Photographer Tools

Voici donc un nouveau boitier très intéressant pour les photographes amateurs et professionnels.
C'est un tout en un :
- Thermo colorimètre pour mesurer la température de couleur de la lumière et faire la balance des blancs.
- Posemètre pour régler l'exposition du reflex (fonctionne par 1/3 d'IL ou EV, de 1.5 à 100 000 Lux)
- Flashmètre pour mesurer et donner l'exposition correcte, très utile avec des flashs en mode manuels.
- Détecteur pour faire de la photographie à haute vitesse (intégré : micro, distance, lumière).
- Intervallomètre pour faire du Time Lapse avec possibilités de commander des moteurs pour un déplacement.
- Calculateur de profondeur de champ pour être sur de ne pas louper sa photo.
- Calculateur de puissance de flash en mode manuel (couplé au flahsmètre on peut déterminer le NG du flash).
- Bluetooth pour interagir et collecter les informations vers une tablette tactile, un Smartphone ou un PC.
- transmission WIFI pour piloter jusqu'à 6 modules distants en 350 uS et des distances de 20-30 mètres.
- Ecran tactile de 3.2 pouces pour l'accès aux fonctions et aux paramètres et réglages.
- Personnalisation de l'interface graphique facile sans connaissance en programmation informatique.
- Boitier évolutif, il est donc possible d'ajouter de nouvelles fonctions.
- Contrôler et paramétrer un reflex numérique sans ordinateur en WIFI (DSLR Remote Module).

Le Photographer Tools est un boitier à fabriquer soit même (DIY = Do It Yourself).
Cela ne demande pas de connaissances en électronique et en informatique, il suffit juste d'être
un peu bricoleur et avoir un fer à souder (pointe fine et 30 Watts maxi: 6.40 Euros chez http://www.E44.com),
une pince coupante, un cutter et quelques autres petits outils.
Une petite présentation du boitier fini : Photo01, Photo02, Photo03 et Photo04.
Photo 05 et Photo06, l'intérieur du boitier.
Photo07, un schéma de toutes les fonctions et connexions possibles du projet.

Description détaillée de chaque fonction :

Le colorimètre permet donc de mesurer et d'afficher la température de couleur pour faire la balance des
blancs en mode manuel. La valeur est en degrés Kelvin comme sur l'appareil photo.
Beaucoup de personnes shoot directement en RAW et corrige en post traitement la balance des blancs.
On laisse donc l'appareil photo gérer la balance des blancs.
Il est très intéressant de connaitre la température de couleur de la lumière lors de la prise de vue,
même si on shoot en RAW.
Cela permet de reproduire fidèlement l'ambiance lumineuse en post traitement.
Si on travaille en mode JPG, c'est encore plus important car la correction de la balance des blancs en
post traitement est destructive.
Notre appareil photo gère relativement bien la balance des blancs, mais dans certains cas il se trompe.
J'ai étalonné le colorimètre sur la vraie température de couleur (ce que notre oeil perçoit).
Il est possible de ré étalonner le colorimètre par vous-même (je fournis un programme pour PC sous Windows).
Cette possibilité de ré étalonnage est intéressante, si vous souhaitez mettre un diffuseur comme une lumisphère
ou lumidisc Sekonic (15 Euros minimum).
J'ai fait le choix de ne pas mettre de diffuseur car cela me permet de faire des mesures très précises.
Mais aussi parce qu'il aurait fallu définir le modèle exact, car chaque diffuseur peut avoir
des teintes différentes (bleuté, jaune, ...) et donc modifier l'étalonnage du colorimètre.
Il est possible de récupérer la valeur de température de couleur sur une tablette tactile, un Smartphone
ou un PC via le Bluetooth (je fournis un fichier PDF listant toutes les commandes possibles pour interagir
avec le Photographer Tools).
Le colorimètre fonctionne en lumière incidente, on pointe le boitier vers la source de lumière.
L'affichage de la température de couleur se fait dans la même fenêtre que le posemètre, Photo08 (3).
Le Photographer Tools a la possibilité de gérer jusqu'à 8 profils colorimétriques.
Cela permet de faire des profils plus précis pour différentes sources de lumières mais aussi de
faire des profils pour avoir un vrai blanc ou bien des profils respectant l'ambiance lumineuse.
Pour plus d'information, regardez dans la rubrique "Programmes pour le Photographer Tools".

