Automatické zaostrovanie na zábradlie makra: 13 krokov (s obrázkami)

2024 Autor: John Day | [email protected]. Naposledy zmenené: 2024-01-30 11:56

Ahoj komunita, Chcel by som predstaviť svoj návrh automatizovanej koľajnice s makro zaostrovaním. Ok, takže prvá otázka, čo je diabol, je zameriavacia lišta a na čo slúži? Makro alebo detailná fotografia je umenie zobrazovať tie najmenšie. To je možné vykonať pri rôznych zväčšeniach alebo pomeroch. Napríklad zobrazovací pomer 1: 1 znamená, že fotografovaný objekt je premietaný na snímač fotoaparátu v životnej veľkosti. Pomer strán 2: 1 znamená, že objekt bude na snímač premietaný v dvojnásobnej veľkosti a podobne …

Bežným artefaktom makrofotografie je veľmi malá hĺbka ostrosti. Bez ohľadu na to, či používate špecializované makroobjektívy, štandardné šošovky a ich reverzáciu alebo vlnovce, hĺbka ostrosti je malá. Relatívne nedávno to bol kreatívny problém pri makrofotografii. Teraz je však možné vytvárať makro snímky s takou hĺbkou ostrosti, ako si želáte, procesom nazývaným zaostrovanie.

Sústava zaostrovania zahŕňa nasnímanie série alebo „stohu“snímok v rôznych ohniskových bodoch od najbližšieho objektu k najvzdialenejšiemu bodu objektu. Stoh snímok sa potom digitálne skombinuje a vytvorí sa jeden obrázok s oveľa hlbšou hĺbkou ostrosti. Je to fantastické z kreatívneho hľadiska, pretože fotograf si môže vybrať, ako chce, aby sa ich obrázok zobrazoval a koľko by malo byť zaostrené, aby sa dosiahol maximálny účinok. Stohovanie je možné dosiahnuť rôznymi spôsobmi - je možné použiť Photoshop na stohovanie alebo vyhradený softvér, ako napríklad Helicon Focus.

Krok 1: Zamerajte sa na princíp koľajnice a kritériá návrhu

Princíp zaostrovacej lišty je celkom priamy. Vezmeme fotoaparát a objektív a namontujeme ich na lineárnu lištu s vysokým rozlíšením, ktorá umožní posunutie kombinácie fotoaparátu a objektívu bližšie alebo ďalej od objektu. Použitím tejto techniky sa teda nedotýkame objektívu fotoaparátu, s výnimkou dosiahnutia počiatočného zaostrenia v popredí, ale pohybujeme fotoaparátom a objektívom vzhľadom na predmet. Ak považujeme hĺbku poľa objektívu za plytkú, táto technika generuje zaostrovacie rezy v rôznych bodoch objektu. Ak sú zaostrovacie rezy generované tak, že sa hĺbka poľa mierne prekrýva, je možné ich digitálne skombinovať a vytvoriť tak záber s nepretržitou hĺbkou zaostrenia naprieč objektom.

Dobre, prečo teda presúvať veľký ťažký fotoaparát a objektív, a nie relatívne malý a ľahký predmet záujmu? Táto téma môže byť celkom živá, povedzme hmyz. Premiestňovanie živého predmetu, keď sa ho pokúšate udržať, nemusí fungovať príliš dobre. Okrem toho sa snažíme zachovať konzistentné osvetlenie od jedného záberu k druhému, aby pohyb predmetu znamenal aj presunutie celého osvetlenia, aby sa zabránilo pohybu tieňa.

Pohyb fotoaparátu a objektívu je najlepší prístup.

Krok 2: Hlavné vlastnosti dizajnu My Focus Rail

Zaostrovacia lišta, ktorú som navrhol, nesie fotoaparát a objektív na robustnej motorom poháňanej mechanickej lineárnej lište. Kameru je možné ľahko pripevniť a odstrániť pomocou rýchloupínacieho držiaka na holubí chvost.

Mechanická koľajnica je poháňaná dovnútra a von pomocou krokového motora počítačového ovládača a môže poskytovať lineárne rozlíšenie približne 5 um, čo si osobne myslím, že je vo väčšine scenárov viac ako dostatočné.

