ZMOTORYZOWANY SUWAK KAMERY Z SYSTEMEM ŚLEDZENIA (wydruk 3D): 7 kroków (ze zdjęciami)

2025 Autor: John Day | [email protected]. Ostatnio zmodyfikowany: 2025-01-13 06:58

By jjrobotsjjrobotsObserwuj Więcej autora:

O: Kochamy roboty, majsterkowanie i zabawną naukę. JJROBOTS ma na celu przybliżenie ludziom projektów robotyki Open poprzez dostarczenie sprzętu, dobrej dokumentacji, instrukcji budowania + kodu, informacji "jak to działa" … Więcej o jjrobots »

Zasadniczo ten robot będzie poruszał kamerą/smartfonem po szynie i „śledził” obiekt. Lokalizacja obiektu docelowego jest już znana robotowi. Matematyka stojąca za tym systemem śledzenia jest dość prosta. Stworzyliśmy tutaj symulację procesu śledzenia.

Kamera umieszczona na wózku podczas ruchu będzie wskazywać obiekt docelowy zgodnie z informacją podaną robotowi (czyli: bieżącą lokalizację docelową. Należy pamiętać, że robot już wie, gdzie znajduje się kamera).

Szybkość i działania start/stop są kontrolowane z własnego smartfona. W tym celu smartfon musi być podłączony do sieci WIFI robota. Ponieważ prędkość można regulować zgodnie z potrzebami (ze smartfona), możesz przesuwać „wózek kamery” tak wolno, jak chcesz, umożliwiając tworzenie filmów POKLATKOWYCH.

Aplikacja sterująca dostępna bezpłatnie w Google PLAY lub iTunes Store

Kieszonkowe dzieci

Przydatne linki:

• Zestaw suwaka aparatu
• Camera Slider najnowszy kod Arduino: CameraSlider_V6_M0
• Kontroluj łącze APP (urządzenia Google Play/Android)
• Kontroluj łącze APP (urządzenia iTunes / iOS)
• Instrukcja obsługi aplikacji sterującej.
• Repozytorium części 3D
• Płyta sterująca DEVIA.

Krok 1: LISTA CZĘŚCI

Wykorzystaliśmy wspólne elementy ze świata DIY/MAKER, aby ten robot był dostępny i przystępny cenowo

Lista części:

• Części drukowane 3D ZESTAW

• KABEL SILNIKA (70 cm)
• KABEL SILNIKA (14 cms)
• 16-zębowe koło pasowe GT2
• 20-zębowe koło pasowe GT2
• Łożysko kulkowe okrągłe 6002RS lub 6002ZZ
• Pasek rozrządu GT2 (150cm na szynę 700mm) + pasek zębaty 200mm GT2
• Kabel USB 1m (złącze micro USB)
• Obrotowa kamera
• Anodowany profil aluminiowy (2020 w kształcie litery V)
• 3x Łożysko koła (kształt V)
• Uchwyt do smartfona + śruba do aparatu (krótka)
• Zasilacz 12V/2A z gniazdem POWER JACK 2,1 mm
• Śruby M3 (10mm, 15mm i 20mm) + nakrętkiŚruby M5 25mm

Elektronika:

• DEVIA Robotics Control Board
• 2x sterownik silnika TMC2208 Ultra Silent + aluminiowe radiatory (wersja długa)
• 2x silniki krokowe NEMA 17 o wysokim momencie obrotowym + 14 cms cms + długi kabel (70 cms)
• Kabel micro-USB

Wszystko możesz zdobyć samodzielnie (większość elementów jest taka sama, jak w B-robocie, iboardbocie, sfero-o-bocie, ramieniu Scara Robotic, robocie cymbergaja…) lub oszczędzić sobie kłopotów zamawiając ZESTAW DOSTOSOWYWALNY w naszym sklepie (a jednocześnie będziesz wspierać jjRobots):

POBIERZ CZĘŚCI SUWAKA KAMERY od jjRobots (zestaw konfigurowalny)

Krok 2: Drukowanie wszystkich części w 3D. Czas drukowania: 10-14 godzin (w zależności od drukarki 3D)

PLA wykona zadanie. Przy drukowaniu należy ustawić grubość ścianki na 1,2 mm i wypełnienie na co najmniej 25%.

