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slider:camera_dolly

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DIY Camera Slider

Idee ist ein Camera Slider mit automatischem Vorschub zu kleinen Preis zu bauen.
Die Ansteuerung soll die Einteilung der einzelnen Schritte anhand der Zeit und der Schienenänge in etwa berechnen. Außerdem soll sie die Kamera (Canon EOS D) selbstständig auslösen. Dies durch den 2,5mm Klinkenanschluss der Kamera. Es soll es leicht sein und schnell zu montieren sein.

Einige Recherche zeigte verschiedene schon bestehende Lösungen:

http://www.davidhunt.ie/?p=2822&page=1
Zu groß: Wooden-Camera Dolly with PVC railing system
Einfach nur geil weil voll praller Kerl
High Tech variante aber zu aufwendig
Gute Idee Rollen oben und seitlich statt 90Grad diagonal. So kann der freie Platz zwischen den Schienen für den Antrieb verwendet werden.

MakerSlide - Simple Camera SliderAuf Basis des Arduino aber der Schlitten scheint mir zu klobig.
Software zum obigen Slider
+ Okay aber die HW ist alles vorgefertigt
- kein Display also..
- keine Einstellung vor Ort machbar
- keine Ansteuerung der Cam.

Slider V3
+ Tolle Umsetzung - Zu Teuer

Software überprüfen.
Hardware ist wiedermal, wie viele zuvor, nicht zu bekommen oder zu bezahlen.


Recherche Fazit:

Schlussendlich habe ich mich für die Mechnaik von Makerslide entschieden. Hier die Teileliste, wenn man den gesamten Slider bauen möchte. Ich habe die Teileliste für den ersten Versuch etwas eingeschränkt. Dazu im Kapitel Mechanik später mehr.

Ich entschied mich für einen Arduino-Uno für die Ansteuerelektronik. Das hat verschiedene Gründe:

  • Kein R-Pi vorhanden
  • Arduino basteln
  • Arduino ist kleiner und benötigt für Ansteuerung weniger Peripherie.
  • Stromverbrauch

Genauso wie die Entscheidung zum Arduino habe ich viele der Komponenten desshalb ausgewählt, weil sie zuhause schon rumlagen und nicht weil sie perfekt für diesen speziellen Einsatz geeignet sind. Es gibt sicher für einige Komponenten bessere Modelle, dies ist hier vernachlässigt.


Die Elektronik

Die Elektronik soll durch ein Arduino Uno Board, einer Steuerplatine und einem Schrittmotor realisiert werden. Die Einstellung soll mittels LCD und entweder Potentiometer oder Digitaler Taster geschehen. Dies steht noch nicht fest, ist aber leicht zu realisieren.

Schrittmotoren

Schema Schrittmotor

Schrittmotoren habe ich in weiser Vorahnung aus Laserdruckern und Kopierern ausgebaut:

Konrad Grzeca 2014/12/28 13:44 * hab einen weiteren Schrittmotor „Epson EM-257“ gefunden.

Der Erste und der Zweite sind so ziemlich baugleich. Unterscheiden sich aber darin, dass der 4P Bi- und der 7P Unipolar ist. Beide können mit 24V betrieben werden. Der Vorteil bei M42SP-7p ist, dass er auch mit 12V betrieben werden kann also in die nähere Auswahl fällt, da ich keinen Step-Up-Wandler integrieren will. Dieser würde nur zusätzlich Energie verbrauchen. Leider haben die unipolaren Motoren weniger Drehmoment. Was bei einer „bergauf“ Montage des Slider ein Problem darstellen könnte.

Ein unipolarer Motor sollte sowieso durch H-Brücken angesteuert werden. Dadurch könnte das Blockieren des Motors wärend des Stillstands realisiert werden.

Interessant wäre er durch seine Schrittweite von 3,75° pro Schritt gegenüber 7° des 7P. Dadurch, dass der Gurt aber eine Länge von etwa 2m besitzen wird, fällt dies nicht ins Gewicht. Außerdem kann durch die Größe des Antriebszahnrades die Schrittweite wieder angepasst werden.

