滴落的世界

雨人

　　世间很多事情，往往放一放，可能也就放下了。

关于水滴题材拍摄，其实是始于2014年，那一年的年初，先后在三家公司转了七年后终于又调回原单位。相比前些年，工作上轻松了不少，闲暇时便寻思着找些喜欢的事做做。偶然间在网上看到国外摄影师发布的一组水滴照片，瞬间惊艳了我的眼球，止不住跃跃欲试。

使用照相机拍摄水滴倒是不难，利用闪光灯的高速同步即可轻松实现，2013年曾经在厨房尝试拍过水龙头滴下的水滴。

　　但是，要抓到水滴相撞的那一瞬间，必须要解决两个问题：

1、怎么能让水滴相撞？

2、如何把握拍摄时机？  

先把思路捋一下：水滴可用电磁阀生成，利用开-关的间隙来控制水滴的大小，多次开-关便可生成多个水滴，而要在第一滴水落入水面反弹后与第二滴水滴相撞，水滴的滴落时间必需要能精准可调。相机快门可使用B档，瞬间的抓拍则取决于闪光灯的开启时机。要实现对电磁阀、相机以及闪光灯一系列动作的控制，尽可能减少人为操作，提高出片的成功率，最好的选择就是用微电脑芯片进行程控。  

思路既定，便开始学习单片机和编程语言方面的知识。这期间，很是懊悔当初上电校时没有好好把电子技术基础知识学扎实，以至于现在还得费劲恶补。

边学边做，动手实践是加深理论理解和检验消化吸收程度的最佳方法。先尝试着设计了一个闪电捕捉器，电路部分其实比较简单，就是采用光敏电阻检测光线强度，然后通过三极管放大电路驱动继电器动作触发相机快门。继电器的工作电压为5V，为了方便，电源部分用两粒2032纽扣电池串联。依照画好的原理图，使用洞洞板焊接好相关元件，随手找了一副扑克牌纸盒子，在光敏电阻及发光二极管位置处扎了几个小洞，用热溶胶把板子和继电器固定住。

　　2014年夏季，在某个雷雨并不交加的夜晚进行了一次测试，可惜因为相机角度未调整好，仅只抓到了一道闪电的尾巴。之后因为再未见雷电也就没能继续测试，但实测结果确实让我对之后电路的设计和制作增加了很大的信心。

　　信心既增，便开始着手滴水控制器的电路设计。主要器件选用了STC89C52RC单片机、LCD1602液晶显示屏，为了方便设置数值的存储，之后又再增加了一块AT24C02芯片。结合程序部分的编写，过程自然是反复修改、调试，不多赘述，原理图及电路板图如下：

　　proteus下电路、程序联调仿真运行无问题，便开始动手设计PCB电路板（鉴于电路复杂程度，使用洞洞板已不现实）。

3D模拟效果图

　　最初使用热转印方式在敷铜板上复刻电路，老婆还替我在朋友那借了个非蒸汽式熨斗，然而效果却不理想，总有部分线路不清晰，还得用记号笔逐个修复，费时费力也不美观。进而改用菲林+感光膜方式，终于获得极佳的精度，代价是添置了台照片喷墨打印机，好在平时也用得上。

在研究PCB板制作过程中，发现利用日光或钨丝灯泡，将电路图菲林胶片晒印在PCB板上的方法可行性太低，需要相当长的曝光时间不说，质量也没办法管控。俗话说：工欲善其事，必先利其器，索性动手先弄个紫外线曝光装置出来吧。

与滴水控制器相比，曝光装置的电路设计简直小菜一碟。

　　与滴水控制器有所不同的是，曝光装置只需实现计时控制，故显示器件采用了四位数码管而非液晶屏，电路也改用双层走线设计，模块整体尺寸得以缩小。为了避免飞线，采用开孔连通方式，走线设计与加工制作难度有所加大，但从DIY的角度来说，能够尝试一下电路板双层布线也是极具挑战和成就感滴。

正反两面3D模拟效果图

　　在淘宝上分别买来四根紫外线灯管和便携密码箱，采用箱体结构是防止紫外线对人体的伤害。由于玻璃对紫外线阻挡较多，便用两块透明亚克力板做了个夹板用来固定菲林和电路板，网购时顺便带了块磨砂的，将来可作为背景柔光板。

在设计电路板时，预置了个跳线接口并用跳线帽短接，这就为后来增加滚珠开关提供了方便，这样在曝光工作状态下，若一旦不慎打开箱盖即可自动断路，确保万无一失。

　　曝光箱安装完毕试用情况极其完美，数十秒即完成电路晒板。特别是在后来给电路板上UV阻焊层时极为方便，也就2分来钟妥妥搞定。

　　上了阻焊层后的电路板还蛮漂亮。

　　为了便于程序修改、下载和51芯片的回收再利用，加了个可拔插的底座。以后若其他项目需要单片机可以拿这个来使，资源利用最大化哈。

　 根据淘来的空仪表盒尺寸，设定滴水控制器电路板的大小，调整元器件的位置和走线布局，经过晒板-腐蚀，最终电路板成品见下图。

DIY也能做出如此清晰、精密的线路，完全归功于菲林胶片的使用，EPSON喷墨打印机功不可没。

　　由于仪表盒为非规则状，且液晶屏和按钮需要装在盒盖，而电源、相机、闪光灯、电磁阀等各类接口必须装在下盒内，所以不得不分成了三大块，各板块之间的连接采用接插件驳接，好生凌乱，好在合上盖板紧上螺丝后也就无所谓了。

　　为了美观，用PS画了张贴图，打印在不干胶纸上粘贴于盒盖表面，只是契合度没算好，按钮位置有些些偏差；而且不干胶纸表面较光滑，打印出的黑色有些泛白，不够完美。罢了，外观就将就一些吧，满足功能需要才是紧要的。

　　开机显示版权信息，目前实际已更新为2018版啦。

　　如显示屏所示，A、B、C分别用来设置水滴的大小值，a、b分别是第二、三滴水滴的延时值，用来调整水滴碰撞时机，t为闪光灯触发延时，M则是拍摄模式选项。

　　工程完工，该投入试运行了。装置只能实现功能化需求，真正拍摄时还是需要耐心的摸索和调试。2014年11月份实验操作了一把，基本上达到了预期设想，通过调整各项设置值，能够抓拍到水滴落下的各种瞬间形态，只是背景、布光、色调的设计还需要进一步的构思和完善。当时心想有的是时间，慢慢弄吧。谁知，这一放竟是几个春秋！

　　转眼间，2018年都快要过去了。近来想起这件未完的事，终于决定花些时间再摆弄摆弄，也算是了却一桩心愿。

趁此机会，又将程序再优化了一下，并增加了一个模式，进一步丰富了控制器的实用性。前后算来，软件也是升级过好几次了，想来这差不多应该是终版了吧。

　　上述图文记述了滴水装置研制和拍摄的完整过程，谨以此文与在读自动化专业的儿子共勉。

总结：

1、兴趣爱好是学习的动力。

2、多尝试或有意外的收获。

3、有梦想就要努力去实现！

附：

一、拍摄设备与参数：

机身：尼康D90

镜头：腾龙90mm、180mm

ISO：100

光圈：16、18

快门：B门

主灯：尼康SB-600 + 滤片，输出值1/16

辅灯：斯丹德DF-800 + 柔光罩，输出值1/16

背闪：尼康SB-910 + 滤片，输出值1/8 

二、机位示意图：