Le posemètre permet de donner les valeurs correctes d'exposition. J'ai fait l'étalonnage avec une
charte de gris. Il est possible de ré étalonner le posemètre si vous utilisez un diffuseur
(Avec le même programme que le colorimètre ou directement dans le menu de configuration).
Avec le posemètre on peut connaitre la luminance exprimée en LUX (c'est donc un luxmètre),
la valeur d'IL ou EV.
Les valeurs d'ouverture sont comprises entre F1 et F90.
Les valeurs de vitesse sont comprises entre 1/8000s et 10 minutes.
Les valeurs ISO sont comprises entre 25 et 102400.
L'exposition en photographie est gérée par 3 paramètres: les ISO, l'ouverture et la vitesse.
Avec le posemètre, on fixe deux paramètres et le troisième est calculé automatiquement.
La photo08 (3), vous montre la fenêtre du posemètre. Le bouton "Hold Value", permet de mémoriser l'exposition,
lorsqu'on utilise le posemètre face au soleil par exemple.
Notre appareil photo fonctionne en lumière réfléchie: on pointe l'objectif sur le sujet à photographier
et notre appareil photo mesure la lumière qui se réfléchit sur le sujet que l'on veut photographier.
Le posemètre fonctionne en lumière incidente, il faut se placer à la place du sujet, et diriger le posemètre
vers la source de lumière. Cela permet de mesurer chaque source de lumière (lorsqu'il y en a plusieurs)
indépendamment.
La mesure incidente a aussi l'avantage de mesurer l'exposition à des endroits très précis alors que notre appareil
photo va faire une mesure globale de la scène (en mode mesure de l'image complète).
En mode mesure spot, il y a des risques d'avoir des erreurs suivant la zone choisit pour la mesure.
L'exposition donnée par le posemètre est correcte pour une prise de vue ayant des zones sombres et des zones claires
correspondant à un niveau de gris à 18 %. Si la photo est composée majoritairement de zones très claires, il faudra
réduire l'exposition de 1 à 2 EV (2 IL ou EV si le sujet est très blanc).
Inversement, il faudra augmenter l'exposition de 1 à 2 EV, si la photo est composée de zones sombres ou très sombres.

Le flashmètre fonctionne en lumière incidente. On se place au niveau du sujet et on dirige le boitier vers le flash
pour effectuer la mesure.
Le flashmètre est très utile lorsque l'on travaille avec un ou des flashs en mode manuel, par exemple avec des cactus
triggers, des triggers yongnuo.
Pour faire la mesure avec le flashmètre, il faut:
- Soit relier la sortie OUt1 du boitier via un câble de synchro au flash à mesurer.
- Soit relier la sortie OUt1 du boitier à un cactus trigger ou une autre marque de trigger pour piloter le ou les flashs.
- Soit utiliser un ou des "remote module" et relier le ou les flash(s) sur la sortie des "remote module"
(Je donne plus de détail sur les "remote modules" lorsque je parlerai de la détection pour la photographie haute vitesse).
Photo08 (4), la fenêtre du flashmètre.Pour déclencher le flash et la mesure, il faut appuyer sur le bouton "Start".
L'étalonnage du flashmètre a été fait avec une charte de gris mais il est possible de modifier l'étalonnage directement
dans l'interface de réglage des paramètres "Configuration": Photo08 (8).
Pour le calcul de l'exposition avec le flashmètre, on fixe soit les ISO, soit l'ouverture.
La vitesse est fixe car c'est la vitesse de synchro flash. Cette vitesse de synchro flash est comprise entre 1/160s et
1/250s suivant les appareils photographiques et les triggers de flash utilisés. J'ai donc fixé cette vitesse à 1/200s.
La durée d'éclair d'un flash est comprise entre 1/1000s et 1/30000s.
Donc à 1/200s, l'éclair du flash sera correctement mesuré par le flashmètre (mesure pendant 5ms).

