ARDUINO CAMERA STABILIZER: 4 βήματα (με εικόνες)

2024 Συγγραφέας: John Day | [email protected]. Τελευταία τροποποίηση: 2024-01-30 08:38

ΠΕΡΙΓΡΑΦΗ ΕΡΓΟΥ:

Αυτό το έργο αναπτύχθηκε από τους Nil Carrillo και Robert Cabañero, δύο φοιτητές μηχανικής σχεδιασμού προϊόντων 3ου έτους στην ELISAVA.

Η εγγραφή βίντεο εξαρτάται σε μεγάλο βαθμό από τον παλμό του εικονολήπτη, καθώς έχει άμεσο αντίκτυπο στην ποιότητα του βίντεο. Οι σταθεροποιητές κάμερας έχουν αναπτυχθεί για να ελαχιστοποιήσουν τον αντίκτυπο των κραδασμών στα πλάνα βίντεο και μπορούμε να βρούμε από παραδοσιακούς μηχανικούς σταθεροποιητές έως σύγχρονους ηλεκτρονικούς σταθεροποιητές όπως ο KarmaGrip by GoPro.

Σε αυτόν τον εκπαιδευτικό οδηγό θα βρείτε τα βήματα για την ανάπτυξη ενός ηλεκτρονικού σταθεροποιητή κάμερας που λειτουργεί σε περιβάλλον Arduino.

Ο σταθεροποιητής που σχεδιάσαμε πιστεύεται ότι σταθεροποιεί δύο από τον άξονα περιστροφής αυτόματα, αφήνοντας την επίπεδη περιστροφή της κάμερας υπό τον έλεγχο του χρήστη, ο οποίος μπορεί να προσανατολίσει την κάμερα όπως θέλει μέσω δύο κουμπιών που βρίσκονται στο

Θα ξεκινήσουμε να απαριθμούμε τα απαραίτητα στοιχεία και το λογισμικό και τον κώδικα που χρησιμοποιήθηκε για την ανάπτυξη αυτού του έργου. Θα συνεχίσουμε με μια βήμα προς βήμα εξήγηση της διαδικασίας συναρμολόγησης για να καταλήξουμε στην εξαγωγή μερικών συμπερασμάτων για την όλη διαδικασία και το ίδιο το έργο.

Ελπίζουμε να το απολαύσετε!

Βήμα 1: ΣΥΣΤΑΤΙΚΑ

Αυτή είναι η λίστα των συστατικών. παραπάνω θα βρείτε μια εικόνα κάθε στοιχείου ξεκινώντας από αριστερά προς τα δεξιά.

1.1 - 3D εκτυπωμένη δομή σταθεροποιητή αγκώνες και λαβή (x1 λαβή, x1 μακρύς αγκώνας, x1 μέσος αγκώνας, x1 μικρός αγκώνας)

1.2 - Ρουλεμάν (x3)

1.3 - Servomotors Sg90 (x3)

1.4 - Κουμπιά για Arduino (x2)

1.5 - Γυροσκόπιο για Arduino MPU6050 (x1)

1.6 - MiniArduino Board (x1)

1.7 - Καλώδια σύνδεσης

·

Βήμα 2: ΛΟΓΙΣΜΙΚΟ ΚΑΙ ΚΩΔΙΚΟΣ

2.1 - Διάγραμμα ροής: Το πρώτο πράγμα που πρέπει να κάνουμε είναι να σχεδιάσουμε ένα διάγραμμα ροής για να αναπαραστήσουμε τον τρόπο λειτουργίας του σταθεροποιητή, λαμβάνοντας υπόψη τα ηλεκτρονικά εξαρτήματα και τη λειτουργία τους.

2.2 - Λογισμικό: Το επόμενο βήμα ήταν η μετάφραση του διαγράμματος ροής στον κώδικα γλώσσας επεξεργασίας, ώστε να μπορέσουμε να επικοινωνήσουμε με τον πίνακα Arduino. Ξεκινήσαμε γράφοντας τον κωδικό για το γυροσκόπιο και τους σερβοκινητήρες άξονα x και y, καθώς διαπιστώσαμε ότι ήταν ο πιο ενδιαφέρων κώδικας για εγγραφή. Για να γίνει αυτό, έπρεπε πρώτα να κατεβάσουμε τη βιβλιοθήκη για το γυροσκόπιο, την οποία μπορείτε να βρείτε εδώ:

github.com/jrowberg/i2cdevlib/tree/master/…

Μόλις είχαμε το γυροσκόπιο που λειτουργούσε τους σερβοκινητήρες άξονα x και y, προσθέσαμε τον κωδικό για τον έλεγχο του σερβοκινητήρα άξονα z. Αποφασίσαμε ότι θέλουμε να δώσουμε κάποιον έλεγχο του σταθεροποιητή στον χρήστη, οπότε προσθέσαμε δύο κουμπιά για να ελέγξουμε τον προσανατολισμό της κάμερας για εγγραφή εμπρός ή πίσω.

