Ползунок управления движением для Time Lapse Rail: 10 шагов (с изображениями)

2024 Автор: John Day | [email protected]. Последнее изменение: 2024-01-30 11:52

В этом руководстве объясняется, как моторизовать таймлапс-рейку с помощью шагового двигателя, управляемого Arduino. В основном мы сосредоточимся на контроллере движения, который управляет шаговым двигателем, если у вас уже есть рельс, который вы хотите моторизировать.

Например, при разборке машины я обнаружил две направляющие, которые можно было преобразовать в замедленные. Один рельс использует ремень для привода ползуна, а другой - винт. На рисунках в этом руководстве показан рельс с винтовым приводом, но те же принципы применимы к рельсу с приводом от ремня. Есть всего несколько параметров, которые необходимо изменить при вводе в эксплуатацию.

Шаг 1: Принцип работы:

Для покадровой съемки я использую интервалометр под названием LRTimelapse Pro-Timer, разработанный Гюнтером Вегнером. Это высококачественный интервалометр с открытым исходным кодом для интервальных, макро- и астрофотографов, который вы можете создать самостоятельно. Гюнтер, спасибо за этот фантастический инструмент, который вы сделали доступным сообществу покадровой съемки. (Для получения дополнительной информации см. Lrtimelapse-pro-timer-free)

Я просто добавил код для управления шаговым двигателем.

Принцип работы: Time Lapse Rail работает в ведомом режиме. Этот способ довольно надежен. Это означает, что я использую интервалометр LRTimelapse Pro-Timer, чтобы установить количество снимков и интервал между снимками. Интервалометр посылает на камеру сигнал о срабатывании затвора. После того, как снимок сделан, камера отправляет сигнал обратно контроллеру движения, чтобы переместить ползунок рельса в последовательности «Перемещение / Стрельба / Перемещение». Сигнал на запуск последовательности исходит от горячего башмака вспышки камеры. Вспышка камеры настроена на синхронизацию по задней шторке, поэтому сигнал отправляется обратно на контроллер движения, когда шторка камеры закрывается. Это означает, что ползунок будет двигаться только при закрытом затворе, поэтому он будет работать независимо от длины экспозиции.

Материал: требуются два кабеля от контроллера движения к камере (зависит от модели камеры) 1) кабель спуска затвора камеры с разъемом 2,5 мм и 2) адаптер горячего башмака с разъемом для подключения к штекеру вспышки, кабель для синхронизации с ПК, шнур с разъемом 3,5 мм. мм jack.

Шаг 2: плата контроллера движения

Аппаратное обеспечение: перемещение ползунка осуществляется с помощью винта, соединенного с шаговым двигателем NEMA 17. Шаговый двигатель приводится в действие EasyDriver, управляемым Arduino UNO. Чтобы использовать контроллер с другим блоком питания (от 9 В до 30 В), я добавил модуль питания LM2596 DC-DC, совместимый с Arduino, для регулировки напряжения. См. Прилагаемый «Arduino Wiring. PDF».

Кабель спуска затвора камеры подключается к контроллеру с помощью разъема 2,5 мм. Разъем подключается в соответствии со схемой, содержащейся в прилагаемом документе «Спуск затвора. PDF». Кабель адаптера Hot Shoe подключается к контроллеру с помощью разъема 3,5 мм. Наличие двух разных размеров позволяет избежать подключения кабелей к неправильному порту.

Шаг 3: код Arduino

Перед кодированием важно различать различные действия, которых вы хотите достичь. Arduino позволяет использовать то, что называется void. Пустота - это часть программы (строка кода), которая может быть вызвана в любое время, когда это необходимо. Таким образом, размещение каждого действия в отдельной пустоте позволяет упорядочить код и упростить кодирование.

Прилагаемый Sketch Logics.pdf показывает действия, которых я хочу достичь, и логику, стоящую за ними.

Шаг 4: код Arduino 1 - исходное положение направляющей

Первая пустота используется для отправки направляющей в исходное положение при запуске контроллера.

