Моторизованный 2-осевой слайдер для фото/видеосъемки
В некоторых случаях при фото/видео съемке нужен многоосевой слайдер с электронным управлением движением для синхронного перемещения и вращения камеры. Для этой цели существует множество профессиональных и дорогих устройств, и есть множество отличных решений для самостоятельной сборки, основанных на разном бюджете и навыках.
Представленное здесь устройство создавалось с целью изготовления дешевой, но удобной и простой в изготовлении конструкции, которую можно разместить на одном штативе и питать от стандартных источников питания 5 В / USB. Решение легкое и портативное, что делает его оптимальным для использования на открытом воздухе. Компоненты всей конструкции стоят около 20 долларов, включая двигатели и электронику. Этот слайдер отличается от многих других решений своим пользовательским интерфейсом, пользователь может точно установить начальное и конечное положения движения камеры.
Инструменты и материалы:
-Профильная алюминиевая труба 1 м x 15 мм x 15 мм — 2 шт;
-Гайка для крепления на штатив;
-2GT Ремень 2 м;
-2GT Шкив 20 зубьев;
-Натяжной (ведомый) шкив 2GT 20 зубьев;
-Шаговый контроллер ULN2003 — 2 шт;
-Двигатель 28BYJ-48 — 2 шт;
-Крепеж;
-Две пластиковые двойные цилиндрические шестерни 30 + 10 зубьев, отверстие 2 мм;
-Одна пластиковая двойная прямозубая шестерня 30 + 10 зубьев, отверстие 2 мм;
-Стальной вал (длина: ~ 10 см, диаметр: 2 мм);
-3D-принтер;
Шаг первый: блок управления двигателем
Процесс сборки и программирования устройства управления подробно описан здесь. Компоненты стоят менее 10 долларов, включая моторы. В основе конструкции лежат очень дешевые моторы 28BYJ-48 и платы драйвера ULN2003.
Код Arduino, указанный в инструкциях, упомянутых выше, называет оба подключенных двигателя «M1» и «M2». Он позиционирует оба двигателя как вращательные приводы, поэтому все измеряется в градусах.
Приведенный здесь код делает примерно то же самое, что и раньше, но двигатели переименованы в « F » (для линейного привода) и « R » (для привода вращения). Основываясь на этом определении, он показывает линейное положение ползуна в мм вместо градусов, а скорость привода указывается в мм / мин (вместо град / мин). Это небольшое улучшение, но оно очень полезно для оценки расстояния перемещения (и скорости) ползунка.
Вычисления от градусов до линейных единиц основаны на предположении, что используются шкивы 2GT с 20 зубьями. Если шкивы другие, нужно изменить масштабный коэффициент в начале кода:
#define MM_PER_ROT 40 // 40 mm/rot when using a 2GT 20 teeth pulley — 36 mm/rot when using a 18 teeth pulley.
Two_Speppers_With_Display_Or_LEDs_with_Feed.ino
Шаг второй: печать деталей
Все детали, кроме «Belt Fixture», прикрепленные к этому шагу нужно распечатать в одном экземпляре. «Belt Fixture» печатается в двух экземплярах.
Обратите внимание: «head», представленная на этом шаге, во некоторых случаях приводит к резкому движению камеры. Причина в том, что вращающаяся головка выполняет небольшое количество шагов, в то время как линейный двигатель обычно выполняет большее количество. Поэтому на видео можно увидеть «скачки» вращающегося двигателя. Это нормально, если пользователь делает таймлапсы (замедленная съемка) или короткие линейные движения, или если пользователь может скомпенсировать «скачки», используя режим HyperSmooth GoPro или функцию стабилизации программного обеспечения для резки видео.
Мастер напечатал все детали нитью PLA, высота слоя 0,3 мм, заполнение 20%. Некоторые мелкие детали легче печатать с полями, только для «Slide (Base)» и «Slide (Head)» требуются опоры.
«Slide (Base)» нужно напечатать с перевернутым «каналом». Поскольку это грани, которые в конечном итоге скользят по алюминиевому профилю.
Если планируется использовать устройство в основном в помещении, подойдет любая нить. Если устройство будет использоваться на открытом воздухе, нить должна быть устойчива к воздействию высоких температур и солнечного света, т.е. ABS или PETG.
