MOTORIZOVANÝ SPRIEVODCA KAMERY S TRACKING SYSTEM (3D tlač): 7 krokov (s obrázkami)

2024 Autor: John Day | [email protected]. Naposledy zmenené: 2024-01-30 11:57

Od jjrobotsjjrobotsSledovať viac od autora:

O: Milujeme roboty, kutilstvo a zábavnú vedu. Cieľom JJROBOTS je priblížiť ľuďom otvorené robotické projekty tým, že poskytne hardvér, dobrú dokumentáciu, návod na stavbu+kód, informácie „ako to funguje“… Viac o jjrobotoch »

V zásade bude tento robot pohybovať kamerou/smartfónom po koľajnici a „sledovať“predmet. Umiestnenie cieľového objektu už robot pozná. Matematika za týmto systémom sledovania je celkom jednoduchá. Tu sme vytvorili simuláciu procesu sledovania.

Kamera umiestnená na vozíku, ktorý sa pohybuje, bude ukazovať na cieľový objekt podľa informácií poskytnutých robotovi (to znamená: aktuálna poloha cieľa. Majte na pamäti, že robot už vie, kde je kamera).

Rýchlosť a činnosti štart/stop sa ovládajú z vášho vlastného smartfónu. Na to musí byť smartphone pripojený k WIFI sieti robota. Keďže rýchlosť je možné nastaviť podľa želania (zo smartfónu), môžete „vozíkom fotoaparátu“posúvať tak pomaly, ako chcete, čo umožňuje vytvárať videá s ČASOVÝM OBDOBÍM.

Ovládajte aplikáciu APP voľne dostupnou v obchode Google PLAY alebo iTunes Store

Zásoby

Užitočné odkazy:

• Sada posuvníka fotoaparátu
• Camera Slider najnovší kód Arduino: CameraSlider_V6_M0
• Ovládajte odkaz APP (Google Play / zariadenia Android)
• Ovládajte odkaz APP (zariadenia iTunes / iOS)
• Ovládajte používateľskú príručku APP.
• Úložisko 3D dielov
• Riadiaca doska DEVIA.

Krok 1: ZOZNAM DIELOV

Aby bol tento robot prístupný a cenovo dostupný, použili sme spoločné prvky zo sveta DIY/MAKER World

Zoznam položiek:

• SADA 3D tlačených dielov

• MOTOROVÝ KÁBEL (70 cm)
• MOTOROVÝ KÁBEL (14 cm)
• 16 zubov GT2 kladka
• 20zubová kladka GT2
• Kruhové guľkové ložisko 6002RS alebo 6002ZZ
• Ozubený remeň GT2 (150 cm pre 700 mm lištu) + 200 mm prstencový remeň GT2
• USB kábel 1m (konektor micro USB)
• Otočný fotoaparát
• Eloxovaný hliníkový profil (tvar V do roku 2020)
• 3x ložisko kolesa (tvar V)
• Držiak smartfónu + skrutka fotoaparátu (krátka)
• Napájanie 12V/2A s 2,1mm NAPÁJACÍM KONEKTOROM
• Skrutky M3 (10 mm, 15 mm a 20 mm) + matice M5 25 mm skrutky

Elektronika:

• Riadiaca doska robotiky DEVIA
• 2x ovládač motora TMC2208 Ultra Silent + hliníkové chladiče (dlhá verzia)
• 2x krokový motor NEMA 17 s vysokým krútiacim momentom + 14 cm cm + dlhý kábel (70 cm)
• Micro-USB kábel

Môžete si zaobstarať všetko sami (väčšina prvkov je rovnakých ako v B-robotovi, iboardbotovi, sphere-o-botovi, robotickom ramene Scara, robotovi Air Hockey…) alebo si ušetriť starosti s objednaním SÚPRAVY NA ÚPRAVU z nášho obchodu (a zároveň budete podporovať jjRobots):

ZÍSKAJTE ČASTI SNÍMAČA KAMERY od jjRobots (prispôsobiteľná SADA)

Krok 2: 3D tlač všetkých častí. Čas tlače: 10-14 hodín (v závislosti od 3D tlačiarne)

PLA bude vykonávať svoju prácu. Pri tlači nastavte hrúbku steny = 1,2 mm a vyplňte ju aspoň 25%.