Контроллер имеет переключатель направления. При запуске ползунок перемещается в направлении, выбранном переключателем, пока не коснется концевого выключателя на конце направляющей; затем он перемещается назад на расстояние, определенное пользователем (это 0 или значение, соответствующее противоположному концу рельса). Теперь это исходное положение ползунка.

Эта пустота была протестирована с использованием кода из прикрепленного файла BB_Stepper_Rail_ini.txt.

Шаг 5: Код Arduino 2 - двойная функциональная кнопка

Вторая пустота используется для перемещения ползунка вручную. Это полезно, когда вы настраиваете охват камеры перед тем, как начать покадровую съемку.

Контроллер имеет кнопку с двумя функциями: 1) короткое нажатие (менее секунды) перемещает ползунок на заданную пользователем величину. 2) длительный толчок (более секунды) перемещает ползунок к середине или концу рейки. Обе функции отправляют ползунок в направлении, выбранном тумблером.

Эта пустота была протестирована с использованием кода из прикрепленного файла BB_Dual-function-push-button.txt.

Шаг 6: код Arduino 3 - ведомый режим

Третья пустота используется для перемещения ползунка на определенную величину после каждого выстрела. Вспышку камеры необходимо установить на «заднюю шторку». В конце кадра на контроллер посылается сигнал вспышки от горячего башмака вспышки. Это запускает последовательность и перемещает ползунок на определенную величину. Расстояние для каждого движения рассчитывается путем деления длины перил на количество выстрелов, выбранных в LRTimelapse Pro-Timer. Однако можно определить максимальное расстояние, чтобы избежать быстрого движения при небольшом количестве выстрелов.

Эта пустота была протестирована с использованием кода, найденного в прикрепленном файле под названием Slave mode.txt.

Шаг 7: Код 4 Arduino - Quad Ramping

Четвертая пустота - это вариант постепенного перехода для более плавного входа и выхода. Это означает, что расстояние каждого движения будет постепенно увеличиваться до установленного значения и в конце рельса будет уменьшаться таким же образом. В результате при просмотре последней покадровой последовательности движение камеры ускоряется в начале рельса и замедляется в конце рельса. Типичная кривая ускорения Quad показана на прилагаемом рисунке (плавное увеличение и уменьшение). Можно определить расстояние съезда.

Я протестировал алгоритм в Excel и настроил кривые ускорения и замедления согласно приложенному рисунку. Этот пробел был протестирован с использованием кода из прикрепленного файла BB_Stepper_Quad-Ramping-Calculator.txt.

Примечание: это четырехкратное линейное изменение не следует путать с линейным изменением длительности выдержки, когда изменяется длина экспозиции, или с линейным изменением интервала, когда изменяется интервал между снимками.

Шаг 8: Код Arduino 5 - Интеграция с LRTimelapse Pro-Timer

LRTimelapse Pro-Timer - это бесплатный DIY-интервалометр с открытым исходным кодом для покадровой, макро и астрофотографии, предоставленный сообществу покадровой фотографов Гюнтером Вегнером. После создания модуля для моей камеры он оказался настолько хорош, что я начал думать о том, как с ним ездить по рельсу. Прилагаемый LRTimelapse Pro-Timer 091_Logics.pdf представляет собой краткое руководство, которое показывает, как ориентироваться в программе.

Прикрепленный BB_Timelapse_Arduino-code.pdf показывает структуру LRTimelapse Pro-Timer Free 0.91, а зеленым цветом - строки кода, которые я добавил для управления ползунком.

BB_LRTimelapse_091_VIS.zip содержит код Arduino, если вы хотите попробовать.

В прилагаемом документе BB_LRTimer_Modif-Only.txt перечислены дополнения, которые я внес в Pro-Timer. Это упрощает их интеграцию в новые версии Pro-Timer, когда Гюнтер делает их доступными.

