МОТОРИЗОВАННЫЙ СЛАЙДЕР КАМЕРЫ С СИСТЕМОЙ СЛЕЖЕНИЯ (3D-печать): 7 шагов (с изображениями)

2024 Автор: John Day | [email protected]. Последнее изменение: 2024-01-30 11:51

Подписаться Другие автора:

О себе: Мы любим роботов, DIY и забавную науку. JJROBOTS стремится приблизить открытые роботизированные проекты к людям, предоставляя оборудование, хорошую документацию, инструкции по сборке + код, информацию о том, как это работает… Подробнее о jjrobots »

По сути, этот робот будет перемещать камеру / смартфон по рельсу и «отслеживать» объект. Местоположение целевого объекта уже известно роботу. Математика, лежащая в основе этой системы отслеживания, довольно проста. Здесь мы создали симуляцию процесса отслеживания.

Камера, помещенная на тележку во время движения, будет указывать на целевой объект в соответствии с информацией, предоставленной роботу (то есть: текущее местоположение цели. Имейте в виду, что робот уже знает, где находится камера).

Управление скоростью и запуском / остановкой осуществляется с вашего смартфона. Для этого смартфон должен быть подключен к сети WIFI робота. Поскольку скорость можно регулировать по желанию (со смартфона), вы можете перемещать «каретку камеры» как можно медленнее, что позволяет создавать видеоролики с ЗАМЕДЛЕННОЙ ЗАМЕДЛЕННОСТЬЮ.

Приложение управления свободно доступно в Google PLAY или iTunes Store

Запасы

Полезные ссылки:

• Комплект слайдера камеры
• Camera Slider последний код Arduino: CameraSlider_V6_M0
• Ссылка на приложение управления (устройства Google Play / Android)
• Ссылка на приложение управления (устройства iTunes / iOS)
• Руководство пользователя Control APP.
• Репозиторий 3D деталей
• Панель управления DEVIA.

Шаг 1: СПИСОК ЧАСТЕЙ

Мы использовали общие элементы из мира DIY / MAKER, чтобы сделать этого робота доступным и доступным

Список деталей:

• Набор деталей для 3D-печати

• КАБЕЛЬ МОТОРА (70 см)
• КАБЕЛЬ МОТОРА (14 см)
• Шкив GT2 на 16 зубьев
• 20 зубьев шкив GT2
• Круглый шариковый подшипник 6002RS или 6002ZZ
• Ремень ГРМ GT2 (150 см для рельса 700 мм) + кольцевой ремень GT2 200 мм
• Кабель USB 1 м (разъем micro USB)
• Поворотная камера
• Анодированный алюминиевый профиль (V-образная форма 2020)
• 3x ступичный подшипник (V-образный)
• Держатель для смартфона + винт для камеры (короткий)
• Блок питания 12 В / 2 А с разъемом POWER JACK 2,1 мм
• Болты M3 (10 мм, 15 мм и 20 мм) + гайки Болты M5 25 мм

Электроника:

• Панель управления робототехникой DEVIA
• 2x драйвер двигателя TMC2208 Ultra Silent + алюминиевые радиаторы (удлиненная версия)
• 2 шаговых двигателя NEMA 17 с высоким крутящим моментом + 14 см см + длинный кабель (70 см)
• Кабель Micro-USB

Вы можете получить все самостоятельно (большинство элементов те же, что используются в B-robot, iboardbot, Sphere-o-bot, Scara Robotic arm, Air hockey Robot…) или избавиться от хлопот, заказав НАСТРАИВАЕМЫЙ НАБОР в нашем магазине. (и при этом вы будете поддерживать jjRobots):

ПОЛУЧИТЕ ЧАСТИ СЛАЙДЕРА КАМЕРЫ от jjRobots (Настраиваемый НАБОР)

Шаг 2: 3D-печать всех деталей. Время печати: 10-14 часов (в зависимости от 3D-принтера)

PLA сделает эту работу. При печати установите толщину стенки = 1,2 мм и заполнение не менее 25%.

Все 3D-модели деталей доступны на Thingiverse.

Шаг 3: Сборка

По сути, это рельс с платформой, которая будет перемещаться по ней, управляемая шаговыми двигателями Arduino + 2 NEMA17. Два двигателя будут отвечать за: 1) перемещение назад и вперед платформы камеры 2) панорамирование камеры при ее движении по рельсу. Адаптер GOPRO / Smartphone не является обязательным, поэтому вам не нужно распечатывать его на 3D-принтере, если вы планируете использовать обычную фотокамеру. Общая длина рельса может быть изменена. На расстоянии до 2 метров робот ведет себя плавно, на этой длине и для камеры весом более 500 граммов (1,1 фунта) направляющая может прогнуться под весом, когда камера пересекает середину направляющей.