Wszystkie modele części 3D są dostępne w Thingiverse

Krok 3: Montaż

Zasadniczo jest to szyna z platformą, która będzie się po niej poruszać sterowana za pomocą Arduino + 2 silniki krokowe NEMA17. Dwa silniki będą odpowiadać za: 1) poruszanie się do tyłu i do przodu platformy kamery 2) przesuwanie kamery podczas poruszania się po szynie. Adapter GOPRO/Smartphone jest opcjonalny, więc nie musisz go drukować w 3D, jeśli planujesz używać zwykłego aparatu fotograficznego. Całkowita długość szyny może być modyfikowana. Do 2 metrów robot zachowuje się płynnie na tej długości, a dla kamery o wadze ponad 500 gram (1,1 funta) szyna może uginać się pod ciężarem, podczas gdy kamera przechodzi przez środek szyny.

To jest model robota 3D. Kliknij PLAY i obejrzyj go w 3D. Wróć do tego modelu, jeśli masz wątpliwości, gdzie umieścić element.

Najnowsza instrukcja montażu: AKTUALIZACJA

n

PRZED ROZPOCZĘCIEM: Większość elementów tego zestawu suwaków aparatu została „wydrukowana w 3D”. Mając to na uwadze: możesz go złamać, jeśli przyłożysz zbyt dużą siłę lub dokręcisz śrubę bardziej niż powinieneś. Podczas tej instrukcji montażu poinformujemy Cię, kiedy możesz dokręcić śruby tak mocno, jak tylko możesz lub gdzie powinieneś po prostu przymocować część do innej, nie zmuszając jej wcale.

Włóż śruby M5 25mm + łożysko koła do ich gniazd, jak wskazano poniżej. Nie dokręcaj śrub zbyt mocno.

Tak to powinno wyglądać. Sprawdź, czy na częściach wydrukowanych w 3D nie ma zadziorów, jeśli czujesz tarcie podczas obracania kół.

Włóż jedną nakrętkę M3 i uchwyć ją za pomocą 16mm śruby M3. Ta śruba pozwoli Ci dostosować odległość między kołami w przypadku rozbieżności tolerancji po wydrukowaniu części. Reguluj dopiero po umieszczeniu wózka na aluminiowej szynie.

Umieść GÓRNĄ część na DOLNEJ części i użyj 4 śrub M3 10 mm, aby ją zamocować. Włóż łożysko kulkowe 6002RS, jak wskazano powyżej. WAŻNE: 6002RS musi być ciasny. Możesz nawet przykleić go do wspornika, jeśli czujesz, że jest luźny.

To jest moment, aby wyregulować śrubę w wózku z myślą o ustabilizowaniu jej. Poruszaj nim do przodu i do tyłu: wszystkie koła powinny się kręcić, ale nie powinieneś czuć oporu ani słyszeć żadnego hałasu. Wciśnij wózek i sprawdź, czy wszystkie koła są utrzymywane w aluminiowych szynach.

Włóż wydrukowany w 3D "PULLEY 80 teeth" jak powyżej. Uchwyć go za pomocą CAP i śruby M3 10mm. To samo dotyczy koła pasowego: musi być ciasne wokół łożyska kulkowego 6002RS. Przyklej go do łożyska kulkowego, jeśli tak nie jest.

1. Umieść silnik zgodnie ze wskazówkami i przytrzymaj go za pomocą 4 śrub M3 6mm (ale poluzuj je)
2. Umieść 16-zębowe koło pasowe na jego wale i jednocześnie poprowadź pasek 200 mm GT2 wokół koła pasowego
3. Gdy wszystko jest ustawione, popchnij silnik „do tyłu”, aby pasek się napiął. Tam dokręć śruby ustalające położenie silnika.

Widok z góry na karetkę w tym miejscu. Sprawdź orientację złącza silnika.

Widok z dołu wózka.

