EL INSTANTE MÁGICO
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Este blog está dedicado a la fotografía de alta velocidad aplicada a las imágenes que se forman cuando dejamos caer gotas sobre un recipiente con agua.
Con un poco de paciencia y un equipo básico, cualquiera puede conseguir captar una bonita foto de esas salpicaduras que el ojo no ve, empezaré explicando esa técnica básica que nos permita empezar a trabajar, pero ésta página está pensada para los que no se conforman con eso y quiere ir mas lejos. Para eso necesitaremos equipos de precisión que nos permitan controlar todo el proceso. Mi objetivo es ayudar a quien quiera construirse esos equipos. Veremos como construirlos y como conseguir los resultados deseados.
Es importante decir que en estas fotos no hay ningún tipo de montaje ni han sido coloreadas por ordenador, solo se han realizado ajustes de contrastes, niveles, limpieza de alguna salpicadura indeseada, y recorte para ajustar al tamaño deseado de impresión.
Comenzamos con un poco de teoría:
LA CAMARA
La cámara a utilizar deberá permitir ajustes manuales de la exposición, diafragma y del enfoque, así como posición macro que nos permita enfocar a poca distancia. El diafragma lo cerraremos lo mas posible f11 o f16, de esta manera aumentaremos la profundidad de campo. El tiempo de exposición podemos probar con 2 o 3 segundos, este tiempo nos permitirá soltar la gota y disparar el flash, pero será la luz de este último la que captará la imagen, y por supuesto necesitaremos un trípode donde fijar la cámara firmemente.
EL FLASH
Para congelar el movimiento y conseguir que las gotas salgan nítidas necesitamos una exposición inferior a 1/5000 seg. y mejor aún mas rápida. Esto solo lo podremos conseguir con el destello de un flash, pues el obturador de las cámaras no permite velocidades tan rápidas.
Necesitaremos un flash con control manual de potencia, para conseguir ese destello tan corto con 1/64 o 1/32 será suficiente. También nos puede valer un flash con fotóceluda, que disparados a corta distancia son capaces de disminuir automáticamente la duración del destello hasta 1/20000 seg.
EL DISPENSADOR DE GOTAS
Otro elemento importante es el dispensador de gotas, es ideal un gotero sanitario para suero, ya que permite regular la frecuencia de caida de las gotas, pero mas adelante veremos como utilizar una electroválvula para este fin.
Necesitaremos un recipiente con agua sobre el que soltar las gotas, para empezar puede valer un vaso un poco ancho, un cuenco, o cualquier recipiente similar que tenga de 5 a 10 cm. de profundidad.
EL FONDO
Detrás del recipiente hay que colocar un fondo de cartulina u otro material que nos dará la tonalidad de la imagen. Lo colocaremos a una distancia entre 30 y 50 cm. aproximadamente.
EL LIQUIDO
Hasta ahora hablamos principalmente de agua, pero hay otros líquidos como la leche que producen resultados espectaculares. Cualquier líquido que utilicemos dará diferentes resultados si le añadimos unas gotas de espesante alimentario, glicerina, abrillantador o cualquier aditivo que nos altere la tensión superficial. Con el tiempo iremos experimentando nuestras propias mezclas. Además para colorear las gotas es muy utilizado el colorante alimenticio, fácil de encontrar en colores variados.
LA ILUMINACION
Como en cualquier técnica fotográfica la iluminación es lo mas importante para el resultado final. Hasta ahora hemos hablado de la técnica para congelar la imagen, pero la iluminación será el eleménto mas artístico de la foto.
Cuando utilizamos agua transparente, la luz deberá estar dirigida sobre el fondo. Podemos jugar con cartulinas de colores, o cubrir los flashes con plásticos de colores para tener distintas tonalidades de fondo. También podemos poner fondos con dibujos, y veremos estos reflejados dentro de cada una de las gotitas de agua.
Cuando utilicemos leche u otros líquidos no transparentes tendremos que iluminar el punto donde se produzca la caida de las gotas además del fondo, de manera que necesitaremos al menos dos o tres flashes para conseguir la correcta iluminación. Si queremos obtener un fondo negro utilizaremos una cartulina de ese color y lo dejaríamos sin iluminar.
EL ESCENARIO
Llega la hora de construir el escenario. Necesitamos colocar el gotero de manera que la salida del tubo esté fuertemente sujeta para que las gotas caiga exactamente en el mismo punto, y por encima de la boquilla colgaremos la botella que contiene el agua que vamos a soltar.
Si no tenemos gotero podemos utilizar simplemente una bolsa de plastico que llenaremos de agua y en una de sus esquinas hacer un pequeño agujero de manera que el agua salga gota a gota.
La altura de caida de la gota pude variar mucho, para empezar trabajaremos desde unos 50 cm. aprox. Experimentando veremos como varía el resultado en función de la altura.
