Zmotoryzowany suwak aparatu: 6 kroków (ze zdjęciami)

2024 Autor: John Day | [email protected]. Ostatnio zmodyfikowany: 2024-01-30 11:30

Jeśli chodzi o sprzęt wideo, suwaki aparatu nie są uważane za konieczność, ale to nie powstrzymuje mnie przed zrobieniem takiego. Od początku wiedziałem, że używanie części do drukarek 3D sprawi, że będzie tania, dostępna i regulowana. Fakt, że jest zmotoryzowany, czyni go szczególnie doskonałym do timelapsów, ponieważ może poruszać się z ustaloną prędkością przez długi czas. Zapewnia również bardzo spójny ruch przy normalnych prędkościach. Co więcej, oprogramowanie pozwala również sterować nim po prostu obracając pokrętło jak mechaniczny suwak. Jestem bardzo zadowolony z wyniku. Brakuje tylko płynnej głowicy kamery, która zapewnia płynne przesuwanie i panoramowanie. Ale zdobędę jeden.

Zbudowany przeze mnie slider ma około pół metra długości. Zaletą projektu jest to, że można go bardzo łatwo skalować. Po prostu kup dłuższe wędki. Jeśli chcesz, możesz użyć elektroniki na zupełnie innym suwaku, a nawet zmodyfikować ten bez silnika. Elektronika będzie współpracować z prawie każdym silnikiem krokowym.

Proponuję również obejrzeć film, ponieważ zawiera dodatkowe informacje

Krok 1: Narzędzia, materiały, pliki

Narzędzia:

• drukarka 3d
• Wiertarka
• Lutownica
• Śrubokręt
• Piła ręczna do metalu
• nóż x-akto

Materiały na część mechaniczną:

• Silnik krokowy NEMA 17
• Koło pasowe GT2 - użyłem jedno z 20 zębami, ale to naprawdę nie ma znaczenia
• Koło napinające GT2 - otwór 3mm
• Pasek rozrządu GT2 - 2 metry na półmetrowy suwak (lepiej mieć dodatkowy)
• Pręt gładki 8mm - dostałem metr długości, który przeciąłem na pół
• 4x łożyska liniowe LM8UU
• Śruby i nakrętki M3
• profil aluminiowy lub pręty gwintowane M8 zapewniające integralność strukturalną
• Pliki drukowane 3D

Materiały dla elektroniki:

• Arduino pro mikro
• Sterownik krokowy A4988
• Ekran OLED I2C o przekątnej 0,96 cala
• Akumulator Li-po 3S1P lub power bank (zalecane 2.1A)
• LE33CD-TR | Regulator napięcia 3,3V - zamienniki: LM2931AD33R | L4931ABD33-TR - każdy inny regulator 3.3V z tym samym pinout powinien działać, jeśli może obsłużyć co najmniej 100mA
• 4x przyciski dotykowe
• Mój enkoder obrotowy - Zmodyfikowano jeden plik
• Rezystor 9x 10k 0805
• 2x rezystor 1k 0805
• Rezystor 2x10k 1/4w
• 3x kondensator 100nF 0805
• Kondensator 1x2.2uF 0805
• Mikroprzełącznik 2+2x MSW-1 - zdobądź te z kółkami | 2 dla enkodera + 2 dla suwaka
• konwerter step-up lub step-down - w zależności od używanej baterii
• 1x 3-pinowa głowica pinowa pod kątem prostym
• 1x męskie i żeńskie 3pinowe złącze Molex 2,54mm

Krok 2: Montaż ramy

Przejdź do 4:33 w filmie, aby przejść do montażu ramy.

Zacząłem od przecięcia mojego metrowego gładkiego pręta na pół piłą ręczną. Kiedy próbowałem włożyć go do części drukowanych, był zbyt ciasny, więc musiałem użyć wiertarki z wiertłem 8mm, aby go powiększyć. Dzięki temu pasował o wiele lepiej. Zanim mocno wcisnąłem wędki, założyłem na nie łożyska liniowe, bo później nie będzie na to okazji. Nie użyłem żadnego kleju, ponieważ pręty były trzymane naprawdę dobrze, ale możesz użyć niektórych.