Der 7P ist ein unipolarer Motor, dieser benötigt einen dauernden +Pol. Bipolare Schrittmotoren sind heute üblicher und schaffen eine höhere Drehzahl, dies ist aber für diese Anwendung von nachrangiger Bedeutung. Wichtiger ist die Betrachtung, wie stark die Haltekraft, gegenüber dem Schrittverlust, der Motoren - wenn der Slider bergauf aufgestellt wird - ist. Dadurch bewegt sich der Slider nicht durch sein Eigen- und das Kameragewicht wieder nach unten, sobald der Schritt vollzogen ist.

Zum Dritten finde ich leider kein Datenblatt aber von der Beschreibung her sollte er 2°/Schritt machen. Für die Anwendung sollte er aber etwas überdimensioniert sein.

Angesteuert werden die Motoren direkt durch den Arduino. In ihm kann die Ansteuerlogik mittels Software(Libraries) abgebildet werden. Für den 4P(bipolar) wird noch eine H-Brücke benötigt. Zu Beginn soll diese, der Einfachheit halber, durch eine Transistorschaltung aufgebaut werden. Später durch ein IC wie der L293/L298 realisiert um Platz zu sparen.

Halb und Micro-Step wird vernachlässigt, da die Schritte auf einen 1m langen Gurt ausreichen sollten.


Konrad Grzeca 2014/12/28 13:46 Habe noch einen Epson EM-257 gefunden. leider habe ich bis zum jetzigen Zeitpunkt noch kein Datenblatt gefunden. Dafür habe ich im Arduino-Forum alle Informationen, die ich benötige, erlesen: Der Motor ist ein bipolarer Schrittmotor, der equivalent zum Astrosyn SST-024 ist. Er hat 10 Spulen und zeichnet sich durch seine hohe Haltekraft und trotzdem kleinen Baugröße aus:

  • Nominal Voltage 7
  • Current 0.7
  • Resistance (Ohms) 10
  • Torque (kg*cm) 3.2
  • Condition pulled
  • Steps / Revolution 200
  • Step Size (degrees) 1.8

Konrad Grzeca 2015/01/22 11:35 Es schein so als wäre der der Epson Motor defekt. (Verbogene Welle)


Display

Display 16×2 Zeichen

Als Display kommt ein einfaches zwei Zeilen 16 Zeichen Display zum Einsatz. Davon habe ich noch einige herumliegen und der standardisierte Treiber (HD44780) wird von allen gängigen Libraries unterstützt. (Datenblatt)

Für das Display stelle ich mir derzeit folgende Funktionen vor:

  • Einstellen der Schrittweite in mm pro Schritt(Foto)
  • Einstellen der Zeit für einen gesamtem Durchlauf wodurch optimale Anzahl Schrittweite und Anzahl Schritte automatisch eingestellt werden
  • Einstellen der Anzahl Bilder über die gesamte Länge
  • Einstellen der Gesamten Länge(Falls nicht die gesamte Länge verwendet werden soll). Hierbei können dann wiederum Anzahl Bilder(Schritte) bzw. Zeit eingestellt werden.
  • optional wäre zu einem späteren Zeitpunkt die Einstellung, ob der Slider Bergauf/ab fahren soll (Um Den Motor wärend des Stillstands zu blockieren) vorstellbar.

Ich hab noch einige Displays zuhause rumliegen aber das AC-162B-D Rev. 2 von Ampire Co LTD werde ich hier einsetzen. Dies hat zwar einen KS0066U Controller aber dieser ist zum HD44780 kompatibel.

PIN-Belegung

Pin Symbol Funktion
1 VSS Ground (0V)
2 VDD Supply Voltage for Logic (+5V or +3.3V)
3 VO Contrast Adjustment
4 RS Data/Instruction Select
5 R/W Read/Write Select
6 E Enable Signal
7 DB0 Data Bus
8 DB1 Data Bus
9 DB2 Data Bus
10 DB3 Data Bus
11 DB4 Data Bus
12 DB5 Data Bus
13 DB6 Data Bus
14 DB7 Data Bus
15 LED_A LED Power Supply + (5V)
16 LED_K LED Power Supply - (5V)

Ansteuerung über I2C

Aus Mangel an verfügbaren Pins habe ich beschlossen, das Display per I2C anzuschließen. Das ist auch von Vorteil für spätere Projekte, da einfach weitere Module nachgeschaltet werden können. Zur Ansteuerung verwende ich das LCD/I2c-Modul von Pollin. So kann jedes zum HD44780-Controller kompatibles LCD an den Arduino angeschlossen werden.

