Gelangsar Kawalan Gerak untuk Rel Selang Masa: 10 Langkah (dengan Gambar)

2024 Pengarang: John Day | [email protected]. Diubah suai terakhir: 2024-01-30 11:10

Instruksional ini menerangkan cara menggerakkan rel selang waktu menggunakan motor langkah yang digerakkan oleh Arduino. Kami akan memberi tumpuan terutamanya pada Motion Controller yang menggerakkan motor langkah dengan andaian anda sudah mempunyai rel yang ingin anda motor.

Sebagai contoh semasa membongkar mesin, saya dapati dua rel yang boleh saya ubah menjadi rel selang waktu. Satu rel menggunakan tali pinggang untuk menggerakkan gelangsar dan yang lain menggunakan skru. Gambar dalam arahan ini menunjukkan rel yang digerakkan oleh skru tetapi prinsip yang sama berlaku untuk rel yang digerakkan oleh tali pinggang. Hanya ada beberapa parameter yang memerlukan perubahan semasa pentauliahan.

Langkah 1: Prinsip Operasi:

Untuk fotografi selang masa saya menggunakan Intervalometer yang dinamakan LRTimelapse Pro-Timer yang direka oleh Gunther Wegner. Ini adalah Intervalometer Sumber Terbuka berkualiti tinggi untuk selang masa, jurugambar makro dan astro yang boleh anda bina sendiri. Gunther, terima kasih untuk alat hebat ini yang telah anda sediakan untuk komuniti selang masa. (Untuk maklumat lebih lanjut lihat lrtimelapse-pro-timer-free)

Saya baru sahaja menambah beberapa kod untuk mengawal motor stepper.

Prinsip operasi: Rail Time Lapse berfungsi pada mod Slave. Kaedah ini cukup dipercayai. Ini bermaksud bahawa saya menggunakan LRTimelapse Pro-Timer Intervalometer untuk menetapkan bilangan tangkapan dan selang antara tangkapan. Intervalometer menghantar isyarat ke kamera untuk melepaskan shutter. Selepas gambar diambil, Kamera menghantar isyarat kembali ke pengawal gerakan untuk menggerakkan slaid rel pada urutan Move / Shoot / Move. Isyarat untuk memulakan urutan berasal dari kasut panas kilat kamera. Kilat kamera diatur ke Rear-curtain Synchro, jadi isyarat dihantar kembali ke pengawal gerakan ketika tirai kamera ditutup. Ini bermaksud bahawa gelangsar hanya akan bergerak apabila rana ditutup sehingga berfungsi tanpa mengira panjang pendedahan.

Bahan: Diperlukan dua kabel dari pengawal gerakan ke kamera (model kamera khusus) 1) Kabel Pelepas Rana Kamera dengan Jack 2.5 mm dan 2) Adaptor Kasut Panas dengan Kabel Kabel Sinkronisasi PC Pasang ke Lelaki dengan kabel 3.5 bicu mm.

Langkah 2: Papan Pengawal Gerak

Perkakasan: Pergerakan gelangsar adalah dengan menggunakan skru yang disambungkan ke motor NEMA 17 Stepper. Motor stepper dipacu oleh EasyDriver yang dikendalikan oleh Arduino UNO. Untuk menggunakan pengawal dengan power bank yang berbeza (dari 9v hingga 30v) saya menambahkan modul bekalan kuasa yang serasi dengan LM2596 DC-DC Arduino untuk menyesuaikan voltan. Lihat "Arduino Wiring. PDF" dilampirkan.

Kabel Pelepas Rana Kamera dipasang ke pengawal menggunakan Jack 2.5 mm. Jack disambungkan mengikut skema yang terdapat dalam "Shutter Release. PDF" terlampir. Kabel Adaptor Kasut Panas dipasang ke pengawal menggunakan Jack 3.5 mm. Mempunyai dua saiz yang berbeza mengelakkan memasang kabel ke port yang salah.

Langkah 3: Kod Arduino

Sebelum membuat pengekodan, penting untuk membezakan antara pelbagai tindakan yang ingin anda capai. Arduino membenarkan penggunaan apa yang disebut batal. Kekosongan adalah bahagian program (baris kod) yang dapat dipanggil pada bila-bila masa, bila dan bila perlu. Oleh itu, setiap tindakan pada kekosongan yang terpisah menjadikan kodnya tersusun dan memudahkan pengekodan.

Sketch Logics.pdf yang dilampirkan menunjukkan tindakan yang ingin saya capai dan logik di belakangnya.

Langkah 4: Arduino Code 1 - Rel Home Position

Kekosongan pertama digunakan untuk menghantar rel ke kedudukan Rumah semasa memulakan pengawal.

