Control lliscant de control de moviment per a carrils de lapse de temps: 10 passos (amb imatges)

2024 Autora: John Day | [email protected]. Última modificació: 2024-01-30 08:14

Aquest instructiu explica com motoritzar un rail de lapse de temps mitjançant un motor pas a pas impulsat per un Arduino. Ens centrarem principalment en el controlador de moviment que acciona el motor de pas suposant que ja teniu un carril que voleu motoritzar.

Per exemple, en desmuntar una màquina vaig trobar dos rails que podia convertir en rails de lapse de temps. Un carril utilitza una corretja per accionar el control lliscant i l’altre un cargol. Les imatges d’aquest instructiu mostren un carril accionat per cargol, però els mateixos principis s’apliquen a un carril accionat per una corretja. Només hi ha uns quants paràmetres que requereixen canviar durant la posada en marxa.

Pas 1: Principi de funcionament:

Per a la fotografia amb lapse de temps, faig servir un intervallòmetre anomenat LRTimelapse Pro-Timer dissenyat per Gunther Wegner. Es tracta d’un intervallòmetre de codi obert d’alta qualitat per a fotògrafs de lapse de temps, macro i astro que podeu crear vosaltres mateixos. Gunther, gràcies per aquesta fantàstica eina que heu posat a disposició de la comunitat time lapse. (Per obtenir més informació, consulteu lrtimelapse-pro-timer-free)

Acabo d’afegir algun codi per controlar el motor pas a pas.

Principi de funcionament: el carril Time Lapse Rail funciona en mode esclau. Aquest mètode és bastant fiable. Vol dir que estic fent servir l'intervalòmetre temporitzador LRTimelapse per configurar el nombre de preses i l'interval entre les preses. L'intervalòmetre envia un senyal a la càmera per disparar l'obturador. Després de fer una fotografia, la càmera torna a enviar un senyal al controlador de moviment per moure el control lliscant del rail en una seqüència Move / Shoot / Move. El senyal per iniciar la seqüència prové de la sabata de flaix de la càmera. El flaix de la càmera està configurat com a sincronització de la cortina posterior, de manera que el senyal s’envia de nou al controlador de moviment quan es tanca la cortina de la càmera. Això significa que el control lliscant només es mourà quan l'obturador estigui tancat, de manera que funcionarà independentment de la longitud d'exposició.

Material: es necessiten dos cables des del controlador de moviment fins a la càmera (específic del model de la càmera) 1) un cable d'obturació de la càmera amb un jack de 2,5 mm i 2) un adaptador de sabata calenta amb un endoll a un cable de sincronització de PC de Flash masculí amb un cable de 3,5 presa de mm.

Pas 2: el tauler del controlador de moviment

Maquinari: el moviment del control lliscant es fa mitjançant un cargol connectat a un motor pas a pas NEMA 17. El motor pas a pas és accionat per un EasyDriver controlat per un Arduino UNO. Per utilitzar el controlador amb un banc de potència diferent (de 9v a 30v) he afegit un mòdul de font d'alimentació compatible LM2596 DC-DC Arduino per ajustar el voltatge. Vegeu el document "Arduino Wiring. PDF" adjunt.

El cable d'obturació de l'obturador de la càmera es connecta al controlador mitjançant una presa de 2,5 mm. La presa està cablejada segons l’esquema que es troba a l’adjunt “Obturador. PDF”. El cable de l’adaptador Hot Shoe es connecta al controlador mitjançant una presa de 3,5 mm. Tenir dues mides diferents evita connectar els cables al port incorrecte.

Pas 3: Codi Arduino

Abans de codificar és important diferenciar entre les diverses accions que voleu realitzar. Arduino permet l'ús del que s'anomena void. Un buit és una secció del programa (línia de codi) que es pot trucar en qualsevol moment, quan sigui necessari. Per tant, tenir cada acció en un buit separat manté el codi organitzat i simplifica la codificació.

Sketch Logics.pdf adjunt mostra les accions que vull dur a terme i la lògica que hi ha darrere.