Teraz weź śrubę kamery i "SCREW CAPTURING RING" i zrób jak powyżej. Łeb śruby pozostanie na swoim miejscu dzięki tej drukowanej części 3D. Teraz możesz przymocować PULLEY TOP do SCREW CAPTURING RING za pomocą 4 śrub M3 10mm

Jeśli potrzebujesz większej elastyczności podczas kierowania kamerą, użyj obrotu kamery. Umożliwi to łatwą regulację nachylenia / orientacji kamery

Tak wygląda karetka na szynie. Musimy jeszcze uruchomić pasek rozrządu. Sprawdź poniższe kroki

Zamocuj silnik NEMA17 do części MOTOR END i zamocuj ją za pomocą 4 śrub M3 15mm.

Zamocuj i zamocuj koło pasowe z 20 zębami na wale. Wierzchołek wału musi być wyrównany z kołem pasowym.

Użyj 2x śrub M3 10mm, aby połączyć KOŃCOWE NOGI KOŁA PASOWEGO z KOŃCĄ KOŁA PASOWEGO

Wciśnij KOŃCÓWKĘ PASOWĄ w profil aluminiowy. Możesz potrzebować młotka (lub odpowiednika). Wyjmij na chwilę koło pasowe, jeśli uważasz, że możesz je w tym czasie uszkodzić. W tym momencie nie wsuwaj całkowicie profilu aluminiowego do KOŃCA KÓŁKA PASOWEGO.

Poprowadź pasek rozrządu wokół koła pasowego iz powrotem do profilu aluminiowego. Teraz nadszedł czas, aby całkowicie wcisnąć KOŃCÓWKĘ PASOWA (użyj pobijaka). Bądź delikatny!

Uchwyć koniec paska rozrządu, jak wskazano. W tym momencie może być konieczne użycie szczypiec. Przesuń pas do samego końca, aby był całkowicie wsunięty, w przeciwnym razie będzie dotykał szyn podczas ruchu wózka w przód iw tył. Włóż nakrętkę i śrubę 10mm jak na zdjęciu. Ta śruba utrzyma pas na miejscu.

Sprawdź, czy pasek swobodnie wychodzi. Jakiekolwiek tarcie w tym miejscu pomiędzy taśmą a aluminiową szyną pogorszy stabilność wózka.

Przesuń go wokół 20-zębowego koła pasowego jak na obrazku i użyj młotka, aby całkowicie włożyć część MOTOR END do aluminiowego koła pasowego.

UWAGA: Nie zwracaj uwagi na już umieszczoną elektronikę. To przyjdzie później.

Teraz: przełóż pasek przez jego kanał. Zegnij lekko końcówkę paska do góry. To pomoże Ci „upiększyć” go w „kanał przechwytywania”

Zaciśnij pasek i jednocześnie dokręć śrubę. Wytnij pozostały pasek rozrządu

Czas umieścić elektronikę. Sprawdź również następne zdjęcie, które pokazuje, jak umieścić obudowę elektroniki. Użyj 1x śruby M3 10mm do tylnej strony płyty sterującej DEVIA (tej, na którą wskazuję). Przykręć go, jak pokazano, co przymocuje obudowę ochronną do płytki drukowanej.

Teraz odwróć deskę i umieść ją jak na zdjęciu, a następnie przymocuj ją do części MOTOR END za pomocą śruby 10mm (lewy górny otwór narożny deski) i śruby 20mm do drugiego otworu, który przechodzi przez obudowę ochronną. Dwie śruby przymocują tablicę sterowniczą do części KOŃCÓWKI SILNIKA. Użyj dwóch M3x10mm, aby przymocować MOTOR NOGI do MOTOR END.

UWAGA: może być konieczne dostosowanie prądu wyjściowego dostarczanego przez sterowniki silników TMC. Zrób to przed umieszczeniem radiatorów. Więcej informacji na samym końcu tej strony

Umieść radiatory na górze i włóż sterowniki silników krokowych do ich gniazd. Radiatory są dość nieporęczne, więc jest to ważne: Nie dotykaj radiatorami metalowych główek górnej powierzchni stepperów. Może to spowodować zwarcie uszkadzające moduł.

