Machen Sie einen Arduino-gesteuerten motorisierten Kameraschieber! - Gunook

2024 Autor: John Day | [email protected]. Zuletzt bearbeitet: 2024-01-30 07:20

Dieses Projekt zeigt Ihnen, wie Sie jeden gewöhnlichen Slider in einen Arduino-gesteuerten motorisierten Slider umwandeln. Der Slider kann sich mit 6m/min sehr schnell bewegen, aber auch unglaublich langsam.

Ich empfehle Ihnen, sich das Video anzusehen, um eine gute Einführung zu erhalten

Dinge, die du brauchst:

• Beliebiger Kamera-Slider. Ich habe diesen benutzt.
• Ein Arduino-Mikro
• 4 kleine Kippschalter
• Ein 12-Volt-Akkupack
• Ein Zahnriemen und 2 Riemenscheiben
• Ein abgestufter Bohrer
• Ein Lötkolben. Diese kann ich uneingeschränkt empfehlen. Es ist eine Investition, die sich aber langfristig auszahlt.
• A4988 Schrittmotortreiber. Theoretisch brauchen Sie nur einen, aber es ist einfacher, Fehler zu beheben, wenn Sie mehrere haben. Günstig sind sie sowieso.
• Ein 12V Schrittmotor
• Ein Mittelschlag
• Eine Metallsäge oder ein Winkelschleifer
• Eine Bohrmaschine oder Handbohrmaschine

Schritt 1: Bohren Sie die Befestigungslöcher für den Schrittmotor

Der Schrittmotor muss unter der Schiene montiert werden. Je näher am Ende, desto länger ist die Reisedauer. Am einfachsten lässt sich das Lochbild vom Motor auf die Schiene übertragen, indem man es mit Malerfarbe nachzeichnet. Dies ist ein sehr nützlicher Tipp für alle Arten von Anwendungen. Die Riemenscheiben waren ziemlich hoch, so dass ich große Löcher bohren musste, um einen Teil ihrer Höhe innerhalb der Schiene unterzubringen. Das geht ganz einfach mit einer Bohrmaschine und einem Stufenbohrer. Stellen Sie sicher, dass Sie einen Körner verwenden, um die Positionen der Löcher zu markieren. Dadurch wird das Bohren einfacher und präziser. Ein 90°-Fase-Bit säubert die Kanten schön.

Schritt 2: Montieren Sie den Motor auf der Schiene

Nema 17-Motoren haben normalerweise 3 mm Gewindebohrungen an der Oberseite. Ich habe einige Unterlegscheiben verwendet, um die perfekte Höhe für den Gürtel zu erreichen. Das Band muss ziemlich tief in der Spur fahren, um den Wagen freizugeben. Die Riemenscheiben werden mit einer Stellschraube an der Welle befestigt. Bei meinem Slider kollidierten die Löcher ein wenig mit den runden Oberflächen der Schiene. Ich musste etwas feilen, um die Schrauben richtig zu bekommen. Wenn Sie vorausplanen und den Motor ein paar Grad drehen, sollte es in Ordnung sein. Zwei Schrauben reichen aber trotzdem.

Schritt 3: Machen Sie eine kleine Halterung für die Umlenkrolle

Die Umlenkrolle muss ebenso wie die Schrittrolle etwas unter der Oberfläche der Schiene montiert werden. Ich benutzte ein kleines Stück Metall, das ich von einem früheren Projekt verlassen hatte. Ähnliches findest du in jedem Baumarkt. Ich habe Senkschrauben verwendet. Sie sehen toll aus, aber nur, wenn sie richtig in ihren Löchern sitzen. Um das zu erreichen, habe ich mit einem Loch angefangen, die Schraube eingesetzt und dann das zweite gebohrt. Das sorgt für eine perfekte Passform. Ein Anfas-Bit wird verwendet, um die Senke zu erstellen.

Für einen besonders schönen Look sollten Sie das Metall lackieren. Die Verwendung von Primer ist immer eine gute Idee. Meiner hat bei -10 ° C nicht sehr gut funktioniert.