Riadenie koľajnice sa dosahuje pomocou ľahko použiteľného používateľského rozhrania alebo GUI založeného na PC/Windows.

Ovládanie polohy koľajnice je možné dosiahnuť aj ručne pomocou otočného ovládača s programovateľným rozlíšením umiestneného na riadiacej doske motora (aj keď ho možno umiestniť kdekoľvek, napríklad ako ručný ovládač).

Firmvér aplikácie spustený na mikroprocesore riadiacej dosky je možné znova flashovať cez USB, čo zmierňuje potrebu vyhradeného programátora.

Krok 3: Zaostrovacia lišta v akcii

Predtým, ako sa dostaneme k detailom stavby a stavby, pozrime sa na zameriavaciu lištu v akcii. Vzal som sériu videí s podrobnosťami o rôznych aspektoch dizajnu - môžu zahŕňať niektoré aspekty mimo prevádzky.

Krok 4: Focus Rail - prvý testovací záber, ktorý som získal z koľajnice

V tejto fáze som si myslel, že sa podelím o jednoduchý obrázok získaný pomocou zaostrovacej lišty. Toto bol v podstate prvý skúšobný výstrel, ktorý som urobil, keď bola koľajnica v prevádzke. Jednoducho som chytil malý kvet zo záhrady a hodil som ho na kus drôtu, aby som ho podoprel pred objektívom.

Kompozitný kvetinový obraz bol zložený z 39 samostatných obrazov, 10 krokov na plátok v 400 krokoch. Pred zoskladaním bolo niekoľko obrázkov zahodených.

Prikladám tri obrázky.

• Konečné zaostrené stohované výstupy z Helicon Focus
• Obrázok na vrchu zásobníka - na zem
• Obrázok v spodnej časti zásobníka - pozadie

Krok 5: Detail ovládacej dosky a prechádzka

V tejto časti uvádzam video s podrobnosťami o častiach súčiastky riadiacej dosky motora a konštrukčnej technike.

Krok 6: Ručné krokové ovládanie na riadiacej doske

V tejto časti nastavujem ďalšie krátke video s podrobnosťami o manuálnom ovládaní.

Krok 7: Schematický diagram riadiacej dosky

Obrázok tu ukazuje schému ovládacej dosky. Vidíme, že pomocou výkonného mikrokontroléra PIC je schéma relatívne jednoduchá.

Tu je odkaz na schému vo vysokom rozlíšení:

www.dropbox.com/sh/hv039yinfsl1anh/AADQjyy…

Krok 8: Softvér používateľského rozhrania založený na počítači alebo GUI

V tejto časti znova používam video na demonštráciu softvéru na ovládanie aplikácií na báze počítača, ktorý sa často označuje ako GUI (grafické používateľské rozhranie).

Krok 9: Princíp a prevádzka bootloadera

Napriek tomu, že bootloader nijako nesúvisí s prevádzkou zameranej koľajnice, je zásadnou súčasťou projektu.

Zopakujeme - čo je to bootloader?

Účelom bootloadera je umožniť užívateľovi preprogramovať alebo reflashovať hlavný kód aplikácie (v tomto prípade aplikáciu Focus Rail) bez potreby špecializovaného špecializovaného programátora PIC. Ak by som mal distribuovať predprogramované mikroprocesory PIC a potreboval by som vydať aktualizáciu firmvéru, bootloader umožňuje používateľovi aktualizovať nový firmvér bez toho, aby si musel kúpiť programátor PIC alebo mi ho vrátiť.

Bootloader je jednoducho softvér, ktorý beží na počítači. V tomto prípade bootloader beží na mikrokontroléri PIC a označujem to ako firmvér. Zavádzač sa môže nachádzať kdekoľvek v programovej pamäti, ale pre mňa je výhodnejšie ho nájsť hneď na začiatku programovej pamäte na prvej stránke s veľkosťou 0 x 1000 bajtov.

Keď je mikroprocesor zapnutý alebo resetovaný, spustí spustenie programu z vektora resetovania. U mikroprocesora PIC je resetovací vektor umiestnený na 0x0 a normálne (bez bootloadera) by to bol buď začiatok kódu aplikácie, alebo skok na začiatok v závislosti od toho, ako je kód umiestnený kompilátorom.