En el punto de caida de las gotas ponemos el recipiente elegido lleno de agua hasta el borde, y situamos la cámara sobre un trípode a la distancia que nos permita enfocar en modo macro, nunca demasiado cerca pues las salpicaduras que se producen pueden afectar al objetivo.
En el punto de caída de las gotas colocamos una varita para ayudarnos a realizar el enfoque manualmente y luego la retiramos.
Aquí se puede ver mi equipo, en este caso estaba soltando gotas de leche sobre agua. Observa como utilizo un flash para iluminar el fondo y dos para la salpicadura de la gota. Los flashes pequeños se disparan automáticamente cuando detectan el destello del grande (mediante una fotocélula de las que venden para convertir cualquier flash en "esclavo").
Pues ya estamos listos para empezar a disparar.
Lo primero que haremos será poner la habitación en semi penumbra, el gotero se ajustará para que suelte una gota cada 4 o 5 segundos. Cuando veamos salir una gota del gotero pulsamos el botón de la cámara (mejor con un cable o disparador inalámbrico), y cuando la gota toque la superficie del agua disparamos el flash apuntando a la cartulina del fondo. Al estar la habitación en penumbra y el diafragma bastante cerrado, será la luz del flash la que congelará ese "instante mágico".
Para mejorar la técnica me puse a recorrer todas las Webs que pudieran ayudarme a conseguirlo. Afortunadamente el mundo está lleno de personas que altruistamente comparten sus conocimientos con los demás y poco a poco fui aprendiendo a construir los circuitos necesarios para poder captar el "Instante mágico" con una precisión de milésimas de segundo.
QUE NECESITAMOS
Si empezamos por lo mas básico, está claro que solo podré disparar en el momento justo si dispongo de una herramienta que me permita regular el tiempo que transcurre desde que suelto la gota hasta que salta el flash, y además con precisión de milisegundos. La mejor solución es colocar una barrera de infrarrojos a mitad del camino de caida de la gota, cuando la gota atraviesa la barrera se dispara el flash (con un tiempo de retardo que nosotros podremos regular). Con la incorporación de este elemento nuestros resultados cambiarán de manera espectacular.
Si deseamos obtener colisiones de gotas, necesitamos ajustar el tiempo entre gota y gota, para controlar este tiempo con precisión vamos a utilizar una electroválvula que abriremos y cerraremos de manera programada, permitiéndonos variar la separación entre gotas e incluso el tamaño de las mismas.
Y aquí es donde llegamos al cerebro que nos permitirá hacer todo esto: ARDUINO
QUE ES ARDUINO
Arduino es una plataforma de hardware y software libre que permite automatizar cualquier tarea sin tener que ser un experto en electrónica e informática, es muy utilizado en robótica y es el elemento que controlará todo nuestro proceso.
No nos vamos a engañar, para continuar con esto necesitamos ciertas habilidades (soldar componentes, colocar conectores en una caja, etc). En fin que hay que ser un poco "manitas" y tener unos pequeños conocimientos de electrónica, pero nada que no puedas afrontar si pones interés en hacerlo. Si nunca lo has hecho puede ser un gran reto, y al final además de sacar esas fotografías espectaculares habrás aprendido un montón de cosas que te serán útiles para otras aficiones que
tengas.
Para iniciarte en la plataforma arduino te recomiendo que compres una placa Arduino UNO R3, puedes pedirla por Ebay por menos de 20 euros, y no te preocupes mucho de si es auténtica o no, funcionan todas igual, así que compra la mas barata.
Mientras esperas que llegue tu ansiado paquete vete buscando tutoriales por la red (hay muchísimos), de esta manera cuando te llegue ya sabrás como instalarla en tu Pc y tendrás una idea de como funciona.
Básicamente te diré que aparte de la alimentación y la conexión USB, consta de unos pines de entrada con los que podremos leer eventos que sucedan (como el corte de una barrera láser o infrarrojos), y otros pines de salida a través de los cuales nosotros haremos que se produzcan eventos (como por ejemplo disparar un flash). Para que todo eso suceda tenemos que programarlo, pero no te preocupes, programar cosas sencillas es fácil y además encontrarás cientos de ejemplos en la red.
En la página oficial http://www.arduino.cc además del software de instalación tienes ayuda para instalar todo tipo de sensores y los programas que necesitas.
En este blog quiero compartir con vosotros lo que he aprendido en dos años de prácticas tanto de circuitería como de programación, y aunque ya os aviso de que no soy ningún experto, si que al menos será lo suficiente para lograr fotografías como las que yo hago y que voy publicando aquí.
Ahora que ya teneis vuestro Arduino y unos conocimientos básicos de como funciona yo os voy a ir poniendo los esquemas que uso para los distintos circuitos.
BARRERA DE INFRARROJOS versión 2
Vamos a comenzar con el primer elemento de nuestro montaje, que es la barrera de infrarrojos. Necesitamos un diodo led emisor IR y un receptor IR. Al emisor le pondremos una resistencia en serie de 220 ohmios para limitar la intensidad y al receptor una resistencia de 10K ohmios, y los conectaremos al arduino según el esquema que os adjunto.