Sprawdź prawidłową orientację sterowników silników krokowych i kabli silnika.

Tak wszystko jest połączone. Sprawdź sterowniki silnika krokowego i orientację złączy kabla (dwa razy!)

Szczegóły: Sterowniki silnika TMC2208 już podłączone.

Teraz podłącz SILNIK SZYNOWY do tablicy sterowniczej. Użyj kabla 14 cm

Zrób to samo z SILNIKIEM PLATFORMY. Użyj 2 opasek zaciskowych, aby przymocować kabel do części MOTOR END, jak na zdjęciu. Dzięki temu kabel będzie trzymany z dala od poruszającego się wózka.

UWAGA: ten krok jest ważny, „chwytanie” kabli ochroni głowice silników przed wyrwaniem.

UWAGA: Zdjęcie przedstawia suwak aparatu przymocowany do statywu. Możesz to łatwo zrobić za pomocą tej części modelowanej 3D + 2 x śruby M3 15 mm + 2 nakrętki M3. Każdy statyw ma swój własny system mocowania. Ta część 3D została stworzona dla standardowej śruby kamery 1/4 -20, ale może być konieczne utworzenie własnej.

Obrotowy aparat i uchwyt na smartfon

Pomocnym elementem KIT-u jest uchwyt na smartfona, który można przymocować do wysuwanej śruby aparatu. Alternatywnie, mocowanie tego uchwytu do obrotu aparatu pozwoli na łatwiejsze przechylanie smartfona w dowolne interesujące miejsce.

JAK PRZESŁAĆ KOD ARDUINO do DEVIA CONTROL BOARD?

UWAGA: ZESTAW jjRobots jest dostarczany z już zaprogramowaną płytą sterowania DEVIA, więc możesz pominąć ten krok, jeśli go masz.

a) Zainstaluj Arduino IDE na swoim komputerze stąd (pomiń ten krok, jeśli masz już zainstalowane Arduino IDE) Ten kod został przetestowany i opracowany na IDE w wersji 1.6.5 i nowszych. Jeśli masz problem z kompilacją kodu, daj nam znać

b) Pobierz wszystkie pliki arduino, wyodrębnij pliki z tego samego folderu na dysku twardym

CameraSlider_v6_M0Pobierz

c) Skompiluj i wyślij kod do centrali DEVIA

1. Otwórz swoje Arduino IDE
2. Otwórz główny kod w \CameraSlider_vX_M0 \CameraSlider_vX_M0.ino
3. Podłącz swoją płytę DEVIA za pomocą kabla USB do komputera
4. Uwaga: Jeśli po raz pierwszy podłączasz kartę Arduino do komputera, być może będziesz musiał zainstalować sterownik.
5. Wybierz płytkę Arduino/Genuino ZERO (natywny port USB). W menu TOOLS->board (może być konieczne zainstalowanie bibliotek "Arduino SAMD Boards (32-bits ARM Cortex-M0+)". Przejdź do Tools->Board->Boards Manager… i zainstaluj "Arduino SAMD Boards (32-bits ARM Cortex-M0+)". -bity ARM Cortex-M0+)"
6. Wybierz port szeregowy, który pojawi się w narzędziach->Serial port
7. Wyślij kod do tablicy (przycisk PRZEŚLIJ: Strzałka skierowana w PRAWO)

Wybór odpowiedniej tablicy przed przesłaniem kodu

d) Gotowe

WAŻNE: Sterowniki silników krokowych TMC2208 są najwyższej klasy modułami elektronicznymi, ale mogą wymagać dostosowania, aby dostarczały odpowiednią ilość prądu do silników. Zbyt duży prąd spowoduje przegrzanie silników. Zdecydowanie zalecamy ustawienie prądu wyjściowego na 0,7 A na silnik. Ale jak to zrobić? Ta wiki zawiera bardzo dobre informacje na ten temat

JEŚLI DOSTAŁEŚ OD NAS ZESTAW DO SUWAKÓW KAMERY, sterowniki silników krokowych TMC2208 są już wyregulowane. Więc nie ma co przy nich majstrować;-)