Это 3D-модель робота. Нажмите ИГРАТЬ, чтобы посмотреть на него в 3D. Вернитесь к этой модели, если сомневаетесь, где разместить элемент.

Последнее руководство по сборке: ОБНОВЛЕНО

п

ПЕРЕД НАЧАЛОМ: Большинство элементов НАБОРА слайдера камеры были напечатаны на 3D-принтере. Помните об этом: вы можете сломать его, если приложите слишком много усилий или затянете винт сильнее, чем следовало бы. В этом руководстве по сборке мы сообщим вам, когда вы можете затянуть винты настолько сильно, насколько это возможно, или где вам нужно просто прикрепить деталь к другой, не прилагая усилий.

Вставьте болты M5 25 мм + ступичный подшипник в их гнезда, как показано ниже. Не затягивайте болты слишком сильно.

Вот как это должно выглядеть. Проверьте, нет ли заусенцев на деталях, напечатанных на 3D-принтере, если вы чувствуете трение при вращении колес.

Вставьте одну гайку M3 и зафиксируйте ее болтом M3 16 мм. Этот болт позволит вам отрегулировать расстояние между колесами в случае несоответствия допусков после печати деталей. Регулируйте его только тогда, когда каретка установлена на алюминиевой направляющей.

Поместите ВЕРХНЮЮ часть поверх НИЖНЕЙ части и используйте 4 болта M3 10 мм, чтобы закрепить ее. Вставьте шарикоподшипник 6002RS, как указано выше. ВАЖНО: 6002RS должен быть герметичным. Вы даже можете приклеить его к опоре, если чувствуете, что она болтается.

Настал момент отрегулировать болт в каретке, чтобы сделать его устойчивым. Перемещайте его вперед и назад: все колеса должны вращаться, но вы не должны чувствовать сопротивления или слышать какой-либо шум. Усильте каретку и проверьте, все ли колеса удерживаются внутри алюминиевых направляющих.

Вставьте напечатанный на 3D-принтере «ШКИВ 80 зубцов», как указано выше. Захватите его колпачком и болтом M3 10 мм. То же самое и со шкивом: он должен плотно прилегать к шарикоподшипнику 6002RS. Если это не так, приклейте его к шариковому подшипнику.

1. Установите двигатель, как показано, и удерживайте его с помощью 4 болтов M3 6 мм (но отпустите их).
2. Установите шкив с 16 зубьями на его вал и одновременно протяните 200-миллиметровый ремень GT2 вокруг шкива.
3. Когда все настроено, толкните мотор «назад», чтобы ремень натянулся. Оказавшись там, закрутите болты, фиксирующие положение мотора.

Вид каретки в этот момент сверху. Проверьте ориентацию разъема двигателя.

Вид каретки снизу.

Теперь возьмите винт камеры и «ВИНТОВОЕ КОЛЬЦО» и сделайте, как указано выше. Головка винта останется на месте благодаря этой детали, напечатанной на 3D-принтере. Теперь вы можете прикрепить ВЕРХНИЙ ШКИВ к ЗАЖИМУ ВИНТА с помощью 4 болтов M3 10 мм.

Если вы хотите большей гибкости при наведении камеры, используйте поворотный механизм. Это позволит вам легко регулировать наклон / ориентацию камеры

Так выглядит каретка на рельсах. Нам еще нужно запустить ремень ГРМ. Проверьте шаги ниже

Закрепите двигатель NEMA17 на КОНЦЕ ДВИГАТЕЛЯ и закрепите его 4 болтами M3 15 мм.

Присоедините и закрепите шкив с 20 зубьями на валу. Верх вала должен быть выровнен со шкивом.

Используйте 2 болта M3 10 мм, чтобы прикрепить КОНЦЫ ШКИВА к КОНЦУ ШКИВА.

Вставьте КОНЕЦ ШКИВА в алюминиевый профиль. Вам может понадобиться молоток (или аналог). Выньте временно шкив, если считаете, что можете его повредить. На этом этапе не вставляйте полностью алюминиевый профиль в КОНЦЕВОЙ ШКИВ.

Оберните ремень ГРМ вокруг шкива и обратно к алюминиевому профилю. Теперь пришло время полностью надавить НА КОНЕЦ ШКИВА (используйте молоток). Быть нежным!