Le détecteur permet de piloter 4 sorties (OUt1, OUt2, OUt3 et OUt4) mais aussi des "remote modules" en WIFI: Photo08 (5).
Les "Remote module" fonctionne comme des triggers (Cactus trigger, Youngnuo, ...), ils peuvent être utilisés en sortie
pour pouvoir piloter des flashs ou bien en entrée pour relier des capteurs distants.
La portée est de 20 - 30 mètres et on peut utiliser en même temps 6 "Remote Module".
Il est possible sur les "Remote module" de relier des cactus trigger (ou autre marque) et ainsi augmenter la portée
de l'ensemble.
Les "Remote module" transmettent et reçoivent l'information en 356uS (environ 2.5ms pour des cactus triggers).
On peut donc (si on a le matériel) relier un émetteur cactus trigger sur chaque "Remote module" et avoir 4 cactus
triggers en esclaves sur chaque cactus trigger maitre.
En théorie, et en utilisant les "Remote modules" et les sortie OUT1, OUT2, OUT3 et OUT4,
il est possible de piloter 40 flashs avec le "Photographer Tools" !!!
4 triggers par "remote module" (donc 4 x 6) + 4 triggers par sortie OUT (4 x 4), cela fait 40 flashs !!
Toutes les sorties (OUt1, OUT2, OUT3, OUT4 et les modules WIFI) sont indépendantes.
On peut donc choisir le type de détection, les temps de déclenchement, de répétition pour chaque sortie.
En utilisant un grand nombre de flashs, il est possible de créer des séquences ou des groupes de flashs.
Pour chaque sortie on définit plusieurs paramètres: Photo08 (6).
* Le type de détecteur ou capteur:
- Microphone pour photographier un ballon qui éclate ou n'importe quel son.
- Lumière pour une barrière laser ou infrarouge (photographie de gouttes d'eau).
- Intervallomètre pour le time lapse ou la décomposition de mouvements.
- Line IN pour relier une source audio, ou un poste de radio AM pour la détection de foudre et FM pour la détection d'étoiles
Filantes.
- Distance pour utiliser le capteur de distance interne (de 1cm à 5 mètres).
- BT/USB pour déclencher sur un évènement fournit par une tablette tactile, un Smartphone
(Déclenchement de la photo depuis son Smartphone), un PC (mon programme de détection visuelle via une webcam).
- AUX1 et AUX2 pour brancher tout type de capteurs externes (PIR = détecteur de mouvement, microphone externe,
barrière laser externe, ...).
* Le type de détection:
- DIGITAL, pour déclencher lors d'un changement logique (pour une barrière laser: pas de rayon laser,
rayon laser présent).
- ANALOG, pour détecter à partir d'une valeur précise.
- FILTER, très utile pour l'entrée LINE IN et le micro, cela sert de filtre anti-bruit et ainsi faire une détection
que si le seuil du filtre est dépassé.
* Si on détecte lorsque le signal est supérieur à ou inférieur à (On UPPER / ON LOWER)
* La valeur de détection pour les modes ANALOG et FILTER.
Pour chaque sortie, on peut régler les temps indépendamment des autres: Photo08 (7)
* Le DELAY afin de pouvoir temporiser entre la détection et le moment où l'on souhaite déclencher un flash, le reflex, ...
* DURATION permet de maintenir le déclenchement, par exemple pour le reflex en mode auto, il fait souvent laisser 500 ms à
1 seconde pour que la mise au point soit faite. Si cette durée n'est pas assez longue, le reflex ne déclenche pas la photo.
* SLEEP permet de faire une pause, soit avant une nouvelle détection, soit utilisé avec le paramètre REPEAT de générer des
impulsions.
* REPEAT : ce paramètre est lié à DURATION + SLEEP. Utile, par exemple, pour faire des collisions de gouttes d'eau.
On peut, par exemple, en mode intervallomètre laisser un DELAY de 5000ms, puis une DURATION de 12ms et
un SLEEP de 10ms avec un repeat de 1. Cela permettra de déclencher deux gouttes avec une valve solénoide à 10ms d'intervalle
toutes les 5 secondes. Pour piloter une électrovalve (ou un moteur) regarder la rubrique "Adaptateur pour le Photographer
Tools" dans le menu de gauche.
Un exemple d'utilisation pour le Time lapse: Le reflex est relié sur OUT1 (une photo toutes les 1/5 secondes. Un moteur
à courant continu est relié (via un adaptateur de puissance) sur OUT2 pour contrôler le déplacement sur l'axe X.
Un autre moteur relié sur OUT3 pour contrôler le déplacement sur l'axe Y. Pour contrôler la vitesse de déplacement de chaque
moteur, on peut utiliser les paramètres DURATION, SLEEP et REPEAT qui permettront de générer des impulsions (principe du PWM).
Photo09, le schéma de principe pour configurer les sorties.
Chaque sortie est indépendante, il est donc possible de configurer et d'enregistrer des paramètres de détection différents.

