PolyShot Point-and-Shoot Camera

Introductie

Compacte point-and-shoot camera's maken momenteel een comeback. Op sociale media is er een trend waarbij mensen oude camera's van merken als Sony (Cyber-shot), Canon en Nikon laten zien. In plaats van een bestaande tweedehands camera te kopen, heeft Arnov Sharma besloten om zelf een eigen versie te bouwen.

Projectdetails en Werking

Het hart van dit project is de UNIHIKER K10 development board. Deze wordt aangedreven door de ESP32-S3 en beschikt over een ingebouwde camera van 2 megapixel. Voor de behuizing is een op maat gemaakt ontwerp gebruikt, inclusief een eigen PCB voor de knoppen die via een edge-connector met de UNIHIKER-board wordt verbonden.

De UNIHIKER beschikt over een microSD-kaartsleuf waarin alle foto's worden opgeslagen als BMP-bestanden. Deze afbeeldingen kunnen direct op de camera worden bekeken of worden overgezet naar een computer door de SD-kaart te verwijderen.

De camera werkt volgens het basisprincipe van een point-and-shoot: richt de camera op het onderwerp, druk op de ontspanknop, wacht enkele seconden en de foto wordt vastgelegd en opgeslagen op de SD-kaart.

Benodigde Materialen

• Custom Switch PCB (geleverd door HQ NEXTPCB)
• Unihiker K10 Dev Board
• SD-kaart
• 3D-geprinte onderdelen
• M2.5 schroeven
• M2 zelfborende schroeven
• Li-ion cell 3.7V 300mAh (1450 package)
• Push-schakelaar
• JST-accuconnector

De comeback van de point-and-shoot camera

Op platforms zoals Instagram, TikTok en YouTube is te zien dat compacte digitale camera's uit het begin van de jaren 2000 (van merken als Sony, Canon, Nikon, Fujifilm en Panasonic) weer razend populair zijn.

De aantrekkingskracht ligt grotendeels in de unieke beeldkwaliteit. In tegenstelling tot moderne smartphones, die zwaar leunen op computational photography, produceren deze oudere camera's foto's met een specifieke uitstraling: iets zachtere beelden, natuurlijke kleuren en een nostalgische digitale esthetiek.

Deze hernieuwde populariteit heeft geleid tot gestegen prijzen. Camera's die voorheen ongebruikt in lades lagen of in kringloopwinkels stonden, worden nu online voor hoge bedragen verkocht. Dit was een van de redenen om zelf een camera te bouwen. Aanvankelijk was het plan om een defecte camera goedkoop aan te schaffen en deze te voorzien van eigen elektronica, maar door de lage beschikbaarheid en hoge prijzen is er uiteindelijk gekozen voor een volledig eigen behuizing.

Hardware: De UNIHIKER K10

De UNIHIKER K10 fungeert als het brein van de camera. De UNIHIKER-platform is beschikbaar in twee varianten: de M10 (gebaseerd op een Linux-compatibele processor voor complexere applicaties) en de K10. Voor dit project is gekozen voor de K10, die is uitgerust met de ESP32-S3 N16R8 module.

Technische specificaties van de K10:

• Module: ESP32-S3 N16R8
• Processor: Xtensa® LX7 dual-core 32-bit CPU
• Kloksnelheid: Tot 240 MHz
• SRAM: 512 KB
• ROM: 384 KB
• Flash-geheugen: 16 MB
• PSRAM: 8 MB
• RTC SRAM: 16 KB

Dankzij de dual-core architectuur en het ruime Flash- en PSRAM-geheugen kan de ESP32-S3 gelijktijdig zorg dragen voor beeldweergave, toegang tot bestanden op de SD-kaart en audio-afspeelbaarheid. De belangrijkste redenen voor de keuze van de UNIHIKER K10 waren de ingebouwde camera, het 240x320 display en de SD-kaartlezer, wat het ontwerp aanzienlijk vereenvoudigde.

Meer informatie is te vinden op de officiële wiki: https://www.unihiker.com/wiki/K10/

Ontwerp van de Switch-PCB

Voor de bediening is een eenvoudige printplaat ontworpen met drie knoppen:

1. Een ontspanknop om een foto te maken.
2. Een knop om de galerij te openen en foto's te bekijken.
3. Een knop om naar de volgende afbeelding in de galerij te navigeren.

In het schema delen alle drie de knoppen een gemeenschappelijke GND-verbinding. De tweede terminal van elke knop is verbonden met een 3-pins connector (CON3), die interface maakt met de UNIHIKER K10.

Daarnaast zijn er drie WS2812B RGB-leds op de plaat geplaatst. Deze worden in dit specifieke project niet gebruikt, maar zijn bedoeld voor toekomstige uitbreidingen.

Bouwinstructies

1. Assemblage van de PCB

Het assemblageproces van de switch-board was eenvoudig:

• Er zijn drie tactiele push-buttons van 4×4 mm gebruikt.
• Deze zijn op hun aangewezen positie op de PCB geplaatst.
• De plaat is vervolgens omgedraaid en de pads zijn met een soldeerbout vastgezet.

2. Ontwerp van de behuizing

Bij het ontwerp lag de focus op praktische bruikbaarheid in plaats van esthetiek. Eerst zijn de UNIHIKER-board, de batterij en de switch-PCB in hun optimale posities bepaald, waarna de behuizing hieromheen is ontworpen.

• Ergonomie: De batterij is zo geplaatst dat deze fungeert als een comfortabele grip aan de linkerzijde. De switch-PCB bevindt zich direct boven de grip, zodat de ontspanknop gemakkelijk met de linkerduim kan worden bediend.
• Toegankelijkheid: Er is een opening voorzien voor de microSD-kaart, zodat deze gewisseld kan worden zonder de camera te demonteren.
• Structuur: De behuizing bestaat uit twee hoofddelen:
• Achterzijde: Behuist de 14500 Li-ion batterij en de hoofdschakelaar (AAN/UIT). Hier bevindt zich ook een grote cirkelvormige opening voor de lenshouder. De lenshouder is een apart onderdeel dat om de camera-module van de UNIHIKER past en met een M2.5 bout wordt vastgezet. Een losse lenskap wordt via een perspassing op de houder bevestigd.
• Voorzijde: Behuist de UNIHIKER-board, de switch-PCB en de drie knopactuatoren. De switch-PCB is direct achter de actuatoren gemonteerd. Er zijn openingen vrijgelaten voor de USB Type-C poort en de microSD-kaartsleuf.

3. 3D-geprinte onderdelen

Voor het printen is gebruikgemaakt van de volgende materialen:

• Rode Hyper PLA: Gebruikt voor beide helften van de behuizing en de lenshouder. Deze delen zijn verticaal geprint om support-markeringen te minimaliseren en een gladdere afwerking te krijgen.
• Tri-color PLA (paars, geel en bruin): Gebruikt voor de lenskap, de knoppen en de knophouder. Deze kleurencombinatie vormt een contrast met de rode behuizing.