Захватите конец ремня газораспределительного механизма, как показано. На этом этапе вам могут понадобиться плоскогубцы. Протолкните ремень до самого конца, чтобы он вошел полностью, иначе он будет касаться рельсов при движении каретки вперед и назад. Вставьте гайку и 10 мбольт как на фото. Этот болт будет удерживать ремень на месте.

Убедитесь, что ремень выходит свободно. Любое трение между ремнем и алюминиевой направляющей может поставить под угрозу устойчивость каретки.

Оберните его вокруг шкива с 20 зубьями, как показано на изображении, и используйте молоток, чтобы полностью вставить часть КОНЦА ДВИГАТЕЛЯ в алюминиевый шкив.

ПРИМЕЧАНИЕ: Не обращайте внимания на уже размещенную электронику. Это будет позже.

Теперь: проденьте ремень в канал. Слегка загните кончик ремня вверх. Это поможет вам «приукрасить» его в «канал захвата».

Затяните ремень и одновременно полностью закрутите болт. Обрежьте оставшийся ремень ГРМ

Пришло время разместить электронику. Также посмотрите следующую фотографию, на ней показано, как поставить корпус электроники. Используйте болт 1x M3 10 мм для задней стороны платы управления DEVIA (тот, на который я указываю). Прикрутите его, как показано, чтобы прикрепить защитный кожух к плате.

Теперь переверните плату и поместите ее как изображение, затем прикрепите ее к части МОТОРА, используя 10-миллиметровый болт (верхнее левое угловое отверстие платы) и 20-миллиметровый болт для другого отверстия, того, которое проходит через защитный кожух. Два болта прикрепят плату управления к КОНЦЕВОЙ части ДВИГАТЕЛЯ. Используйте два M3x10 мм, чтобы прикрепить НОЖКИ ДВИГАТЕЛЯ к КОНЦУ ДВИГАТЕЛЯ.

ПРИМЕЧАНИЕ: вам может потребоваться отрегулировать выходной ток, обеспечиваемый драйверами двигателя TMC. Сделайте это перед установкой радиаторов. Больше информации в самом конце этой страницы

Поместите радиаторы сверху и вставьте драйверы шагового двигателя в их гнезда. Радиаторы довольно громоздки, поэтому это важно: не касайтесь металлических коллекторов на верхней стороне степперов радиаторами. Это может привести к короткому замыканию и повреждению модуля.

Проверьте правильность ориентации драйверов шагового двигателя и кабелей двигателя.

Вот так все связано. Проверьте драйверы шагового двигателя и ориентацию разъемов кабеля (дважды!)

Подробно: драйверы двигателя TMC2208 уже подключены.

Теперь подключите ЖЕЛЕЗНЫЙ ДВИГАТЕЛЬ к плате управления. Используйте кабель 14 см

Сделайте то же самое с ДВИГАТЕЛЕМ ПЛАТФОРМЫ. Используйте 2 стяжки, чтобы прикрепить кабель к части МОТОРА, как показано на фото. Это позволит удерживать трос подальше от движущейся каретки.

ПРИМЕЧАНИЕ: этот шаг важен, «захват» кабелей защитит разъемы двигателей от выдергивания.

ПРИМЕЧАНИЕ. На фотографии показан слайдер камеры, прикрепленный к штативу. Вы можете легко сделать это с помощью этой моделированной в 3D детали + 2 болта M3 15 мм + 2 гайки M3. У каждого штатива своя система крепления. Эта трехмерная деталь была создана для стандартного винта камеры 1/4 -20 дюймов, но вам может потребоваться создать свой собственный.

Поворотный элемент для камеры и держатель для смартфона

Вспомогательным элементом комплекта является держатель для смартфона, его можно прикрепить к выдвигающемуся винту камеры. В качестве альтернативы, закрепив этот держатель на шарнире камеры, вы сможете легко наклонить смартфон к любой интересующей точке.

КАК ЗАГРУЗИТЬ КОД ARDUINO в ПЛАТУ УПРАВЛЕНИЯ DEVIA

ПРИМЕЧАНИЕ: jjRobots KIT поставляется с уже запрограммированной платой управления DEVIA, поэтому вы можете пропустить этот шаг, если он у вас есть.

a) Установите Arduino IDE на свой компьютер отсюда (пропустите этот шаг, если у вас уже установлена Arduino IDE). Этот код был протестирован и разработан для IDE версии 1.6.5 и более поздних версий. Если у вас возникли проблемы с компиляцией кода, сообщите нам об этом.

б) Загрузите все файлы arduino, извлеките файлы в ту же папку на жестком диске.