Некоторые детали, а именно боковые кронштейны и пластину для крепления штатива, можно заменить простыми пластинами, вырезанными из дерева или листового металла.
Детали для печати ниже.
Показать / Скрыть текстSlide (Base).stl
Slide (Head).stl
Tripod Mount Plate.stl
Base Socket.stl
Belt Fixture.stl
Belt Tensioner.stl
Left Side Bracket.stl
Right Side Bracket.stl
GoPro Mount.stl
Шаг третий: сборка
Сначала нужно просверлить несколько отверстий в алюминиевых профилях. При сверлении мастер пользуется сверлом 5 мм. Нужно сделать отверстия для основания, а также для левого и правого боковых кронштейнов.
Для сверления нужно установить пластиковую деталь на один из алюминиевых профилей и сдвинуть ее по центру. Длина базовой втулки составляет 100 мм, поэтому нужно измерить 450 мм от каждого конца профиля. Затем отметить отверстия и просверлить.
Установив детали по краям нужно отметить и просверлить отверстия на концах профиля.
Дальше нужно надеть ползун (основание) на алюминиевый профиль ( на котором нет отверстия для крепления штатива).
Наденьте левую и правую боковые скобы на профили. Для их крепления использует четыре винта M5x30 и четыре гайки M5 .
Устанавливает нижнюю центральную деталь. Для ее крепления использует два винта M5x30 и две гайки M5.
Дальше устанавливает элементы управления.
Закрепляет двигатель и устанавливает шкив. Протягивает ремень и закрепляет его на каретке, отрегулировав натяжение.
Подключает питание. Проводит тестовое включение.
Теперь осталось установить и подключить второй двигатель, отвечающий за поворот камеры.
Шаг четвертый: краткое руководство по эксплуатации
После включения система покажет меню «Execute». Меню используется для перемещения камеры между двумя определенными положениями (средняя кнопка: перейти в начальное положение; правая кнопка: перейти в конечное положение). Поскольку начальная и конечная позиции не запрограммированы, переходим к следующему меню, нажав левую кнопку.
Во втором меню (« M1 Start » или « F Start ») средняя и правая кнопки используются для перемещения линейной оси вперед и назад. После установки начального положение для этого двигателя, нажмите левую кнопку для переключения меню.
В третьем меню (« M2 Start » или « R Start ») нужно установить начальное положение поворотной оси таким же образом, как и начальное положение линейной оси ранее.
В четвертом и пятом меню (« M1 / F End » и « M2 / R End ») нужно переместить обе оси в желаемые конечные положения. Затем нужно нажать левую кнопку для переключения меню.
В последнем (шестом) меню можно уменьшить или увеличить скорость ползунка, нажав (и удерживая) среднюю или правую кнопку. На дисплее будет отображаться скорость и время, необходимое ползунку от заданного начальной точки до заданного конечного положения. Когда скорость установлена, снова нажмите левую кнопку.
Теперь вы снова в первом меню.
Подробней ознакомиться со всеми функциями можно здесь.
Шаг пятый: дополнительные улучшения
28BYJ-48 имеет встроенные шестерни, и он делает 2038 шагов за оборот (не «идеальные» 2038, потому что передаточное число немного странное). В устройстве используется «полушаговый» режим, так что он еще точнее. Полученные в результате 4076 (половинных) шагов, дадут разрешение 0,08 градуса на полшага, что должно быть достаточным для съемки. Кроме того, функция HyperSmooth в новых моделях GoPro довольно хорошо устраняет вибрации. Однако в некоторых ситуациях вы все равно можете увидеть небольшие «скачки» поворотной оси.
Обычно ползунок поворачивает головку камеры где-то на 45 … 180 градусов за одно «движение», поэтому двигатель сделает 509 … 2038 шагов. В то же время один полный оборот (4076 шагов) привода подачи перемещает камеру только на 40 мм. В результате вращающийся двигатель перемещается только каждые двадцатое движение двигателя подачи. Хотя все эти шаги очень малы, но они влияют на качество съемки.
Для лучшей стабилизации нужна (дополнительная) передача с передаточным числом примерно 1:10.
Мастер разработал три редуктора различной конструкции с таким передаточным числом.
Скачать детали для печати на 3D-принтере можно здесь.
Все готово.