I2C-Scan Ergebnis


Da ich keine Lust hatte das Datenblatt zu wälzen um den entsprechenden I2C-Adressbereich herauszulesen verwendete ich den I2C-Scanner, der erstaunlich gut funktionierte.

So fand ich heraus, dass das Board auf Adresse 0x20 lauscht.

Ansteuerung der Kamera

Zum Fotografieren setze ich eine Canon EOS 600D ein.

Es gibt verschiedene Wege um die Kamera anzusteuern:

  1. Da gäbe es den edlen und aufwendigen weg über USB. Die Canon EOS haben ein (PTP)-Protokoll, mit dem man die Kameras fernsteuern kann. Die „App“ DSLRController unterstützt das Protokoll. Ich habe es mal für Langzeitbelichtungen eingesetzt. (hier ein C-Programm zur Ansteuerung)
  2. Die Kamera hat einen |Fernsteuerungsmodus (RC-6) für IR-Fernbedienungen. Man kann also per Infrarot LED die Kamera auslösen. Dazu muss man die Kamera aber erst auf Fernsteuerung einstellen und das Protokoll in den µC implementieren.
  3. Die Kamera hat einen Klinkenanschluss für Kabelfernbedienungen. (Wie unten beschrieben) Darüber werden nur der Fokus(Auslöser halb drücken) und der Auslöser(ganz drücken) nach außen gelegt. Wenn man also einfach ein Relais zwischen Masse und Ausläser(Release) anschließt und das mittels Arduino oder anderem Mikrocontroller ansteuert löst die Kamera dann aus.



















Somit kann man gewährleisten, dass die Kamera nur auslöst, wen der Slider schon steht. Bzw. würde ich dann noch ca. 0,5sek warten wegen dem Nachschwingen.


Software

Mechanik

Mechanik





























Nach langem Hin- und Her entschied ich mich für eine Mechanik auf der Basis des MakerSlide. „Echte“ Linearführungen sind einfach zu teuer und bieten eine Präzision, die bei diesem Projekt zu keiner Zeit vonnöten ist. Makerslide ist aufgebaut wie ein Fischertechnik-Baukasten für Große. Von daher recht flexibel und man kann gut erweitern oder das bisher gekaufte als Basis für weitere Projekte nehmen. Schraubenmaße und Benötigte Bauteile sind dann schon bekannt.

In Europa ist das Material nur bei zwei Versendern erhältlich: myhobby-CNC in Deutschland und Amberskyglass in England verfügbar. Dafür bekommt man bei beiden einen Komplettbausatz.

Das System von myhobbie-cnc gefällt mir besser. Hier wird die Makerslide-Schiene und der Gurt getrennt - bis auf den Millimeter frei wählbar - angeboten. Außerdem sind bei Amberspyglass alle Bausätze außer dem 1m langen „noch“ nicht verfügbar. Hinzu kommt das Porto aus England.

Zum Einstieg entschied ich mich für das CameraSlide Set, obwohl ich einige Schrauben vorrätig habe, da auf der Seite keine Möglichkeit zum Bestellen von einzelnen Schrauben bot.
Konrad Grzeca 2015/01/14 12:04 UPDATE: Nach Rücksprache mit Herrn Holze, dem Betreiber von Myhobby-CNC würe auch das Bestellen einzelner Schrauben möglich.

Hier meine Bestellliste:

Bestelliste myhobby-cnc.de



















Den Gurt habe ich bei eBay extra bestellt, da dort der Chinanachbau nur 2,80/m kostet. Für den Einsatz im Kameraslider ist die Qualität des Gurtes unerheblich. ein Millimeter hin oder her spielen dort keine Rolle, von da her kann auch minderwertigere Qualität verwendet werden.

CAD-Software:

slider/camera_dolly.txt · Zuletzt geändert: 2015/01/31 12:18 von koneca