Všetky modely 3D dielov sú k dispozícii na Thingiverse

Krok 3: Zostavenie

V zásade ide o koľajnicu s plošinou, ktorá po nej bude jazdiť ovládanú krokovými motormi Arduino + 2 NEMA17. Dva motory budú mať na starosti: 1) pohyb dozadu a dopredu na platforme kamery 2) posúvanie kamery pri pohybe po koľajnici. Adaptér GOPRO/Smartphone je voliteľný, takže ak plánujete používať bežný fotoaparát, nemusíte ho 3D tlačiť. Celková dĺžka koľajnice môže byť upraviteľná. Až do 2 metrov sa robot správa hladko, po tejto dĺžke a pri kamere s hmotnosťou viac ako 500 gramov sa koľajnica môže ohýbať pod hmotnosťou, kým kamera prejde stredom koľajnice.

Toto je robotický 3D model. Kliknutím na HRAŤ sa na to pozriete 3D. Vráťte sa k tomuto modelu, ak máte pochybnosti o tom, kam prvok umiestniť.

Najnovšia príručka montáže: AKTUALIZOVANÁ

n

PRED ZAČÍNANÍM: Väčšina prvkov tejto súpravy posuvníka fotoaparátu bola „vytlačená 3D“. Majte na pamäti: Môžete to zlomiť, ak použijete príliš veľkú silu alebo utiahnete skrutku viac, ako by ste mali. Počas tohto montážneho sprievodcu vám dáme vedieť, kedy môžete skrutky dotiahnuť, ako len môžete, alebo kde by ste mali diel iba pripevniť k druhému, aby ste ho vôbec nenútili.

Vložte skrutky M5 25 mm + ložisko kolesa do ich objímok, ako je uvedené nižšie. Skrutky príliš neutahujte.

Takto by to malo vyzerať. Skontrolujte, či nie je na 3D tlačených častiach otrepy, ak pri otáčaní kolies cítite trenie.

Vložte jednu maticu M3 a zachyťte ju pomocou 16 mm skrutky M3. Táto skrutka vám umožní nastaviť vzdialenosť medzi kolesami v prípade, že po vytlačení dielov dôjde k určitej nezrovnalosti v tolerancii. Upravte ho iba vtedy, keď je vozík umiestnený na hliníkovej koľajnici.

Umiestnite hornú časť na vrch spodnej časti a upevnite ju skrutkami 4x M3 10 mm. Vložte guľkové ložisko 6002RS podľa vyššie uvedeného postupu. DÔLEŽITÉ: 6002RS musí byť tesný. Môžete ho dokonca prilepiť na podperu, ak máte pocit, že je uvoľnený.

Toto je okamih na úpravu skrutky vo vozíku s myšlienkou dosiahnuť jej stabilitu. Pohybujte tam a späť: všetky kolesá by sa mali točiť, ale nemali by ste cítiť odpor ani počuť žiadny hluk. Zatlačte na vozík a skontrolujte, či sú všetky kolesá uložené v kanálikoch hliníkovej koľajnice.

Vložte 3D vytlačený „PULLEY 80 zubov“, ako je uvedené vyššie. Zachyťte ho CAP a skrutkou M3 10 mm. To isté platí pre kladku: musí byť tesná okolo guľkového ložiska 6002RS. Ak to tak nie je, prilepte ho na guľkové ložisko.

1. Umiestnite motor podľa popisu a držte ho pomocou 4 skrutiek M3 6 mm (ale nechajte ich uvoľniť)
2. Umiestnite 16 -zubovú remenicu na hriadeľ a súčasne prevlečte 200 mm pás GT2 okolo remenice
3. Keď je všetko nastavené, zatlačte motor „dozadu“, aby sa pás napol. Akonáhle ste tam, zaskrutkujte skrutky upevňujúce polohu motora.

V tomto mieste je pohľad zhora na vozík. Skontrolujte orientáciu konektora motora.

Pohľad zdola na vozík.

Teraz odskrutkujte skrutku fotoaparátu a „PRÍSTROJ NA ZAPOJENIE SKRUTKY“a postupujte podľa vyššie uvedeného postupu. Vďaka tejto 3D tlačenej časti zostane hlava skrutky na svojom mieste. Teraz môžete PULLEY TOP pripevniť na SKRUTKOVÝ ZÁPISNÝ KRÚŽOK pomocou skrutiek 4x M3 10 mm

Ak chcete pri nasmerovaní fotoaparátu väčšiu flexibilitu, použite otočný kolík kamery. Umožní vám to ľahko nastaviť sklon / orientáciu fotoaparátu

Takto vyzerá vozeň na koľajnici. Musíme ešte rozbehnúť rozvodový remeň. Skontrolujte kroky nižšie

Motor NEMA17 pripevnite k časti MOTOR END a upevnite ho pomocou 4 skrutiek M3 15 mm.

Pripojte a zaistite 20 -zubovú remenicu k hriadeľu. Horná časť hriadeľa musí byť vyrovnaná s kladkou.