Keď je bootloader prítomný po zapnutí alebo resetovaní, vykoná sa kód bootloadera a skutočná aplikácia sa nachádza vyššie v pamäti (nazývanej premiestnená) od 0x1000 a vyššie. Prvá vec, ktorú bootloader urobí, je skontrolovať stav hardvérového tlačidla bootloadera. Ak toto tlačidlo nie je stlačené, bootloader automaticky prenesie riadenie programu do hlavného kódu, v tomto prípade aplikácie Focus Rail. Z pohľadu používateľov je to bezproblémové a zdá sa, že kód aplikácie sa spúšťa podľa očakávania.

Ak však počas napájania alebo resetovania stlačíte hardvérové tlačidlo bootloadera, bootloader sa v našom prípade pokúsi nadviazať komunikáciu s hostiteľským počítačom prostredníctvom rádiového sériového rozhrania. Aplikácia PC bootloader detekuje a komunikuje s firmvérom PIC a teraz sme pripravení začať postup obnovy.

Postup je jednoduchý a prebieha takto:

Keď je hardvér zapnutý alebo resetovaný, tlačidlo zaostrovania na počítači je stlačené

Počítačová aplikácia detekuje bootloader PIC a zobrazí sa zelený stavový riadok 100% plus správa zistená PIC

Užívateľ vyberie „Otvoriť hex súbor“a pomocou výberu súborov prejde na nový HEX súbor firmvéru

Užívateľ teraz vyberie „Program/Overiť“a začne blikať. Spúšťačom PIC sa najskôr nahrá nový firmvér a potom sa znova načítava a overuje. Pokrok je vo všetkých fázach hlásený zeleným pruhom postupu

Po dokončení programovania a overenia používateľ stlačí tlačidlo „Obnoviť zariadenie“(tlačidlo zavádzača nie je stlačené) a spustí sa spustenie nového firmvéru

Krok 10: Prehľad mikrokontroléra PIC18F2550

Pokiaľ ide o PIC18F2550, je príliš veľa podrobností na to, aby sme sa nimi zaoberali. V prílohe je špecifikácia najvyššej úrovne dátového listu. Ak vás zaujíma, celý list s technickými údajmi je možné stiahnuť z webovej stránky MicroChip alebo jednoducho vygoogliť zariadenie.

Krok 11: Ovládač krokového motora AD4988

AD4988 je fantastický modul, ideálny na pohon akéhokoľvek štvorvodičového bipolárneho krokového motora do 1,5 A.

Vlastnosti: Výstup s nízkym RDS (zapnutý) Automatická detekcia / výber režimu rozpadu prúdu Mix s režimami pomalého poklesu prúdu Synchrónna rektifikácia pre nízky rozptyl energie Vnútorná ochrana proti krížovému prúdu UVLOC 3.3 V a 5 V kompatibilné logické napájanie Obvody pre tepelné vypnutie Ochrana proti poruche zeme Ochrana proti skratu zaťaženia Voliteľný krok päť modelov: plný 1/2, 1/4, 1/8 a 1/16

Krok 12: Zostava mechanickej koľajnice

Táto koľajnica bola vyzdvihnutá z eBay za skvelú cenu. Je veľmi robustný a dobre vyrobený a je dodávaný s krokovým motorom.

Krok 13: Zhrnutie projektu

Veľmi sa mi páčilo navrhovanie a budovanie tohto projektu a skončil som s niečím, čo môžem skutočne použiť pre svoju makrofotografiu.

Mám tendenciu stavať iba veci, ktoré sú praktické a ktoré osobne budem používať. Som rád, že môžem zdieľať oveľa viac podrobností o dizajne, ako bolo uvedené v tomto článku, vrátane naprogramovaných testovaných radičov PIC, ak máte záujem postaviť koľajnicu s makro zameraním pre seba. Napíšte mi súkromnú správu alebo komentár a ja sa vám ozvem. Ďakujem za prečítanie, dúfam, že sa vám páčilo! S pozdravom Dave