Le calculateur de profondeur de champ, permet de connaitre avant la prise de vue, la valeur de profondeur de champ (la partie
nette sur une photo), ou celle-ci commence, et à quelle distance elle finit. Il suffit d'indiquer l'ouverture choisit,
le type de capteur (24x36, APS-C, ...) la focale utilisée (35mm, 50mm, 200mm, ...) et enfin la distance entre l'appareil
photo et le sujet. Il y a sur l'interface graphique une case à cocher "Auto" à côté de la distance qui permet d'activer
le capteur de distance à ultrasons et de faire la mesure automatique de la distance au centimètre près (5m de portée max).
Photo08 (1), la fenêtre du calculateur de profondeur de champ.

Le calculateur de puissance de flash en mode manuel, permet de régler un flash très rapidement.
Il suffit d'indiquer l'ouverture, la valeur ISO choisit, le NG (Nombre guide du flash) et la distance.
Il y a sur l'interface graphique une case à cocher "Auto" à côté de la distance qui permet d'activer le capteur de
distance à ultrasons et de faire la mesure automatique de la distance au centimètre près (5m de portée max).
Si vous ne connaissez pas le NG de votre flash ou bien si vous souhaitez le nouveau NG de votre flash avec une softbox,
par exemple, il est possible en se servant du flashmètre de connaitre le NG.
Pour connaitre ce NG: en mode flashmètre, régler la puissance de votre flash (exemple 1/8). Fixer la valeur ISO (ex 200).
Vérifier que la case à cocher "Auto" est pour le champ ouverture (Aperture).
Placer le "Photographer Tools", par exemple, à exactement 2 mètres du flash. Déclencher le flashmètre.
Maintenant, aller dans le menu "Manual flash power", reportez l'ouverture donné par le mode flashmètre, reportez la
distance (donc 2 mètres). Il reste plus qu'à modifier la valeur du nombre guide (NG), pour que la valeur du champ
"Flash Power" soit la même que la puissance réglée sur le flash (dans notre exemple 1/8), et connaitre le NG.
Photo08 (2), la fenêtre du calculateur de puissance de flash manuel.

L'activation du mode BlueTooth et USB se fait dans le menu "Configuration", le code d'accès BlueTooth est "1234".
Je fournis dans le fichier ZIP du projet (rubrique "Téléchargement" dans le menu à gauche), la liste de toutes les
commandes pour interagir et collecter des informations depuis le "Photographer Tools" vers une tablette tactile,
un Smartphone ou un PC (en Bluetooth ou en USB). En utilisant le mode Bluetooth ou l'USB, il est possible de contrôler
complétement le "Photographer Tools" mais aussi de récupérer les valeurs d'exposition, de température de couleurs,
de déclencher des sorties, ...
Photo08 (8), la fenêtre de configuration.
Dans le menu "Configuration", on peut:
- Modifier la luminosité de l'écran tactile
- Utiliser une mise en veille de l'écran tactile pour économiser la pile ou des batteries externes.
- modifier rapidement les réglages du posemètre, du flashmètre et du colorimètre.
- Choisir une interface graphique personnalisable. Par défaut, je fournis deux "SKINS". Un premier pour travailler
dans des ambiances sombres (thème LUNE), et un autre plus lumineux (thème coucher de soleil).
Vous pouvez créer, vous-même, très facilement vos propres "SKINS". Dans le fichier ZIP du projet (rubrique "Téléchargement"
dans le menu de gauche du site internet), je fournis un fichier PDF pour expliquer comment créer votre "SKIN".
Vous pouvez choisir les images que vous voulez, placer les champs et les zones tactiles ou vous voulez.
Le "Photographer Tools" fonctionne avec une carte SD, qui permet de sauvegarder la configuration et de restaurer à l'allumage.
La carte SD permet aussi de stocker les "SKINS".



Le Photographer Tools est un projet évolutif: il y a suffisamment d'espace mémoire pour faire évoluer le code,
ajouter de nouvelles fonctions. Des entrées/sorties sont disponibles et prêtes pour de nouvelles extensions.
Les possibilités de communications Bluetooth et WIFI permettent aussi d'ajouter de nouvelles possibilités.

J'ai commencé à réfléchir à ce projet début 2012 (possibilités, formules mathématiques, conception), mais
j'ai vraiment commencé ce projet en Septembre 2012.
Nous sommes maintenant début 2013 et après 6 mois de travail, je vous propose de le réaliser.
Je fournis un maximum de détails et de photos pour le réaliser facilement, mais si vous avez des questions,
des problèmes lors de sa réalisation, vous pouvez poser vos questions dans le forum (en bas dans la section
Questions / Réponses).
Si vous trouvez que je n'ai pas donné assez d'explications sur le fonctionnement, les possibilités, vous pouvez
aussi poser vos questions dans le forum.