Шаг 9: Код 6 Arduino - Переменные и значения настроек

Шаг винта может изменяться, или, если используется ремень, шаг ремня и количество зубьев на шкивах также могут изменяться. Кроме того, количество шагов на оборот шагового двигателя и длина рельса могут отличаться. В результате количество шагов, которые необходимо пересечь по длине рельса, меняется от одного рельса к другому.

Чтобы адаптировать контроллер к разным рельсам, в программе можно настроить некоторые переменные:

• Рассчитайте количество ступеней, соответствующих длине рельса между концевыми выключателями. Введите значение в переменную: long endPos (т.е. это значение составляет 126000 для рельса, приводимого в движение винтом, показанным в этой инструкции)
• Чтобы посмотреть на композицию кадра в начале, середине и конце направляющей при использовании эффекта перекрытия, я использовал вариант длительного нажатия с кнопкой. Введите количество шагов, соответствующих середине направляющей, в переменную: long midPos (т.е. это значение составляет 63000 для направляющей, приводимой в движение винтом, показанным в этой инструкции).
• В LRTimelapse Pro-Timer вы должны указать, сколько снимков вы хотите сделать. Программа делит длину рельса на это число. Если вы сделаете 400 снимков, а длина вашей рейки составляет 1 метр, каждое перемещение ползунка будет 1000: 400 = 2,5 мм. Для 100 изображений значение будет 10 мм. Это слишком много для одного хода. Таким образом, вы можете решить не использовать перила по всей длине. Введите максимально допустимое перемещение в переменную: const int maxLength (т.е. это значение равно 500 для рельса, приводимого в движение винтом, показанным в этом руководстве)
• При нажатии кнопки менее секунды он перемещает ползунок на определенное расстояние, которое можно установить в переменной: int inchMoveval (т.е. это значение составляет 400 для рельса, приводимого в движение винтом, показанным в этой инструкции)
• Quad Ramping позволяет плавно входить и выходить. Вы можете решить, какое расстояние будет длиться уклон в начале и в конце рельса. Это значение вводится как процент от длины рельса в соотношении переменная: плавучесть (т. Е. 0,2 = 20% длины рельса).

Шаг 10: несколько слов о рельсах

Длина рельса - один метр. Он изготовлен из тяжелонагруженного линейного подшипника скольжения, прикрепленного болтами к алюминиевой профильной балке с прорезями. Я купил экструзионный стержень и аксессуары на RS.com (см. Прилагаемое изображение rs items.jpg). Рельс имеет четыре ножки, но также может быть установлен на штативе с помощью стандартных винтов.

Крепление: на слайдере установлена шаровая головка штатива (как показано на прилагаемом рисунке). Маленькая ручка соединяет головку с винтом. Если вы отодвинете винт от направляющей с одной стороны, вы получите угол между винтом и направляющей. Когда ползун движется по рельсу, он создает вращение шаровой головки. Если вы не хотите растягиваться, держите винт параллельно рельсу.

Контроллер установлен на слайдере. Я выбрал этот вариант - вместо контроллера на одном конце шины, чтобы избежать прокладки нескольких кабелей по направляющей. У меня только один кабель между павербанком и контроллером. Все остальные кабели, идущие к шаговому двигателю, к концевому выключателю, кабель затвора к камере и кабель Synchro от камеры, все перемещаются вместе с контроллером.

Винт против пояса: для покадровой фотографии хорошо подходят оба дизайна. Ремень обеспечивает более быстрые движения по сравнению с винтом, это может быть преимуществом, если вы хотите превратить направляющую в видеослайдер. Одним из преимуществ винтовой конструкции является то, что когда вы ставите рельс вертикально или под углом, в случае отключения электроэнергии ползун остается неподвижным и не упадет. Я настоятельно рекомендую соблюдать осторожность, когда вы делаете то же самое с рельсом с ременным приводом, в случае отключения электроэнергии или выхода из строя камера на ваш страх и риск соскользнет вниз к нижней части рельса!