Μπορείτε να βρείτε ολόκληρο τον κωδικό για τη λειτουργία του σταθεροποιητή στο αρχείο 3.2 παραπάνω. η φυσική σύνδεση των σερβοκινητήρων, του γυροσκοπίου και των κουμπιών θα εξηγηθεί στο επόμενο βήμα.

Βήμα 3: ΔΙΑΔΙΚΑΣΙΑ ΣΥΝΕΛΕΥΣΗΣ

Σε αυτό το σημείο ήμασταν έτοιμοι να ξεκινήσουμε τη φυσική ρύθμιση του σταθεροποιητή μας. Πάνω θα βρείτε μια εικόνα που ονομάζεται μετά από κάθε βήμα της διαδικασίας συναρμολόγησης, η οποία θα σας βοηθήσει να καταλάβετε τι γίνεται σε κάθε σημείο.

4.1 - Το πρώτο πράγμα που πρέπει να κάνετε ήταν να φορτώσετε τον κώδικα στον πίνακα arduino για να τον έχετε έτοιμο όταν συνδέουμε τα υπόλοιπα εξαρτήματα.

4.2 - Το επόμενο πράγμα που πρέπει να κάνετε ήταν η φυσική σύνδεση των σερβοκινητήρων (x3), το γυροσκόπιο MPU6050 και τα δύο κουμπιά.

4.3 - Το τρίτο βήμα ήταν η συναρμολόγηση των τεσσάρων τμημάτων του γυροσκοπίου με τους τρεις κόμβους να είναι σύμφωνα με το καθένα από ένα ρουλεμάν. Κάθε ρουλεμάν έρχεται σε επαφή με ένα μέρος στην εξωτερική επιφάνεια και με τον άξονα του σερβοκινητήρα στην εσωτερική επιφάνεια. Δεδομένου ότι ο σερβοκινητήρας είναι τοποθετημένος στο δεύτερο μέρος, το ρουλεμάν δημιουργεί μια ομαλή περιστροφική ένωση που ελέγχεται από την περιστροφή του άξονα του σερβομηχανισμού.

4.4 - Το τελευταίο βήμα της διαδικασίας συναρμολόγησης συνίσταται στη σύνδεση του ηλεκτρονικού κυκλώματος Arduino του γυροσκοπίου, των κουμπιών και των servos στη δομή του σταθεροποιητή. Αυτό γίνεται με την πρώτη τοποθέτηση των σερβοκινητήρων στα ρουλεμάν όπως εξηγήθηκε στο προηγούμενο βήμα, δεύτερον με την τοποθέτηση του γυροσκοπίου Arduino στο χέρι που συγκρατεί την κάμερα και τρίτον με την μπαταρία, την πλακέτα Arduino και τα κουμπιά στη λαβή. Μετά από αυτό το βήμα, το λειτουργικό μας πρωτότυπο είναι έτοιμο να σταθεροποιηθεί.

Βήμα 4: ΕΠΙΔΕΙΞΗ ΒΙΝΤΕΟ

Σε αυτό το τελευταίο βήμα θα μπορείτε να δείτε την πρώτη λειτουργική δοκιμή του σταθεροποιητή. Στο παρακάτω βίντεο θα μπορείτε να δείτε πώς αντιδρά ο σταθεροποιητής σε κλίση του γυροσκοπίου καθώς και τη συμπεριφορά του όταν ο χρήστης ενεργοποιεί τα κουμπιά ώθησης για τον έλεγχο της κατεύθυνσης εγγραφής.

Όπως μπορείτε να δείτε στο βίντεο, ο στόχος μας για τη δημιουργία ενός λειτουργικού πρωτοτύπου ενός σταθεροποιητή έχει εκπληρωθεί, καθώς οι σερβοκινητήρες αντιδρούν γρήγορα και με ηρεμία στις κλίσεις που δίδονται στο γυροσκόπιο. Πιστεύουμε ότι παρόλο που ο σταθεροποιητής λειτουργεί με σερβοκινητήρες, η ιδανική ρύθμιση θα ήταν η χρήση βηματικών κινητήρων, οι οποίοι δεν έχουν περιορισμούς περιστροφής όπως οι σερβοκινητήρες, οι οποίοι λειτουργούν σε 180 ή 360 μοίρες.