Pas 4: Codi Arduino 1: posició inicial del ferrocarril

El primer buit s'utilitza per enviar el rail a la posició inicial quan s'inicia el controlador.

El controlador té un commutador de commutació de direcció. En arrencar, el control lliscant es mou en la direcció seleccionada per la palanca fins que toca el límit final al final del carril; després es retrocedeix per una distància definida per l'usuari (és 0 o el valor que correspon a l'extrem oposat del rail). Aquesta és ara la posició inicial del control lliscant.

Aquest buit es va provar mitjançant el codi que es troba al fitxer adjunt anomenat BB_Stepper_Rail_ini.txt

Pas 5: Codi Arduino 2: polsador de doble funció

El segon buit s’utilitza per moure el control lliscant manualment. Això és útil quan configureu la càmera que abasta abans d’iniciar la seqüència de lapse de temps.

El controlador té un polsador amb dues funcions: 1) una pulsació curta (menys d'un segon) mou el control lliscant per una quantitat definida per l'usuari. 2) una empenta llarga (més d'un segon) mou el control lliscant cap al centre o l'extrem del carril. Les dues funcions envien el control lliscant en la direcció seleccionada pel commutador.

Aquest buit es va provar mitjançant el codi que es troba al fitxer adjunt anomenat BB_Dual-function-push-button.txt

Pas 6: Codi Arduino 3: mode esclau

El tercer buit s'utilitza per moure el control lliscant una certa quantitat després de cada tret. Cal que el flaix de les càmeres estigui configurat com a "cortina posterior". Al final del tret, s'envia un senyal de flaix des de la sabata de flaix al controlador. Comença la seqüència i mou el control lliscant una certa quantitat. La distància de cada moviment es calcula dividint la longitud del carril pel nombre de trets seleccionats a LRTimelapse Pro-Timer. No obstant això, es pot definir una distància màxima per evitar un moviment ràpid quan el nombre de tirs és baix.

Aquest buit es va provar mitjançant el codi que es troba al fitxer adjunt anomenat Slave mode.txt

Pas 7: Arduino Code 4 - Quad Ramping

El quart buit és una opció generalitzada per facilitar i facilitar la seva entrada i sortida. Significa que la distància de cada moviment augmentarà gradualment fins al valor establert i al final del carril disminuirà de la mateixa manera. Com a resultat, quan es mira la seqüència final de lapse de temps, el moviment de la càmera s’accelera al principi del rail i es ralenteix a l’extrem del rail. A la imatge adjunta es mostra una corba d’acceleració típica de Quad (facilitant l’entrada i sortida). Es pot definir la distància del rampeig.

He provat l'algorisme a Excel i he configurat les corbes d'acceleració i desacceleració segons la imatge adjunta. Aquest buit es va provar mitjançant el codi que es troba al fitxer adjunt anomenat BB_Stepper_Quad-Ramping-calculate.txt

Nota: No s'ha de confondre aquest quad ramping amb el ramping de bombetes en què canvia la durada de l'exposició o amb rampes d'interval en què es modifica l'interval entre tirs.

Pas 8: Codi Arduino 5: integració amb LRTimelapse Pro-Timer

LRTimelapse Pro-Timer és un intervallòmetre de bricolatge de codi obert gratuït per a fotògrafs time-lapse, macro i astro posats a disposició de la comunitat de fotògrafs time-lapse per Gunther Wegner. Després de construir una unitat per a la meva càmera, la vaig trobar tan bona que vaig començar a pensar sobre com conduir el meu ferrocarril amb ella. El LRTimelapse Pro-Timer adjunt 091_Logics.pdf és un manual breu que mostra com navegar pel programa.

El fitxer adjunt BB_Timelapse_Arduino-code.pdf mostra l’estructura de LRTimelapse Pro-Timer Free 0.91 i en verd les línies de codi que he afegit per accionar el control lliscant.

BB_LRTimelapse_091_VIS.zip conté el codi Arduino si voleu provar-ho.

El document adjunt BB_LRTimer_Modif-Only.txt recull les addicions que he fet a Pro-Timer. Facilita la seva integració a les noves versions de Pro-Timer quan Gunther les posa a disposició.

