the capacity.
    
33.                 StaticJsonDocument<50> doc;
    
34.                 doc[SHUTT_TRIGGER_JSON_KEY] = SHUTT_TRIGGER_ACTIVE;
    
35.                 //Send message to receiver
    
36.                 char send_dt[32] = {0};
    
37.                 String output;
    
38.                 //serializeJson(doc, Serial);
    
39.                 serializeJson(doc, send_dt);
    
40.                 Serial.println(send_dt);
    
41.                 radio.write(&send_dt, sizeof(send_dt));
    
42.                 isTrigger = false;
    
43.   }
    
44.   delay(10);
    
45. }

复制代码

接收端的代码：

该代码与发送端相似，但是在接收到数据后，将为触发提供数据。

首先包括所需的库文件。

1. //Include Libraries
   
2. #include <SPI.h>
   
3. #include <nRF24L01.h>
   
4. #include <RF24.h>
   
5. #include "printf.h"
   
6. #include <ArduinoJson.h>

复制代码

如前所述，设置通讯地址，发送端和接收端的地址必须相同。之前在发送端地址部分中也给出了该信息。

1. //address through which two modules communicate.
   
2. const byte address[6] = {0xe1, 0xe1, 0xe1, 0xe1, 0xe1};

复制代码

接下来是在运行实际应用程序之前启动nRF24L01。此处，RF范围、数据类型和状态也设置为与发送端部分相同，但在此将其设置为接收器而不是发送器。它还设置为具有最大RF功率的远程距离。

1. void setup()
   
2. {
   
3.   Serial.begin(9600);
   
4.   printf_begin();
   
5.   //Serial.println(F("\n\rRF24/examples/scanner/"));
   
6.   // Setup and configure rf radio
   
7.   radio.begin();
   
8.   radio.setAutoAck(false);
   
9.   radio.openReadingPipe(0, address);
   
10.   radio.setPALevel(RF24_PA_MIN); //set as: RF24_PA_MIN, RF24_PA_LOW, RF24_PA_HIGH, RF24_PA_MAX
    
11.   radio.setDataRate(RF24_2MBPS); //set as: F24_250KBPS, F24_1MBPS, F24_2MBPS ==>250KBPS = longest range
    
12.   radio.setChannel(115); //sets channel from 2.4 to 2.524 GHz in 1 MHz increments 2.483.5 GHz is normal legal limit
    
13.   radio.setCRCLength(RF24_CRC_8);
    
14.   // Get into standby mode
    
15.   radio.startListening();

复制代码

设置接收器nRF24L01之后，如果接收到的JSON包含按下按钮的信息，则这时将快门引脚设置为低电平。

1. void loop()
   
2. {
   
3.   digitalWrite(SHUTT_TRIGGER_PIN, HIGH);
   
4.   //Read the data if available in buffer
   
5.   if (radio.available())
   
6.   {
   
7.                 // Allocate the JSON document
   
8.                 //
   
9.                 // Inside the brackets, 200 is the capacity of the memory pool in bytes.
   
10.                 // Don't forget to change this value to match your JSON document.
    
11.                 // Use arduinojson.org/v6/assistant to compute the capacity.
    
12.                 StaticJsonDocument<50> doc;
    
13.                 char recv_dt[32] = {0};
    
14.                 radio.read(&recv_dt, sizeof(recv_dt));
    
15.                 Serial.println(recv_dt);
    
16.                 // Deserialize the JSON document
    
17.                 DeserializationError error = deserializeJson(doc, recv_dt);
    
18.                 // Test if parsing succeeds.
    
19.                 if (error) {
    
20.                 Serial.print(F("deserializeJson() failed: "));
    
21.                 Serial.println(error.f_str());
    
22.                 //return;
    
23.                 } else {
    
24.                 // Fetch values.
    
25.                 //
    
26.                 // Most of the time, you can rely on the implicit casts.
    
27.                 // In other case, you can do doc["time"].as<long>();
    
28.                 char s_trig_stat = doc[SHUTT_TRIGGER_JSON_KEY];
    
29.                 if (SHUTT_TRIGGER_ACTIVE == s_trig_stat) {
    
30.                 Serial.println("Set Shutter pin Low");
    
31.                 digitalWrite(SHUTT_TRIGGER_PIN, LOW); // sets the digital pin "SHUTT_TRIGGER_PIN" on
    
32.                 digitalWrite(LED_BUILTIN, HIGH);
    
33.                 delay(250);  // waits for a 250 millisecond
    
34.                 }
    
35.                 }
    
36.                 digitalWrite(LED_BUILTIN, LOW);
    
37.   }
    
38. }

复制代码

测试

为了测试电路，需要正确搭建发射端和接收端的电路。 2.5mm单声道插孔与DSLR一起使用，并经过电路操作测试。

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