Następnie zamontowałem wózek kamery za pomocą opasek błyskawicznych. Całość zaczęła wyglądać jak suwak, a karetka faktycznie poruszała się płynnie, co było dobrym znakiem, więc umieściłem silnik krokowy na miejscu i przykręciłem go czterema śrubami M3. Następnie wymieszałem pięciominutową żywicę epoksydową, aby skleić nogi. Dwie nogi obok silnika mogą wyglądać identycznie, jednak jedna z nich ma małe wycięcie, a druga nie. Ta bez wcięcia idzie po tej stronie, gdzie będzie elektronika, a druga oczywiście po drugiej stronie. Odkryłem również, że po założeniu wszystkich trzech suwaków dobrze jest położyć suwak na płaskiej powierzchni i pozwolić klejowi utwardzić się w ten sposób.

Następnie zainstalowałem koło pasowe na wale silnika i dokręciłem wkręty dociskowe. Po drugiej stronie suwaka zamontowałem koło napinające śrubą M3 i przeciwnakrętką. Nie dokręcałem ich do końca, ponieważ nie chcę zakleszczać łożyska. Nadszedł czas na pasek rozrządu i w tym miejscu chciałbym przypomnieć, aby kupić wystarczająco długi. Bez konkretnego powodu, tylko mówię. Zablokowałem jeden koniec paska na wózku aparatu, po prostu owijając go wokół tego pomysłowego haczyka, który nawiasem mówiąc ukradłem z Thingiverse. Następnie owinąłem pasek wokół koła pasowego i koła pasowego, a drugi koniec również zablokowałem na wózku kamery. Upewnić się, że pasek był tak ciasny, jak to możliwe.

W tym momencie suwak jest prawie gotowy, z wyjątkiem jednego kluczowego szczegółu. Jest w całości wspierany przez gładkie pręty. Po prostu wziąłem profil aluminiowy pod kątem prostym i przykręciłem go do dolnej części suwaka. Jest kilka otworów zaprojektowanych, w których śruby M3 po prostu wbijają się w plastik. Jeśli nie podoba Ci się to rozwiązanie, możesz użyć również prętów gwintowanych M8 lub możesz wymyślić własną drogę. Na środku profilu umieściłem również mały drewniany klocek, abym mógł go przymocować do statywu, ale nie musisz tego robić.

Krok 3: Montaż elektroniki

Jeśli obraz jest wart tysiące słów, to powyższa animacja jest warta co najmniej całego akapitu. Jednak nie opowiada całej historii. Przede wszystkim PCB. Obie są jednostronne, dzięki czemu można je łatwo przygotować w domu. Dołączyłem pliki eagle, dzięki czemu można je zmodyfikować lub wykonać profesjonalnie. Jedną rzeczą, o której należy pamiętać, jest to, że tona rzeczy jest faktycznie podłączonych do głównej płytki drukowanej i będziesz musiał poprowadzić przewody w całym miejscu. Zacznij od OLED, przejdź do małej płytki drukowanej, a następnie podłącz mikroprzełączniki i enkoder, a zakończ z przewodami silnika i zasilania.

Mówiąc o enkoderze. To jest enkoder obrotowy, którego używam, ale podstawa części jest zmodyfikowana. Zmodyfikowana część znajduje się w pliku RAR z modelami 3d, ale zamieściłem ją również tutaj dla wygody lub zamieszania. Cokolwiek to będzie.

Krok 4: Zasilanie

Do zasilania slidera wystarczy 5V dla elektroniki i 12V dla silnika. Poprowadziłem kabel wzdłuż aluminiowego profilu w kierunku tylnego końca. Zakończyłem ten kabel złączem Molex, jak pokazano powyżej. Zbudowałem dwa różne zasilacze.