Pengawal mempunyai suis togol arah. Semasa memulakan, gelangsar bergerak ke arah yang dipilih oleh togol sehingga mencecah suis had di hujung rel; ia kemudian bergerak kembali dengan jarak yang ditentukan oleh pengguna (Ini adalah 0 atau nilai yang sesuai dengan hujung rel yang bertentangan). Ini sekarang adalah kedudukan rumah untuk gelangsar.

Kekosongan ini diuji menggunakan kod yang terdapat dalam fail terlampir yang disebut BB_Stepper_Rail_ini.txt

Langkah 5: Arduino Code 2 - Butang Tekan Fungsi Dual

Kekosongan kedua digunakan untuk menggerakkan gelangsar secara manual. Ini berguna semasa anda menyiapkan kamera anda sebelum anda memulakan urutan selang masa.

Pengawal mempunyai butang tekan dengan dua fungsi: 1) tekan pendek (kurang dari satu saat) menggerakkan gelangsar dengan jumlah yang ditentukan pengguna. 2) tolakan panjang (lebih dari satu saat) menggerakkan gelangsar ke tengah atau hujung rel. Kedua fungsi menghantar gelangsar ke arah yang dipilih oleh suis togol.

Kekosongan ini diuji menggunakan kod yang terdapat dalam fail terlampir yang disebut BB_Dual-function-push-button.txt

Langkah 6: Arduino Code 3 - Slave Mode

Kekosongan ketiga digunakan untuk menggerakkan slider dengan jumlah tertentu selepas setiap pukulan. Lampu kilat kamera perlu diatur ke "tirai belakang". Pada akhir pukulan isyarat kilat dihantar dari kasut panas kilat ke pengawal. Ini memulakan urutan dan menggerakkan gelangsar dengan jumlah tertentu. Jarak untuk setiap pergerakan dikira dengan membahagi panjang rel dengan jumlah tembakan yang dipilih dalam LRTimelapse Pro-Timer. Namun jarak maksimum dapat ditentukan untuk mengelakkan pergerakan pantas ketika jumlah tembakan rendah.

Kekosongan ini diuji menggunakan kod yang terdapat dalam fail terlampir yang disebut Slave mode.txt

Langkah 7: Arduino Code 4 - Quad Ramping

Kekosongan keempat adalah pilihan ramping untuk kelonggaran masuk dan keluar yang lebih lancar. Ini bermaksud jarak setiap pergerakan secara beransur-ansur akan meningkat hingga nilai yang ditetapkan dan pada akhir rel akan menurun dengan cara yang sama. Akibatnya ketika melihat urutan selang waktu terakhir, pergerakan kamera mempercepat pada awal rel dan melambatkan pada hujung rel. Keluk pecutan Quad khas ditunjukkan pada gambar yang dilampirkan (mereda dan keluar). Jarak tanjakan dapat ditentukan.

Saya menguji algoritma di Excel dan telah menetapkan keluk pecutan dan perlambatan seperti pada gambar yang dilampirkan. Kekosongan ini diuji menggunakan kod yang terdapat dalam fail terlampir yang disebut BB_Stepper_Quad-Ramping-calculation.txt

Catatan: Quad ramping ini tidak boleh dikelirukan dengan Bulb ramping di mana panjang pendedahan berubah atau Interval ramping di mana selang antara tembakan diubah.

Langkah 8: Arduino Code 5 - Integrasi Dengan LRTimelapse Pro-Timer

LRTimelapse Pro-Timer adalah Intervalometer DIY Sumber Terbuka percuma untuk jurugambar selang waktu, makro dan astro yang disediakan untuk komuniti jurugambar selang waktu oleh Gunther Wegner. Setelah membina unit untuk kamera saya, saya merasa sangat baik sehingga saya mula memikirkan cara memandu kereta api dengannya. LRTimelapse Pro-Timer 091_Logics.pdf yang dilampirkan adalah manual ringkas yang menunjukkan cara menavigasi program.

BB_Timelapse_Arduino-code.pdf yang dilampirkan menunjukkan struktur LRTimelapse Pro-Timer Free 0.91 dan berwarna hijau garis kod yang saya tambahkan untuk mengendalikan slaid.

BB_LRTimelapse_091_VIS.zip mengandungi kod Arduino jika anda ingin mencuba.

Dokumen BB_LRTimer_Modif-Only.txt yang dilampirkan menyenaraikan penambahan yang telah saya buat pada Pro-Timer. Ini menjadikannya lebih mudah untuk mengintegrasikannya ke versi Pro-Timer baru apabila Gunther menyediakannya.