Pomocou 2 x 10 mm skrutiek M3 spojte NOSIČE KONČE S PULLEY a KONIEC PULLEY

Zatlačte PULLEY END do hliníkového profilu. Možno budete potrebovať paličku (alebo ekvivalent). Dočasne vyberte kladku, ak si myslíte, že ju môžete poškodiť. V tomto mieste úplne nezasúvajte hliníkový profil do PULLEY END.

Veďte rozvodový remeň okolo remenice a späť k hliníkovému profilu. Teraz je čas úplne zatlačiť PULLEY END (použite paličku). Buď jemný!

Zachyťte koniec rozvodového remeňa podľa obrázka. V tomto mieste možno budete musieť použiť kliešte. Zatlačte pás na úplný koniec, aby bol úplne zasunutý, inak sa dotkne koľajníc, keď sa vozík pohybuje tam a späť. Vložte maticu a skrutku 10 mm ako na fotografii. Táto skrutka udrží pás na svojom mieste.

Skontrolujte, či pás voľne vychádza. Akékoľvek trenie tu medzi pásom a hliníkovou koľajnicou ohrozuje stabilitu vozíka.

Prejdite okolo 20 -zubovej remenice ako obrázok a pomocou paličky úplne zasuňte časť MOTOR END do hliníkovej kladky.

POZNÁMKA: Nevenujte pozornosť už umiestnenej elektronike. To príde neskôr.

Teraz: prevlečte pás cez jeho kanál. Trochu ohnite hrot pásu. Pomôže vám to „vyšperkovať“ho na „zachytávací kanál“

Utiahnite remeň a súčasne úplne zaskrutkujte skrutku. Odstrihnite zostávajúci rozvodový remeň

Čas umiestniť elektroniku. Pozrite sa aj na nasledujúcu fotografiu, ktorá ukazuje, ako vložiť puzdro elektroniky. Na zadnú stranu riadiacej dosky DEVIA (na ktorú ukazujem) použite 1 x 10 mm skrutku M3. Zaskrutkujte podľa obrázku, čím sa ochranné puzdro pripevní k doske plošných spojov.

Teraz prevráťte dosku a umiestnite ju ako obrázok, potom ju pripevnite k časti MOTOR END pomocou 10 mm skrutky (ľavý horný rohový otvor dosky) a 20 mm skrutky pre druhý otvor, ten, ktorý prechádza ochranným puzdrom. Dve skrutky pripevnia riadiacu dosku k dielu MOTOR END. Pomocou dvoch M3x10 mm pripevnite MOTOROVÉ NOHY k MOTOROVÉMU KONCI.

POZNÁMKA: Možno budete musieť upraviť výstupný prúd dodávaný ovládačmi motora TMC. Urobte to pred umiestnením chladičov. Viac informácií nájdete na konci tejto stránky

Umiestnite chladiče na vrch a vložte ovládače krokových motorov do ich zásuviek. Chladiče sú dosť objemné, preto je dôležité: Nedotýkajte sa kovových záhlaví hornej strany stepperov chladičmi. To môže spôsobiť skrat modulu.

Skontrolujte správnu orientáciu ovládačov krokových motorov a káblov motora.

Takto je všetko prepojené. Skontrolujte orientáciu ovládačov krokových motorov a konektorov káblov (dvakrát!)

Detail: Ovládače motora TMC2208 sú už pripojené.

Teraz pripojte RAIL MOTOR k riadiacej doske. Použite 14 cm kábel

To isté urobte s PLATFORMOVÝM MOTOROM. Pomocou 2 zipsov pripevnite kábel k časti MOTOR END ako na fotografii. To udrží kábel mimo pohybujúceho sa vozíka.

POZNÁMKA: Tento krok je dôležitý, „zachytenie“káblov ochráni hlavičky motora pred strhnutím.

POZNÁMKA: Na fotografii je posúvač fotoaparátu pripevnený k statívu. S touto 3D modelovanou súčasťou + 2 skrutky 2xM3 15 mm + 2 matice M3 to ľahko dosiahnete. Každý statív má svoj vlastný upevňovací systém. Táto 3D časť bola vytvorená pre štandardnú skrutku fotoaparátu 1/4 -20, ale možno budete musieť vytvoriť svoju vlastnú.

Otočný fotoaparát a držiak na smartphone

Pomáhajúcim prvkom KIT je držiak na smartfón, ktorý môžete pripevniť k vyskakujúcej skrutke fotoaparátu. Alternatívne upevnenie držiaka na výkyv fotoaparátu vám umožní jednoduchšie naklonenie smartfónu na akékoľvek zaujímavé miesto.