Zacznijmy od akumulatora Li-Po. Bateria jest podłączona w materiałach powyżej, jeśli jesteś zainteresowany. Ponieważ jest to bateria 3-ogniwowa, już wyprowadza około 12V, więc podłączyłem ją bezpośrednio. Do 5V używam małego regulowanego konwertera step-down o nazwie Mini-360. W modelu jest na to wystarczająco dużo miejsca. Złącze, konwerter i przewody są utrzymywane na miejscu dużą ilością gorącego kleju.

W przypadku banku mocy to trochę inna historia. Po pierwsze, jest to stary wycofany bank mocy Xiaomi 10000mAh, więc przepraszam, jeśli twój nie pasuje, ale załączyłem plik kroków, aby każdy mógł go zmodyfikować. Power bank musi być w stanie zapewnić co najmniej 2,1A, ponieważ silnik może być głodny. Ponieważ power banki USB zapewniają napięcie 5V, musimy się martwić o 12V. Niestety, większość prądu będzie pobierana z 12V, więc potrzebna jest mocna przetwornica step-up. Poszedłem z XL6009, który również można regulować, więc nie zapomnij najpierw ustawić trymera. Tak jak poprzednio, wszystko tutaj jest klejone na gorąco.

Jeśli chodzi o silnik, będzie on szczęśliwie działał nawet na 24V, a może nawet uda się go uruchomić na 2-ogniwowej baterii litowej, która ma tylko 7,4V. Jeśli okaże się, że silnik bardzo szybko się nagrzewa lub po prostu nie jest w stanie unieść aparatu, należy dostosować limit prądu. Ustawia się go potencjometrem na płytce sterownika a4988 tak jak na powyższym obrazku. Szczerze mówiąc, bawiłem się nim przez chwilę, aż silnik się lekko rozgrzał po kilku minutach użytkowania. Jest na to odpowiedni sposób, ale to wystarczy:D

Krok 5: Kod

Film(@10:40) wyjaśnia dokładnie, które zmienne można zmienić i co robią, więc nie będę się powtarzał, raczej dodam jeszcze więcej informacji. Używam Arduino 1.8.8, ale powinno działać na prawie każdej wersji. Będziesz musiał zainstalować kilka bibliotek, jeśli jeszcze ich nie masz. Przejdź do szkicu > Dołącz bibliotekę > Zarządzaj bibliotekami… W menedżerze bibliotek poszukaj Adafruit ssd1306 i Adafruit GFX i pobierz je.

W filmie powiedziałem, że będziesz musiał sam obliczyć liczbę kroków, ale byłem dzisiaj w dobrym nastroju i stworzyłem prosty program do obliczania liczby kroków. To ten o nazwie steps_counter. Wszystko, co musisz zrobić, to położyć głowę na jednym końcu, nacisnąć przycisk potwierdzenia, poczekać, aż suwak przesunie się na drugi koniec i ponownie nacisnąć przycisk. Liczba kroków zostanie wysłana przez port szeregowy.

Wspomniałem również o wersji eksperymentalnej, którą zdecydowałem się umieścić na moim GitHubie, więc jeśli chcesz wnieść swój wkład lub po prostu ją pobrać, to właśnie tam będzie.

Krok 6: Wniosek

Suwaka używałem już kilka razy i muszę przyznać, że jest super. Strzały są genialne. Jak każdy inny projekt, po jego ukończeniu mogę wymyślić setki sposobów, w jakie mógłbym go ulepszyć. I najprawdopodobniej będę. Na razie jednak dam mu trochę czasu, żebym się z tym pogodził, a potem dowiem się, jakie ulepszenia są naprawdę ważne.

Daj mi znać, jeśli potrzebujesz pomocy przy tym projekcie lub jeśli czegoś zapomniałem. Rozważ też zasubskrybowanie mojego kanału na YouTube, gdzie będę również zamieszczał wszelkie duże aktualizacje projektu.