Suwak sterowania ruchem dla szyny poklatkowej: 10 kroków (ze zdjęciami)

2024 Autor: John Day | [email protected]. Ostatnio zmodyfikowany: 2024-01-30 11:31

Ta instrukcja wyjaśnia, jak zmotoryzować szynę poklatkową za pomocą silnika krokowego napędzanego przez Arduino. Skoncentrujemy się głównie na kontrolerze ruchu, który napędza silnik krokowy, zakładając, że masz już szynę, którą chcesz zmotoryzować.

Na przykład podczas demontażu maszyny znalazłem dwie szyny, które mogłem przerobić na szyny poklatkowe. Jedna szyna wykorzystuje pasek do napędzania suwaka, a druga śrubę. Zdjęcia w tej instrukcji pokazują szynę napędzaną śrubą, ale te same zasady dotyczą szyny napędzanej paskiem. Istnieje tylko kilka parametrów, które wymagają zmiany podczas uruchamiania.

Krok 1: Zasada działania:

Do wykonywania zdjęć poklatkowych używam interwalometru o nazwie LRTimelapse Pro-Timer zaprojektowanego przez Gunthera Wegnera. Jest to wysokiej jakości interwalometr Open Source dla fotografów poklatkowych, makro i astro, który możesz zbudować samodzielnie. Gunther, dziękuję za to fantastyczne narzędzie, które udostępniłeś społeczności poklatkowej. (Aby uzyskać więcej informacji, zobacz lrtimelapse-pro-timer-free)

Właśnie dodałem kod do sterowania silnikiem krokowym.

Zasada działania: Szyna poklatkowa działa w trybie Slave. Ta metoda jest dość niezawodna. Oznacza to, że używam interwałometru LRTimelapse Pro-Timer do ustawienia liczby strzałów i odstępu między strzałami. Interwałometr wysyła do aparatu sygnał wyzwalający migawkę. Po wykonaniu zdjęcia kamera wysyła sygnał z powrotem do kontrolera ruchu, aby przesunąć suwak szyny w sekwencji Ruch/Strzelaj/Ruch. Sygnał do rozpoczęcia sekwencji pochodzi z gorącej stopki lampy błyskowej aparatu. Lampa błyskowa aparatu jest ustawiona na Synchronizację tylnej kurtyny, więc sygnał jest przesyłany z powrotem do kontrolera ruchu po zamknięciu kurtyny aparatu. Oznacza to, że suwak będzie się poruszał tylko wtedy, gdy migawka jest zamknięta, więc będzie działać niezależnie od długości ekspozycji.

Materiał: Od kontrolera ruchu do kamery wymagane są dwa kable (w zależności od modelu kamery) 1) kabel zwalniający migawkę kamery z wtykiem 2,5 mm oraz 2) adapter gorącej stopki z wtyczką do męskiego kabla do synchronizacji z komputerem Flash PC z kablem 3,5 mm gniazdo mm.

Krok 2: Płytka kontrolera ruchu

Sprzęt: Ruch suwaka odbywa się za pomocą śruby połączonej z silnikiem krokowym NEMA 17. Silnik krokowy jest napędzany przez EasyDriver sterowany przez Arduino UNO. Aby używać kontrolera z innym powerbankiem (od 9v do 30v) dodałem moduł zasilacza kompatybilny z LM2596 DC-DC Arduino w celu regulacji napięcia. Zobacz załączony plik „Arduino Wiring. PDF”.

Kabel zwalniający migawkę aparatu jest podłączony do kontrolera za pomocą gniazda jack 2,5 mm. Gniazdo jest okablowane zgodnie ze schematem znajdującym się w załączonym „Shutter release. PDF”. Kabel adaptera gorącej stopki jest podłączony do kontrolera za pomocą wtyczki 3,5 mm. Posiadanie dwóch różnych rozmiarów pozwala uniknąć podłączania kabli do niewłaściwego portu.

Krok 3: Kod Arduino

Przed przystąpieniem do kodowania ważne jest, aby rozróżnić różne działania, które chcesz osiągnąć. Arduino pozwala na wykorzystanie tzw. void. Pusta część programu (wiersz kodu), którą można wywołać w dowolnym momencie, kiedy jest to konieczne. Dzięki temu każda czynność na osobnym pustym miejscu utrzymuje porządek w kodzie i upraszcza kodowanie.

Sketch Logics.pdf w załączeniu pokazuje działania, które chcę osiągnąć i logikę za nimi stojącą.