Schritt 4: Montieren Sie die Umlenkrolle

Die Umlenkrolle muss auf der gleichen Höhe wie die Motorriemenscheibe sein. Dafür habe ich Unterlegscheiben verwendet. Ich empfehle dringend, Nylock-Muttern zu verwenden! Sie haben eine kleine Plastikeinlage, die sich mit dem Faden verbindet und verhindert, dass er sich durch die Vibrationen löst.

Schritt 5: Modifizieren Sie den Schlitten, um die Enden des Zahnriemens zu halten

Ihre Gürtel werden wahrscheinlich eine Länge von 5 m haben, die Sie auf Ihre Größe zuschneiden können. Das bedeutet, dass beide Enden am Schlitten befestigt werden müssen. Ich habe einige Methoden ausprobiert, um sie am Wagen zu befestigen, bevor ich eine sehr einfache Lösung gefunden habe. Ich habe den Riemen einfach mit einer Senkkopfschraube M3 gegen eine parallele Fläche geklemmt. Ich bohrte eine Reihe von Löchern, um sicherzustellen, dass man den richtigen Abstand hat, um den Gürtel festzuhalten.

Schritt 6: Bewundern Sie Ihre Hardware

Inzwischen sollten Sie einen Riemen haben, der mit dem Schlitten verbunden ist und den Motor und die Umlenkrolle umschlingt. Als nächstes kommt die Elektronik!

Schritt 7: Übersicht über die Elektronik

Ich benutze ein Arduino Micro. Dies ist ein großartiges kleines Gerät mit einem kleinen Formfaktor und viel Online-Unterstützungsmaterial. Das arduino wird von einem 12V-Akkupack betrieben, der aus 8 AA-Batterien besteht. Das finde ich bequemer, als einen LiPo zu verwenden. Der Akku ist auch direkt mit dem Stepper-Treiber verbunden, da er eine höhere Motorsteuerspannung und einen höheren Strom benötigt, als der Arduino liefern kann. Der Schritttreiber erhält Signale vom Arduino über 2 Kabel und steuert den Motor. Der Arduino beginnt, dem Fahrer Anweisungen zu geben, sobald er mit Strom versorgt wird. 4 Schalter werden als eine Art Kombinationsschloss verwendet, um die Geschwindigkeit der Bewegung einzustellen. Hier ist der Kodex. Leider wurde der Circuits.io-Code beim Verkauf der Website gelöscht. Der folgende Code funktioniert einwandfrei.

Schritt 8: Verdrahtung der Schalter mit dem Arduino

Leider ging der Schaltplan verloren, weil Circuits.io gelöscht wurde. Wie kann ich das Schema am besten erklären? Der Arduino verwendet den 12V-Akku als Spannungsquelle. Es erzeugt selbst eine Spannung von 5V, mit der der Zustand der 4 Schalter überprüft werden kann. Sie werden verwendet, um die Geschwindigkeit des Schiebereglers zu ändern. Sie haben also irgendwie 2 Spannungen auf der Platine. 12V für die Stromversorgung und 5V für die Steuerschaltung. Sie müssen Ihre 12-V-Quelle an Vin und GND des Arduino anschließen. Vin steht für Voltage In. Dieser Teil ist einfach.

Dann müssen Sie die 4 Schalter hinzufügen. Dazu können Sie den hier verwendeten Schaltplan verwenden und ihn 4 mal für die 4 Schalter kopieren. Es tut mir leid, dass das echte Schema verloren gegangen ist. Verwenden Sie die Pin2 bis Pin5, die Sie auch im folgenden Code finden. Pin 1 nicht verwenden, das funktioniert nicht. Wozu dienen die Widerstände? Nun, ein Arduino kann keinen Strom messen, aber es kann Spannung messen. Der Kippschalter verbindet also entweder 5V mit dem Pin oder lässt ihn mit GND kurzschließen. Der Widerstand kurz vor GND ist da, um die Spannung nahe Null zu halten. Sie benötigen für jeden Schalter einzelne 10k-Widerstände! Wenn Sie dem obigen Tutorial folgen, das recht einfach ist und zu den Grundlagen von Arduino gehört, überprüft das Arduino ständig den aktuellen Zustand der Schalter und reagiert entsprechend. Ich hoffe das hilft.

Sobald diese Schaltung funktioniert, können Sie sie auf ein Steckbrett übertragen und anlöten.