Umieść sterownik silnika krokowego w ich gniazdach na płytce sterującej DEVIA i podłącz zasilanie 12V do płytki. Zmierz napięcie między wskazanymi powyżej punktami. Użyj śruby dołączonej do zestawu lub zdobądź małą (szerokość 3 mm). Obróć w kierunku przeciwnym do ruchu wskazówek zegara śrubę potencjometru tylko trochę i sprawdź napięcie. Gdy napięcie zostanie ustawione na 0,8-0,9 V, wszystko jest gotowe, a sterowniki silników krokowych są gotowe do poruszania suwakiem kamery, nie marnując energii na ciepło. Prąd RMS (A): 0,7 <- To jest to, czego chcemy Napięcie odniesienia (Vref): 0,9 V

Ale… nie mam multimetru! Jak mam to zrobić?. Dlaczego nie wysłałeś już wyregulowanych sterowników silników krokowych?

Wraz z ZESTAWEM dostarczamy mały śrubokręt. Za jego pomocą po prostu obróć w kierunku przeciwnym do ruchu wskazówek zegara, tylko ok. 20 stopni, śruba oznaczona na obrazku powyżej jako "potencjometr"

To powinno wystarczyć, aby zmniejszyć prąd wyjściowy.

Powód, dla którego nie są one domyślnie dostosowywane do tego napięcia: te sterowniki mogą być używane z innymi projektami jjRobots i przy domyślnej konfiguracji będą działać dobrze. Postanowiliśmy więc zostawić je z ich początkowymi „ustawieniami”.

Rozwiązywanie problemów:

Suwak wydaje dziwny dźwięk i wibruje, gdy wózek się porusza

Sprawdź koła pasowe i pasek rozrządu, czy są wyrównane? Czy pasek rozrządu dotyka części wydrukowanej w 3D? Jeśli tak, dostosuj wszystko. Jeśli hałas się utrzymuje, sprawdź, czy sterowniki silników dostarczają wystarczający prąd.

Nie mogę połączyć się z CAMERA SLIDER ze smartfona

Sprawdź instrukcję obsługi aplikacji Control APP. Wyjaśniono tam wszystko, co dotyczy aplikacji sterującej.

Przydatne linki:

• Zestaw suwaka aparatu
• Camera Slider najnowszy kod Arduino: CameraSlider_V6_M0
• Kontroluj łącze APP (urządzenia Google Play/Android)
• Kontroluj łącze APP (urządzenia iTunes / iOS)
• Instrukcja obsługi aplikacji sterującej.
• Repozytorium części 3D
• Płyta sterująca DEVIA.

Krok 4: Sterowanie SUWAKIEM KAMERY (bezpłatna aplikacja)

Więcej szczegółów na końcu tej instrukcji. Możesz sterować tym robotem ze swojego smartfona. Przejdź do Google Play lub iTunes Store i pobierz aplikację na Androida lub iOS

Następnie przejdź do PODRĘCZNIKA UŻYTKOWNIKA APLIKACJI CONTROL lub przewiń w dół, aby dowiedzieć się, jak z niej korzystać

Krok 5: Elementy używane w tym robocie

Jeśli masz już części potrzebne do stworzenia tego robota, masz już 90% elementów potrzebnych do stworzenia:

• Sphere-o-bot: przyjazny robot artystyczny, który może rysować na obiektach kulistych lub jajowatych, od piłki pingpongowej do dużego kaczego jaja (4-9 cm).
• Iboardbot: iBoardbot to robot podłączony do Internetu, który potrafi pisać i rysować z dużą precyzją
• lub Air hockey robot!: wymagający robot do cymbergaja, idealny do zabawy!
• Robot EVO
• , najszybszy robot samobalansujący

Wszystkie wykorzystują tę samą elektronikę i elementy pomocnicze

POBIERZ CZĘŚCI SUWAKA KAMERY od jjRobots (zestaw konfigurowalny)

Krok 6: Kontroluj go ze swojego smartfona

Pobierz go (bezpłatnie dostępny) z Google Play (urządzenia z systemem Android) lub iTunes (wersja iOS)