CameraSlider_v6_M0Скачать

c) Скомпилируйте и отправьте код на плату управления DEVIA

1. Откройте свою Arduino IDE.
2. Откройте основной код в / CameraSlider_vX_M0 / CameraSlider_vX_M0.ino
3. Подключите плату DEVIA с помощью кабеля USB к ПК.
4. Примечание. Если вы впервые подключаете плату Arduino к компьютеру, возможно, вам потребуется установить драйвер.
5. Выбираем плату Arduino / Genuino ZERO (собственный порт USB). В меню ИНСТРУМЕНТЫ-> плата (вам может потребоваться установить библиотеки «Arduino SAMD Boards (32-bit ARM Cortex-M0 +)». Перейдите в Инструменты-> Board-> Boards Manager… и установите «Arduino SAMD Boards (32 -биты ARM Cortex-M0 +)"
6. Выберите последовательный порт, который появляется в инструментах-> Последовательный порт.
7. Отправьте код на доску (кнопка ЗАГРУЗИТЬ: стрелка указывает ВПРАВО)

Выбор правильной платы перед загрузкой кода

г) Готово

ВАЖНО: Драйверы шаговых двигателей TMC2208 представляют собой первоклассные электронные модули, но их, возможно, потребуется отрегулировать для подачи правильного количества тока на двигатели. Слишком большой ток приведет к перегреву двигателей. Мы настоятельно рекомендуем настроить токовый выход на 0,7 А на двигатель. Но как это сделать? Эта вики предоставляет очень хорошую информацию об этом

ЕСЛИ ВЫ ПОЛУЧИЛИ НАБОР СЛАЙДЕРА КАМЕРЫ У НАС, драйверы шагового двигателя TMC2208 уже настроены. Так что возиться с ними не нужно;-)

Поместите драйвер шагового двигателя в соответствующие гнезда на плате управления DEVIA и подключите источник питания 12 В к плате. Измерьте напряжение между указанными выше точками. Используйте винт, входящий в комплект, или возьмите крошечный (шириной 3 мм). Немного поверните винт потенциометра против часовой стрелки и проверьте напряжение. Как только напряжение будет установлено на 0,8–0,9 В, все готово, и драйверы шагового двигателя готовы перемещать ползунок камеры, не тратя энергию на тепло. Среднеквадратичный ток (A): 0,7 <- Это то, что нам нужно, опорное напряжение (Vref): 0,9 В

Но… мультиметра у меня нет! Как мне это сделать? Почему вы не прислали уже настроенные драйверы шагового двигателя?

В комплекте с КОМПЛЕКТАМИ мы поставляем крошечную отвертку. С его помощью просто поверните против часовой стрелки, примерно. 20 градусов, винт помечен на изображении выше как «потенциометр»

Этого должно быть достаточно, чтобы уменьшить выходной ток.

Причина, по которой они не настраиваются на это напряжение по умолчанию: эти драйверы могут использоваться с другими проектами jjRobots, и с конфигурацией по умолчанию они будут работать нормально. Поэтому мы решили оставить их с исходными «настройками».

Исправление проблем:

Ползунок издает странный звук и вибрирует при движении каретки

Проверьте шкивы и ремень ГРМ, совмещены ли они? Ремень ГРМ касается детали, напечатанной на 3D-принтере? Если да, то заново все отрегулируйте. Если шум не исчезнет, проверьте, выдают ли драйверы двигателя достаточный ток.

Я не могу подключиться к CAMERA SLIDER со своего смартфона

См. Руководство пользователя Control APP. Там объясняется все, что связано с управляющим приложением.

Полезные ссылки:

• Комплект слайдера камеры
• Camera Slider последний код Arduino: CameraSlider_V6_M0
• Ссылка на приложение управления (устройства Google Play / Android)
• Ссылка на приложение управления (устройства iTunes / iOS)
• Руководство пользователя Control APP.
• Репозиторий 3D деталей
• Панель управления DEVIA.

Шаг 4: Управление CAMERA SLIDER (бесплатное приложение)

Более подробная информация в конце этой инструкции. Вы можете управлять этим роботом со своего смартфона. Перейдите в Google Play или iTunes Store и загрузите приложение для Android или iOS.

Затем перейдите к РУКОВОДСТВУ ПОЛЬЗОВАТЕЛЯ ПРИЛОЖЕНИЯ CONTROL или прокрутите вниз, чтобы узнать, как им пользоваться.