Verdrahten Sie einige dünne Kabel zu den 4 Schaltern. Ich habe die Kabel verwendet, die ich in einem alten Ethernet-Kabel gefunden habe. Ich bin sicher, Sie haben viele von denen herumliegen. Schützen Sie die blanken Anschlüsse mit Schrumpfschlauch. Sie sollten jetzt 4 Schalter mit einem Arduino verbunden haben und der Arduino sollte laufen und registrieren, dass diese Schalter gedrückt werden.

Schritt 9: Verdrahtung des A4988 Stepper-Treibers

Der Stepper-Treiber ist ein A4988. Es empfängt Signale vom Arduino und leitet sie an den Stepper weiter. Sie brauchen dieses Teil. Anstatt Ihnen die Schaltung zu erklären, können Sie sich lieber dieses Tutorial ansehen, da es sehr gut erklärt wird. Dies ist meine Referenz, wenn ich einen A4988 verwende. Mein Code verwendet genau die gleichen Pins. Fügen Sie also dieses Youtubers-Tutorial mit den Schaltern aus dem vorherigen Schritt zum Board hinzu und es wird funktionieren.

Schritt 10: Fügen Sie den Code hinzu

Hier ist der gesamte Code und die Schaltung für den Slider. Sie können es online testen, aber nur ohne den Stepper-Treiber. Alternativer LinkDer Code prüft den Zustand der 4 Schalter in der Schleife. Danach durchläuft es einige if-Anweisungen und wählt die gewünschte Verzögerung zwischen den Schritten aus, um sich im eingegebenen Wert über die gesamte Länge des Schiebereglers zu bewegen. Alle Berechnungen sind als Anmerkungen im Code enthalten. Sie müssen die Länge Ihres Läufers und den Durchmesser der Riemenscheibe eingeben, um sicherzustellen, dass der Motor am Ende des Hubs stoppt. Messen Sie diese Werte einfach selbst. Die Formeln sind im Code enthalten.

Die Tabelle zeigt Ihnen, welche Schalter Sie für einen gewünschten Zeitraum drücken müssen. Wenn Sie beispielsweise möchten, dass sich der Schieberegler in 2 Minuten über die gesamte Länge bewegt, müssen Sie die Schalter 1 und 2 aktivieren. Sie können diese Werte natürlich nach Ihren Wünschen ändern.

Schritt 11: Drucken Sie die Anlage

Ich habe das Gehäuse mit Fusion 360 entworfen. Sie können die Dateien hier herunterladen und auf einem 3D-Drucker ausdrucken. Es ist keine Unterstützung erforderlich. Die Details der Buchstaben habe ich mit rosa Nagellack ausgefüllt, um das Lesen zu erleichtern. Sie können den gesamten Brief ausfüllen und dann den Zugang wegwischen. Dieser Trick kann für alle Arten von Einzügen verwendet werden. Wenn Sie eine einfachere Option wünschen, können Sie sie einfach mit einer kleinen Brotdose von Hand herstellen.

Schritt 12: Endmontage

Es ist Zeit, alles zusammenzustellen. Platzieren Sie alle Komponenten innerhalb des Gehäuses und befestigen Sie es mit doppelseitigem Schaumstoffband am Schieber. Dieses Zeug ist ziemlich stark und haftet gut auf unebenen Oberflächen. Ich habe auch eine Anti-Vibrations-Halterung mit einer universellen Kamerahalterung oben hinzugefügt. Die Vibrationshalterung ist ziemlich billig und stoppt Vibrationen, um die Kamera zu erreichen. Dies wird nur für Hochgeschwindigkeitsbewegungen benötigt. In meinem Fall beträgt die Hochgeschwindigkeitsbewegung alles zwischen 10 und 30 Sekunden für die Länge des Schiebereglers. Ich habe eine Tabelle mit allen Schalterkombinationen auf der Unterseite hinzugefügt.

Schritt 13: Bewundern Sie Ihre Arbeit und machen Sie coole Aufnahmen

Ob Video oder Zeitraffer, dieser Schieberegler kann alles! Wenn Sie selbst einen bauen, würde ich mich freuen, es herauszufinden!

Zweiter Platz beim Microcontroller Contest 2017