Langkah 9: Arduino Code 6 - Pemboleh ubah dan Nilai Tetapan

Nada skru mungkin berbeza-beza atau jika menggunakan tali pinggang, tali pinggang dan jumlah gigi pada takal juga mungkin berbeza. Selain itu, jumlah langkah per putaran motor stepper dan panjang rel mungkin berbeza. Akibatnya kuantiti langkah untuk melintasi panjang rel berubah dari satu rel ke rel yang lain.

Untuk menyesuaikan pengawal ke rel yang berbeza, beberapa pemboleh ubah dapat disesuaikan dalam program:

• Hitung kuantiti langkah yang sesuai dengan panjang rel antara suis had. Masukkan nilai dalam pemboleh ubah: long endPos (iaitu nilai ini adalah 126000 untuk rel yang digerakkan dengan skru yang ditunjukkan dalam arahan ini)
• Untuk melihat komposisi bingkai pada permulaan, tengah dan hujung rel ketika menggunakan kesan span, saya menggunakan pilihan tolak panjang dengan butang tekan. Masukkan bilangan langkah yang sesuai dengan tengah rel dalam pemboleh ubah: long midPos (iaitu nilai ini adalah 63000 untuk rel yang digerakkan dengan skru yang ditunjukkan dalam arahan ini)
• Dalam LRTimelapse Pro-Timer anda harus memasukkan berapa banyak gambar yang anda ingin ambil. Program membahagi panjang rel dengan nombor ini. Sekiranya anda mengambil gambar 400 dan rel anda adalah 1 meter, setiap pergerakan gelangsar akan menjadi 1000: 400 = 2.5 mm. Untuk 100 gambar nilainya adalah 10 mm. Ini terlalu banyak untuk satu gerakan. Oleh itu, anda mungkin memutuskan untuk tidak menggunakan panjang rel anda. Masukkan pergerakan maksimum yang dibenarkan dalam pemboleh ubah: const int maxLength (iaitu nilai ini adalah 500 untuk rel yang digerakkan dengan skru yang ditunjukkan dalam arahan ini)
• Semasa menekan butang tekan kurang dari satu saat, ia menggerakkan slider dengan jarak tertentu yang dapat diatur dalam pemboleh ubah: int inchMoveval (iaitu nilai ini adalah 400 untuk rel yang digerakkan dengan skru yang ditunjukkan dalam arahan ini)
• Quad Ramping membolehkan kelonggaran masuk dan keluar dengan lancar. Anda boleh menentukan jarak tanjakan yang akan bertahan pada awal dan akhir rel. Nilai ini dimasukkan sebagai peratusan panjang rel dalam pemboleh ubah: nisbah apungan (iaitu 0.2 = 20% panjang rel)

Langkah 10: Beberapa Perkataan mengenai Rel

Rel sepanjang satu meter. Ia diperbuat daripada slaid galas linier beban berat yang dilekatkan pada bar penyemperitan Aluminium yang berlubang. Saya membeli bar penyemperitan dan aksesori dari RS.com (lihat gambar rs item-j.webp

Spanning: Kepala bola tripod (seperti gambar yang dilampirkan) dipasang di slider. Lengan kecil menghubungkan kepala ke skru. Sekiranya anda menggerakkan skru dari rel di satu sisi, anda mendapat sudut antara skru dan rel. Apabila gelangsar bergerak di sepanjang rel ia membuat putaran kepala bola. Sekiranya anda tidak mahu span, pastikan skru selari dengan rel.

Pengawal dipasang pada gelangsar. Saya memilih pilihan itu - bukannya pengawal di satu hujung rel - untuk mengelakkan banyak kabel berjalan di sepanjang rel. Saya hanya mempunyai satu kabel antara power bank dan pengawal. Semua kabel lain, ke motor langkah, ke suis had, kabel rana ke kamera dan kabel Synchro dari kamera semuanya bergerak dengan pengawal.

Skru lawan tali pinggang: Untuk fotografi selang masa kedua-dua reka bentuk berfungsi dengan baik. Tali pinggang membolehkan pergerakan lebih pantas berbanding dengan skru, ini boleh menjadi kelebihan sekiranya anda ingin menjadikan rel menjadi slaid video. Salah satu kelebihan reka bentuk skru adalah apabila anda meletakkan rel secara menegak atau pada sudut, sekiranya berlaku pemotongan kuasa, slaid tetap diam dan tidak akan jatuh. Saya sangat menyarankan untuk berhati-hati ketika anda melakukan perkara yang sama dengan rel yang digerakkan tali pinggang, sekiranya berlaku pemadaman kuasa atau jika kehabisan kuasa, kamera akan meluncur ke bahagian bawah rel dengan risiko anda sendiri!