Шаг 5: элементы, используемые в этом роботе

Если у вас уже есть детали, необходимые для создания этого робота, у вас уже есть 90% предметов, необходимых для создания:

• Сфера-о-бот: дружелюбный арт-робот, который может рисовать на сферических или яйцевидных объектах от размера шарика для пинг-понга до большого утиного яйца (4-9 см).
• Iboardbot: iBoardbot - это робот, подключенный к Интернету, способный писать тексты и рисовать с большой точностью.
• или робот-аэрохоккей !: Сложный робот-аэрохоккей, идеально подходящий для развлечения!
• TheB-robot EVO
• , самый быстрый самобалансирующийся робот

Все они используют одинаковую электронику и вспомогательные элементы.

ПОЛУЧИТЕ ЧАСТИ СЛАЙДЕРА КАМЕРЫ от jjRobots (Настраиваемый НАБОР)

Шаг 6. Управляйте им со своего смартфона

Загрузите его (в свободном доступе) из Google Play (устройства Android) или iTunes (версия iOS).

Ссылка на РУКОВОДСТВО ПОЛЬЗОВАТЕЛЯ здесь (часто обновляемое)

Он был создан для простого управления ползунком камеры. Это позволит вам перемещать платформу практически с любой камерой наверху с заданной скоростью. Эта скорость может быть изменена в реальном времени для создания крутых видеоэффектов. По умолчанию (ограничения могут быть изменены в коде Arduino) скорость движения платформы может быть установлена от 0,01 мм / сек до 35 мм / сек.

В зависимости от вашей настройки вам необходимо будет отрегулировать значение ДЛИНЫ РЕЛЬСА: измерьте общую длину рельса, по которому может перемещаться каретка. Например, если вы используете металлические стержни диаметром 1000 мм, доступная направляющая для каретки будет около 800 мм (1000 мм за вычетом части направляющей, вставленной в боковые опоры).

Для управления КАМЕРОЙ СЛАЙДЕР вам необходимо:

1. Подключите Arduino Leonardo к любому источнику постоянного тока (от 9 до 12 В). С КОМПЛЕКТАМ мы поставляем блок питания 12В 1А или аккумуляторный отсек (9В).
2. Подождите 5-10 секунд, пока робот создаст сеть Wi-Fi (называемую JJROBOTSXX).
3. Подключите свой смартфон к этой сети Wi-Fi, используя пароль: 87654321
4. Затем запустите приложение управления (CAMERA SLIDER APP). ПРИМЕЧАНИЕ: если вы еще не подключены к СЕТИ WIFI робота, приложение сообщит вам, что
5. Переместите каретку (пластину, к которой прикреплен ваш фотоаппарат / смартфон) к концу двигателя. Отсюда камера / смартфон должны быть направлены в сторону, указанную на схеме ниже. Это будет «съемочная сторона» для КАМЕРЫ СЛАЙДЕР
6. Для перемещения объекта слежения камера должна быть направлена на целевой объект. К центру снимаемого объекта. Робот будет ориентировать камеру на эту точку во время движения по рельсам.
7. Сконфигурируйте контрольные значения по желанию в соответствии с вашими потребностями. Как это сделать:

РАССТОЯНИЕ ОТ КАМЕРЫ-ОБЪЕКТА (X): расстояние от центра платформы камеры до точки, где перпендикулярная воображаемая линия от объекта встречается с рельсом.

ПРИМЕЧАНИЕ. Необязательно размещать платформу камеры на самом конце перил, вы можете начать с любого места.

Значение RAIL LENGTH позволит приложению узнать, сколько времени проедет каретка камеры, прежде чем она вернется в исходное положение. Это значение не обязательно должно быть реальной длиной рельса, это только сегмент, в котором камера будет непрерывно качаться вперед и назад. Взгляните на изображение ниже: вы можете установить значение ДЛИНЫ РЕЛЬСА равным 400 мм, даже если РЕАЛЬНАЯ длина рельса больше. При этом перемещение камеры будет ограничено виртуальным рельсом в 400 мм. Имейте в виду, что камера должна быть направлена на объект, прежде чем начинать движение, чтобы правильно отслеживать его.

ПРИМЕЧАНИЕ: Используя параметр ОТЛОЖЕННЫЙ СТАРТ, у вас будет достаточно времени, чтобы настроить КАМЕРНЫЙ СЛАЙДЕР, ЗАПУСТИТЬ его и поместить смартфон на движущуюся платформу

Шаг 7: Полезные ССЫЛКИ:

ЧАСТИ СЛАЙДЕРА КАМЕРЫ от jjRobots (Настраиваемый НАБОР)

Ссылка на приложение управления (Google Play)

Ссылка на приложение управления (iOS / Apple)

Руководство по управлению приложением

Репозиторий 3D деталей

информацию о том, как загрузить на плату Arduino в руководстве по сборке

Финалист конкурса микроконтроллеров