Pas 9: Codi Arduino 6 - Variables i valors de configuració

El pas del cargol pot variar o, si s’utilitza una corretja, el pas de la corretja i el nombre de dents de les politges també poden variar. A més, el nombre de graons per rotació del motor pas a pas i la longitud del carril poden variar. Com a resultat, la quantitat de graons per creuar la longitud del rail canvia d'un rail a un altre.

Per adaptar el controlador a diferents rails, es poden ajustar algunes variables al programa:

• Calculeu la quantitat de graons que corresponen a la longitud del carril entre els interruptors de límit. Introduïu el valor a la variable: long endPos (és a dir, aquest valor és 126000 per al carril accionat amb un cargol que es mostra en aquest document)
• Per mirar la composició del marc a l’inici, al mig i al final del carril quan utilitzava l’efecte d’extensió, he utilitzat l’opció de pulsació llarga amb el polsador. Introduïu el nombre de passos que corresponen a la meitat del carril a la variable: midPos llarg (és a dir, aquest valor és 63000 per al carril accionat amb un cargol que es mostra en aquest instructiu)
• A LRTimelapse Pro-Timer heu d'introduir quantes fotos voleu fer. El programa divideix la longitud del carril per aquest número. Si feu 400 fotografies i el carril fa 1 metre, cada moviment del lliscador serà de 1000: 400 = 2,5 mm. Per a 100 imatges el valor seria de 10 mm. Això és massa per a un moviment. Per tant, podeu decidir no utilitzar tota la longitud del carril. Introduïu el moviment màxim permès a la variable: const int maxLength (és a dir, aquest valor és 500 per al carril accionat amb un cargol que es mostra en aquest document)
• En prémer el polsador menys d’un segon, mou el control lliscant en una distància determinada que es pot establir a la variable: int inchMoveval (és a dir, aquest valor és 400 per al carril accionat amb un cargol que es mostra en aquest instructiu)
• Quad Ramping permet una fàcil suavització d’entrada i sortida. Podeu decidir a quina distància durarà la rampa al principi i al final del carril. Aquest valor s’introdueix com a percentatge de la longitud del ferrocarril a la variable: relació de flotació (és a dir, 0,2 = 20% de la longitud del ferrocarril)

Pas 10: poques paraules sobre el ferrocarril

El carril fa un metre de llarg. Està format per un lliscament de càrrega lineal de càrrega pesada cargolat a una barra d'extrusió d'alumini ranurada. Vaig comprar la barra d'extrusió i els accessoris a RS.com (vegeu la imatge rs items-j.webp

Abast: el cap de bola d’un trípode (segons la imatge adjunta) està muntat al control lliscant. Un petit braç connecta el cap amb el cargol. Si allunyeu el cargol del rail per un costat, obtindreu un angle entre el cargol i el rail. Quan el control lliscant es mou al llarg del carril crea una rotació del cap de la bola. Si no voleu abastar, manteniu el cargol paral·lel al carril.

El controlador està muntat al control lliscant. Vaig triar aquesta opció, en lloc del controlador en un extrem del carril, per evitar que hi hagués diversos cables al llarg del carril. Només tinc un cable entre el banc d'alimentació i el controlador. Tots els altres cables, fins al motor pas a pas, fins al final de carrera, el cable de l'obturador de la càmera i el cable Synchro de la càmera es mouen amb el controlador.

Cargol contra cinturó: per a la fotografia amb lapse de temps, tots dos dissenys funcionen bé. La corretja permet moviments més ràpids en comparació amb el cargol, això podria ser un avantatge en cas de voler convertir el carril en un control lliscant de vídeo. Un dels avantatges del disseny del cargol és quan col·loqueu el carril verticalment o en angle, en cas de tall d’alimentació, el control lliscant es queda quiet i no caurà. Us recomanaria que tingueu precaució quan feu el mateix amb un carril accionat per corretja, en cas de tall d’alimentació o si es queda sense electricitat, la càmera es lliscarà cap al fons del carril pel vostre compte i risc.