Le coeur du Photographer Tools est un Arduino DUE (un peu cher mais performant).
L'Arduino DUE à une vitesse de 84 Mhz, ce qui permet de calculer rapidement, mais aussi de pouvoir gérer
des images au format BMP sur l'écran tactile (décodage et chargement d'une image BMP de 320 * 200 pixels
en moins d'une seconde).
L'Arduino DUE possède aussi beaucoup d'entrée et sorties pour gérer tous les périphériques.
L'arduino DUE a 512 Ko d'espace pour le programme (actuellement j'en prends un peu moins de la moitié),
et aussi 96 Ko de mémoire pour les variables. J'ai donc fait le choix de l'arduino DUE qui
côute 50 Euros par rapport à un Arduino Mega qui coute sur Ebay 17 Euros (Arduino Mega : 256 Ko de programme,
8 Ko de mémoire, vitesse de 16 Mhz).

Pour réaliser ce boitier, il faut obligatoirement souder des composants électroniques sur un circuit imprimé.
Ce projet étant destiné à des personnes n'ayant pas de connaissances en électronique et n'ayant pas le matériel
pour fabriquer soit même un circuit imprimé, je vous propose de faire fabriquer des circuits imprimés,
et de vous les envoyez par la poste à prix coutant.
Pour info: un seul circuit imprimé fabriqué par une société spécialisée coûte 80 Euros.
Si je les commandes par 5, je peux les avoir à 29,XX Euros avec les frais de port.
Ce qui coûte cher, c'est le premier d'une série car il y a des masques de conception à faire.
Je vous propose donc de vous les fournir à 30 Euros + 3,75 Euros de frais de port avec suivi pour la France
+ 1,47 Euros de commission Paypal donc (on arrondi à 36 Euros pour la France).
Les frais de port pour l'Outre Mer sont de 5,55 Euros (commission Paypal = 1,54), donc on arrondi à 37,50 Euros.
Les frais de port sont de 5,90 Euros pour l'Europe (commission Paypal = 2,03), donc on arrondi à 38 Euros.
Les frais de port pour le reste du monde sont de 6,60 Euros (commission Paypal = 2,28), donc on arrondi à 39 Euros
Je ne gagne pas d'argent (ce n'est pas le but), je rends juste service pour que le projet prenne vie.
Si cela vous intéresse, contacter moi par mail (mail en bas du menu de gauche de ce site).
Si je faisais fabriquer en une seule fois 100 circuits imprimés, je pourrais avoir des prix de l'ordre de
10 Euros ou moins. Mais pour cela, je devrais investir beaucoup d'argent, et je ne sais pas à l'avance le
nombre de personnes qui seront intéressé par ce projet.

Photo11, la maquette de conception du projet sur laquelle j'ai travaillé pendant quelques mois.

Photo12, un test du Photographer Tools pour faire des collisions de gouttes d'eau.
Photo13, un test du colorimètre.

Photo10, le principe de fonctionnement du nouveau module : le DSLR Remote Module.
Ce module permet de contrôler et de configurer un reflex numérique depuis le Photographer Tools en WIFI,
et depuis un Smartphone ou tablette tactile en BlueTooth.
L'avantage de ce module, c'est de pouvoir régler directement le reflex numérique suivant les mesures faites
par le Photographer Tools en mode Posemètre, colorimètre ou flashmètre et de prendre une photo.
Il est aussi possible de modifier manuellement les paramètres du reflex numérique en allant dans le menu
"Configuration" du Photographer Tools, puis en cliquant sur le bouton "DSLR".
Une nouvelle fenêtre apparaît, il est possible de configurer l'ouverture, la vitesse, les ISO, la balance
des blancs et de prendre une photo.
La photo est stockée sur la carte SD du reflex numérique.
Il n'est pas possible de gérer le mode vidéo, seulement le mode photo de votre reflex numérique.

Maintenant, vous pouvez passer à la rubrique "Fabriquer le Photographer Tools" dans le menu de gauche de ce
site internet pour connaitre tous les détails de sa fabrication.

Deux nouveaux skins ont été ajoutés dans le fichier ZIP du Photographer Tools (skin3 et skin4).
Ces deux nouveaux skins ont été créés par Franck (Kriffran94 pour les utilisateurs du forum).
Je le remercie pour sa contribution au projet.




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First update 03/03/2013
Last update 29/04/2015
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