아두이노 나노로 물방울 고속 촬영하기 – DIY 하이스피드 포토그래피

부품 및 소모품

부품	수량
Arduino Nano R3	1
레이저 모듈 KY-008	1
LM393 기반 조도 센서 모듈	1
범용 NPN 트랜지스터	3
로터리 포텐셔미터	1
C&K PTS 645 시리즈 스위치 (버튼)	1

앱 및 온라인 서비스

• Arduino IDE

프로젝트 소개

고속 촬영 사진에 도전하고 싶어 이 프로젝트를 시작했습니다. 아래는 아두이노 기반으로 물방울 튀는 순간을 포착하는 간단한 세팅입니다.

준비물

• 수동 설정 가능한 카메라 + 외장 플래시 (둘 다 원격 제어 지원 필요)
• 사용 장비: Sony DSC-HX300 (그림 1), GODOX SY8000 플래시 + 동기 케이블 (그림 2)

그림 2에서 아두이노 와이어 2가 동기 케이블의 PC 커넥터에 절연 처리돼 연결된 것을 볼 수 있습니다.

릴리즈 리모컨 개조

리모컨에 3핀 헤더를 추가했습니다 (그림 3).

내부에는 스프링 금속 스트립 3개가 있습니다 (그림 4): 1번 셔터 '+', 2번 GND, 3번 AF '+'. 버튼을 누르면 2-3(AF), 1-2(셔터) 순으로 쇼트됩니다.

이제 아두이노로 버튼 누름을 프로그래밍 방식으로 에뮬레이트할 수 있습니다. 동기 케이블도 PC 커넥터 접점을 쇼트시키면 플래시가 터지는 같은 원리입니다.

물방울 감지 원리

목표: 물방울이 수면에 떨어져 튀는 순간 포착.

약병 스포이트 부품을 조립해 물방울 장치 제작 (그림 5).

레이저 모듈 KY-008과 LM393 조도 센서로 물방울 낙하 감지 (그림 6).

레이저 빔이 떨어지는 물방울에 의해 차단되면 센서가 감지합니다. 센서 모듈의 가변저항으로 레이저 파워에 맞춰 감도 조절 가능. 모듈 간 거리를 멀리 둘 수도 있습니다.

촬영 방식

암실에서 장노출(수 초)로 촬영하므로, 짧은 플래시 빛만 사진에 기록됩니다.

회로도

작동 순서

1. 관찰할 물방울이 떨어지기 전 버튼 누름
2. 아두이노가 리모컨 접점을 순차 쇼트: AF 트리거 → 셔터 트리거 → 셔터 개방 (수 초간)
3. 동시에 플래시 발사 허용 상태 진입
4. 물방울이 레이저 빔 차단 → 조도 센서 감지 → 설정된 지연 시간 후 플래시 트리거 쇼트 → 플래시 발광
5. 지연 시간은 포텐셔미터로 1~500ms 범위 조절 가능 (코드에서 변경 가능). 이로써 물방울 충돌의 다양한 순간 포착 가능
6. 이후 물방울은 플래시 발사 안 함. 다시 촬영하려면 버튼 재누름

조립 완성

참고: 고전압 플래시 회로와 저전압 로직 분리를 위해 옵토커플러 추가 권장.

코드 주요 파라미터 (그림 9)

• DBG_MODE 플래그: 카메라/플래시 없이 레이저/센서 정렬 테스트용. 내장 LED로 동작 표시 (버튼 누르면 ON, 물방울 감지 시 OFF)
• 설정 완료 후 플래그 주석 처리하고 다시 업로드
• 주요 상수: 핀 할당, AF/셔터/플래시 쇼트 지속 시간, 포텐셔미터 지연 시간 범위

촬영 결과 예시

코드

//#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();
    }
  }
}

회로도