Krok 4: Arduino Code 1 - Pozycja podstawowa na szynie

Pierwszy void służy do przesłania szyny do pozycji Home podczas uruchamiania kontrolera.

Kontroler posiada przełącznik kierunkowy. Przy starcie suwak porusza się w wybranym przez przełącznik kierunku, aż dotknie wyłącznika krańcowego na końcu szyny; następnie cofa się o odległość określoną przez użytkownika (jest to 0 lub wartość odpowiadająca przeciwległemu końcowi szyny). To jest teraz pozycja wyjściowa suwaka.

Ten void został przetestowany przy użyciu kodu znajdującego się w załączonym pliku o nazwie BB_Stepper_Rail_ini.txt

Krok 5: Arduino Code 2 - Dwufunkcyjny przycisk

Druga pustka służy do ręcznego przesuwania suwaka. Jest to przydatne, gdy konfigurujesz rozpiętość kamery przed rozpoczęciem sekwencji poklatkowej.

Sterownik posiada przycisk o dwóch funkcjach: 1) krótkie naciśnięcie (mniej niż sekundę) przesuwa suwak o określoną przez użytkownika wartość. 2) długie naciśnięcie (dłużej niż sekundę) przesuwa suwak do środka lub końca szyny. Obie funkcje przesuwają suwak w kierunku wybranym przełącznikiem dwustabilnym.

Ten void został przetestowany przy użyciu kodu znajdującego się w załączonym pliku o nazwie BB_Dual-function-push-button.txt

Krok 6: Kod Arduino 3 – tryb Slave

Trzecia pustka służy do przesunięcia suwaka o określoną wartość po każdym strzale. Lampa błyskowa aparatu wymaga ustawienia na „tylną kurtynę”. Pod koniec strzału wysyłany jest sygnał błysku z gorącej stopki błysku do kontrolera. To rozpoczyna sekwencję i przesuwa suwak o określoną wartość. Odległość dla każdego ruchu jest obliczana poprzez podzielenie długości szyny przez liczbę strzałów wybranych w LRTimelapse Pro-Timer. Można jednak określić maksymalną odległość, aby uniknąć szybkiego ruchu, gdy liczba strzałów jest niewielka.

Ten void został przetestowany przy użyciu kodu znalezionego w załączonym pliku o nazwie Slave mode.txt

Krok 7: Arduino Code 4 – Quad Ramping

Czwarta pustka to opcja zwiększająca tempo, która zapewnia płynniejsze wchodzenie i wychodzenie. Oznacza to, że odległość każdego ruchu będzie stopniowo wzrastać do ustawionej wartości, a na końcu szyny zmniejszy się w ten sam sposób. W rezultacie, patrząc na końcową sekwencję poklatkową, ruch kamery przyspiesza na początku szyny i zwalnia na końcu szyny. Typowa krzywa przyspieszenia Quada jest pokazana na załączonym obrazku (wchodzenie i wychodzenie). Można zdefiniować odległość rampy.

Przetestowałem algorytm w Excelu i ustawiłem krzywe przyspieszania i zwalniania zgodnie z załączonym obrazkiem. Ta pustka została przetestowana przy użyciu kodu znajdującego się w załączonym pliku o nazwie BB_Stepper_Quad-Ramping-calculation.txt

Uwaga: Tej poczwórnej rampy nie należy mylić z rampą Bulb, w której zmienia się długość ekspozycji, lub rampą interwałową, w której zmienia się interwał między zdjęciami.

Krok 8: Arduino Code 5 – Integracja z LRTimelapse Pro-Timer

LRTimelapse Pro-Timer to darmowy interwalometr typu Open Source DIY dla fotografów poklatkowych, makro i astro, udostępniony społeczności fotografów poklatkowych przez Gunthera Wegnera. Po zbudowaniu jednostki do mojego aparatu stwierdziłem, że jest tak dobry, że zacząłem myśleć o tym, jak jeździć nią po szynie. Załączony LRTimelapse Pro-Timer 091_Logics.pdf to krótka instrukcja, która pokazuje jak poruszać się po programie.

Załączony plik BB_Timelapse_Arduino-code.pdf przedstawia strukturę LRTimelapse Pro-Timer Free 0.91 a na zielono linie kodu, który dodałem do obsługi suwaka.

BB_LRTimelapse_091_VIS.zip zawiera kod Arduino, jeśli chcesz spróbować.

Załączony dokument BB_LRTimer_Modif-Only.txt zawiera listę dodatków, które wprowadziłem do Pro-Timera. Ułatwia to integrację ich z nowymi wersjami Pro-Timera, gdy Gunther je udostępni.