He modificado el esquema anterior para utilizar un pin digital de entrada, lo que nos facilitará el desarrollo final del proyecto
Como veis el emisor va conectado a una salida digital (Pin 12) por la que emitiremos 5 voltios cuando la activemos, y el receptor va conectado a una entrada digital (Pin 2) donde podremos detectar el cambio de estado cuando una gota atraviesa la barrera.
DISPARO FLASH
Vamos a ver ahora los circuitos para disparar el flash y el potenciómetro para regular el retardo.
Yo tengo dos flashes antiguos de los que llevan fotocélula para ajuste automático de la duración del destello (un METZ 303 y un QA 25), y un flash nuevo (YONGNUO YN560 II) con ajuste manual de potencia. Al principio tuve muchos problemas, ya que
el circuito que funcionaba bien con los viejos no valía para el nuevo y viceversa. Midiendo con un polímetro en los terminales del flash cargado observé que los viejos marcan una tensión cercana a los 300 voltios, mientras que el nuevo anda sobre 2,5 voltios. Probando distintos circuitos acabé instalando los que veis en el esquema, para los viejos el CASO A y para el YONGNUO YN560 el CASO B. Mi consejo es que midais la tensión que tienen vuestros flashes y elijais el caso correspondiente.
He utilizado el pin digital 13 para Disparar el flash, podemos utilizar cualquier otro que queramos (digital claro).
Todas las tierras deben unirse a un pin GND del arduino.
El Moc3021 es un opto-triac, el 4N27 es un optoacoplador, y el Tip31c es un transistor.
CONTROL ELECTROVÁLVULA
Y aquí tenemos el circuito para controlar la electroválvula. Utilizo una válvula de solenoide SHAKO PU220AR-01 de 12 Voltios. Necesitamos una fuente de alimentación externa de 12v. pues la placa de Arduino no los suministra y tampoco soportaría la intensidad que consume. No olvidemos conectar las dos tierras como indica el esquema.
Y aquí tenemos el circuito para controlar la electroválvula. Utilizo una válvula de solenoide SHAKO PU220AR-01 de 12 Voltios. Necesitamos una fuente de alimentación externa de 12v. pues la placa de Arduino no los suministra y tampoco soportaría la intensidad que consume. No olvidemos conectar las dos tierras como indica el esquema.
El diodo conectado a la entrada de la electroválvula es necesario para absorber los picos de tensión que se producen en la desconexión de la bobina.
CABLE DISPARADOR CANON
PANTALLA LCD
Para poder controlar todos los ajustes de tiempo durante nuestra sesión de trabajo vamos a utilizar una pantalla LCD de 4 lineas como la que os pongo a continuación. Yo la compré en Banggood por 6 euros.
La conexión es muy fácil, tal como veis en el siguiente dibujo.
Para utilizarla tendreis que instalar una librería, podeis descargarla de la dirección siguiente:
Tenéis que copiar la carpeta "LiquidCrystal" y pegarla en la carpeta de librerías del directorio donde esté el programa "Arduino". previamente podeis cambiar el nombre a la que viene por defecto y así os quedará guardada por seguridad.
ALIMENTACIÓN DEL ARDUINO
Para alimentar nuestros circuitos os propongo el montaje que veis en el esquema. se trata de utilizar un alimentador de 12 voltios que probablemente tengáis de algún router viejo o de cualquier otro aparato que ya no utilicéis. Con los 12 voltios podremos alimentar nuestra electroválvula y con un Regulador 7808(muy baratos) alimentaremos al Arduino por la entrada Vin.
El Arduino admite directamente los 12 voltios, pero reduciéndolos a 8 voltios conseguiremos que se caliente mucho menos.
IMPORTANTE conectar todos los negativos (tierras) al terminal GND del Arduino.
POTENCIÓMETROS
En este esquema vemos los dos potenciómetros que vamos a utilizar. Su funcionamiento está detallado en la página "Programación Arduino"
PULSADORES
En este esquema vemos los tres pulsadoress que vamos a utilizar. Su funcionamiento está detallado en la página "Programación Arduino"
MANTAJE FINAL
Uno de los seguidores de este blog ha tenido el detalle de compartir con todos nosotros el montaje que realizó siguiendo las indicaciones anteriores. Como podéis ver es un verdadero "manitas", pero aunque no consigáis hacer una caja tan bonita os funcionará igual.
Podeis ver el esquema completo en la página "Esquema General"
PROGRAMACIÓN
Ahora que ya tenéis vuestros circuitos listos y teneis vuestro Arduino, vamos a empezar a programar. Para ello he creado dentro del blog una nueva página "Programación Arduino"
Ya sabeis que podeis contactar conmigo por Email eimjuanbravo@gmail.com o dejando en este blog vuestro comentario.