Link do INSTRUKCJI UŻYTKOWNIKA (często aktualizowanej)

Został stworzony do sterowania w prosty sposób suwakiem aparatu. Pozwoli to na przesuwanie platformy z niemal każdą kamerą na górze, z ustaloną prędkością. Ta prędkość może być modyfikowana w czasie rzeczywistym, aby uzyskać fajne efekty wideo. Domyślnie (limity można zmieniać w kodzie Arduino) prędkość przesuwu platformy można ustawić od 0,01 mm/s do 35 mm/s

W zależności od konfiguracji będziesz musiał dostosować wartość DŁUGOŚĆ SZYNY: zmierzyć całkowitą długość szyny, po której może przejechać wózek. Na przykład, jeśli używasz prętów metalowych 1000 mm, dostępna szyna dla wózka będzie wynosić około 800 mm (1000 mm minus kawałek szyny włożony do podpór bocznych).

Aby sterować SUWAKIEM KAMERY będziesz musiał:

1. Podłącz Arduino Leonardo do dowolnego zasilacza DC (od 9 do 12 V). Wraz z KIT dostarczamy zasilacz 12V 1A lub pojemnik na baterie (9V)
2. Poczekaj 5-10 sekund, aż robot utworzy sieć WIFI (zwaną JJROBOTSXX)
3. Podłącz swój smartfon do tej sieci WIFI, używając hasła: 87654321
4. Następnie uruchom aplikację sterującą (APLIKACJA CAMERA SLIDER). UWAGA: jeśli nie jesteś jeszcze podłączony do SIECI WIFI robota, aplikacja poinformuje Cię o tym
5. Przesuń karetkę (płytkę, do której przymocowany jest aparat/smartfon) do końca silnika. Stamtąd kamera/smartfon powinien być skierowany w stronę wskazaną na poniższym schemacie. To byłaby „strona filmowania” dla CAMERA SLIDER
6. W przypadku ruchu obiektu śledzącego kamera musi być skierowana na obiekt docelowy. Do centrum filmowanego obiektu. Robot będzie orientował kamerę w tym miejscu podczas jazdy po szynie
7. Skonfiguruj wartości kontrolne według potrzeb, zgodnie z własnymi potrzebami. Jak to zrobić:

ODLEGŁOŚĆ KAMERA-OBIEKT (X): Odległość od środka platformy kamery do punktu, w którym prostopadła wyobrażona linia od obiektu styka się z szyną

UWAGA: Nie musisz ustawiać platformy z kamerą na samym końcu szyny, możesz zacząć z dowolnego miejsca.

Wartość DŁUGOŚĆ SZYNY, poinformuje aplikację o tym, jak długo karetka kamery będzie podróżować, zanim zacznie wracać do pierwotnej lokalizacji. Ta wartość nie musi być rzeczywistą długością szyny, tylko segmentem, w którym kamera będzie się ciągle obracać do przodu i do tyłu. Spójrz na poniższy obrazek: możesz ustawić wartość DŁUGOŚĆ SZYNY równą 400 mm, nawet gdy RZECZYWISTA długość szyny jest dłuższa. W ten sposób ruch kamery zostanie ograniczony w wirtualnej szynie 400 mm. Pamiętaj, że kamera musi być skierowana na obiekt przed rozpoczęciem ruchu, aby prawidłowo go śledzić

UWAGA: Korzystając z opcji OPÓŹNIONY START będziesz miał wystarczająco dużo czasu, aby skonfigurować SUWAK KAMERY, URUCHOM go i umieść smartfon na ruchomej platformie

Krok 7: Przydatne LINKI:

CZĘŚCI SUWAKA KAMERY od jjRobots (zestaw konfigurowalny)

Kontroluj łącze do aplikacji (Google Play)

Kontroluj łącze APP (iOS/Apple)

Kontroluj przewodnik po aplikacji

Repozytorium części 3D

informacje o tym, jak wgrać na płytkę Arduino w instrukcji montażu

Drugie miejsce w konkursie mikrokontrolerów