Krok 9: Arduino Code 6 – Zmienne i wartości ustawień

Skok śruby może się zmieniać lub w przypadku używania paska skok paska i liczba zębów na kołach pasowych również mogą się zmieniać. Ponadto liczba kroków na obrót silnika krokowego i długość szyny mogą się różnić. W rezultacie ilość kroków do przekroczenia długości szyny zmienia się z jednej szyny na drugą.

Aby dostosować sterownik do różnych szyn, w programie można dostosować niektóre zmienne:

• Oblicz ilość kroków, która odpowiada długości szyny między wyłącznikami krańcowymi. Wprowadź wartość w zmiennej: long endPos (tj. ta wartość wynosi 126000 dla szyny napędzanej śrubą pokazaną w tej instrukcji)
• Aby spojrzeć na kompozycję ramy na początku, środku i końcu szyny podczas korzystania z efektu spanning, użyłem opcji długiego pchnięcia z przyciskiem. Wprowadź liczbę kroków, które odpowiadają środkowi szyny w zmiennej: long midPos (tj. ta wartość wynosi 63000 dla szyny napędzanej śrubą pokazaną w tej instrukcji)
• W LRTimelapse Pro-Timer musisz wpisać ile zdjęć chcesz zrobić. Program dzieli długość szyny przez tę liczbę. Jeśli zrobisz 400 zdjęć, a Twoja szyna ma 1 metr, każdy ruch suwaka będzie wynosił 1000:400= 2,5 mm. Dla 100 zdjęć wartość wyniesie 10 mm. To za dużo na jeden ruch. Możesz więc zdecydować, że nie wykorzystasz całej długości swojej poręczy. Wprowadź maksymalny ruch dozwolony w zmiennej: const int maxLength (tj. ta wartość wynosi 500 dla szyny napędzanej śrubą pokazaną w tej instrukcji)
• Naciśnięcie przycisku krócej niż sekundę przesuwa suwak o pewną odległość, którą można ustawić w zmiennej: int calMoveval (tj. wartość ta wynosi 400 dla szyny napędzanej śrubą pokazaną w tej instrukcji)
• Quad Ramping umożliwia płynne wchodzenie i wychodzenie. Możesz zdecydować, jaką odległość potrwa rampa na początku i na końcu szyny. Wartość ta jest wprowadzana jako procent długości szyny w zmiennej: współczynnik unoszenia (tj. 0,2 = 20% długości szyny)

Krok 10: Kilka słów o szynie

Szyna ma metr długości. Wykonany jest z suwaka liniowego o dużym obciążeniu, przykręconego do szczelinowego aluminiowego pręta do wytłaczania. Listwę do wytłaczania i akcesoria kupiłem od RS.com (patrz załączone zdjęcie rs items.jpg). Szyna posiada cztery nogi, ale można ją również zamontować na statywie za pomocą standardowych śrub.

Rozpinanie: Głowica kulowa statywu (jak na załączonym zdjęciu) jest zamontowana na suwaku. Małe ramię łączy głowicę ze śrubą. Jeśli odsuniesz śrubę od szyny z jednej strony, uzyskasz kąt pomiędzy śrubą a szyną. Gdy suwak porusza się po szynie, powoduje obrót głowicy kulowej. Jeśli nie chcesz rozpinać, trzymaj śrubę równolegle do szyny.

Sterownik montowany jest na suwaku. Wybrałem tę opcję - zamiast sterownika na jednym końcu szyny - aby uniknąć wielu kabli biegnących wzdłuż szyny. Mam tylko jeden kabel pomiędzy power bankiem a kontrolerem. Wszystkie pozostałe kable, do silnika krokowego, do wyłącznika krańcowego, kabel migawki do kamery i kabel Synchro z kamery poruszają się wraz ze sterownikiem.

Śruba kontra pasek: W przypadku fotografii poklatkowej oba projekty sprawdzają się dobrze. Pasek umożliwia szybsze ruchy w porównaniu do śruby, co może być zaletą, jeśli chcesz zmienić szynę w suwak wideo. Jedną z zalet konstrukcji śrubowej jest ustawienie szyny pionowo lub pod kątem, w przypadku awarii zasilania suwak pozostaje nieruchomy i nie opada. Zdecydowanie sugeruję zachowanie ostrożności podczas wykonywania tego samego z szyną napędzaną paskiem, w przypadku przerwy w dostawie prądu lub braku zasilania kamera zsunie się w dół szyny na własne ryzyko!