AKO NAHRAŤ KÓD ARDUINO do OVLÁDACIEJ DOSKY DEVIA

POZNÁMKA: SADA jjRobots sa dodáva s už naprogramovanou riadiacou doskou DEVIA, takže tento krok môžete preskočiť, ak ho máte.

a) Odtiaľ nainštalujte Arduino IDE na svoj počítač (tento krok preskočte, ak už máte Arduino IDE nainštalované) Tento kód bol testovaný a vyvinutý na IDE verzie 1.6.5 a novších verziách. Ak máte problém so zostavením kódu, dajte nám vedieť

b) Stiahnite si všetky súbory arduino, extrahujte ich do rovnakého priečinka na pevnom disku

CameraSlider_v6_M0Stiahnuť

c) Zostavte a odošlite kód do riadiacej dosky DEVIA

1. Otvorte svoje Arduino IDE
2. Otvorte hlavný kód v / CameraSlider_vX_M0 / CameraSlider_vX_M0.ino
3. Pripojte dosku DEVIA pomocou kábla USB k počítaču
4. Poznámka: Ak pripájate dosku Arduino k svojmu počítaču prvýkrát, možno budete musieť nainštalovať ovládač.
5. Vyberte dosku Arduino/Genuino ZERO (natívny port USB). V ponuke TOOLS-> doska (Možno budete musieť nainštalovať knižnice „Arduino SAMD Boards (32-bit ARM Cortex-M0+)“. Choďte do Tools-> Board-> Boards Manager … a nainštalujte „Arduino SAMD Boards (32 -bity ARM Cortex-M0+)"
6. Vyberte sériový port, ktorý sa zobrazí v nástrojoch-> Sériový port
7. Odošlite kód na tabuľu (tlačidlo NAHRAŤ: šípka smerujúca doprava)

Pred odoslaním kódu vyberte správnu tabuľu

d) Hotovo

DÔLEŽITÉ: Ovládače krokových motorov TMC2208 sú špičkové elektronické moduly, ale možno bude potrebné ich prispôsobiť tak, aby do motorov dodávali správne množstvo prúdu. Príliš veľký prúd prehrieva motory. Dôrazne odporúčame nastaviť prúdový výstup na 0,7 A na motor. Ale ako to urobiť? Táto wiki o tom poskytuje veľmi dobré informácie

AK OD NÁS DOSTANETE SÚPRAVU NA KAMERU KAMERY, ovládače krokových motorov TMC2208 sú už upravené. Nie je teda potrebné sa s nimi pohrávať;-)

Umiestnite ovládač krokového motora do ich zásuviek na riadiacej doske DEVIA a pripojte k doske napájanie 12 V. Zmerajte napätie medzi vyššie uvedenými bodmi. Použite skrutku dodanú so súpravou alebo si zaobstarajte malú (3 mm širokú). Skrutku potenciometra otočte trochu proti smeru hodinových ručičiek a skontrolujte napätie. Akonáhle je napätie nastavené na 0,8-0,9 V, ste hotoví a vodiči krokových motorov sú pripravení presunúť posúvač kamery bez plytvania energiou ako tepla. RMS prúd (A): 0,7 <- To je to, čo chceme Referenčné napätie (Vref): 0,9 V

Ale … nemám multimeter! Ako to mám asi urobiť ?. Prečo ste neposlali už upravené ovládače krokových motorov?

So súpravou dodávame malý skrutkovač. S ním stačí otočiť proti smeru hodinových ručičiek, len cca. 20 stupňov, skrutka označená na obrázku vyššie ako „potenciometer“

To by malo stačiť na zníženie výstupného prúdu.

Dôvod, prečo ich predvolene neupravovať na toto napätie: tieto ovládače je možné použiť s inými projektmi jjRobots a s predvolenou konfiguráciou budú fungovať dobre. Rozhodli sme sa im teda ponechať počiatočné „nastavenia“.

Riešenie problémov:

Posuvník vydáva podivný zvuk a vibruje, keď sa vozík pohybuje

Skontrolujte remenice a rozvodový remeň, či sú zarovnané? Dotýka sa rozvodový remeň 3D tlačenej časti? Ak je to tak, všetko znova upravte. Ak hluk pokračuje, skontrolujte, či ovládače motora dodávajú dostatok prúdu.

Nemôžem sa pripojiť k CAMERA SLIDER zo svojho smartfónu

Pozrite si používateľskú príručku Control APP. Je tam vysvetlené všetko, čo súvisí s kontrolnou APP.

Užitočné odkazy:

• Sada posuvníka fotoaparátu
• Camera Slider najnovší kód Arduino: CameraSlider_V6_M0
• Ovládajte odkaz APP (Google Play / zariadenia Android)
• Ovládajte odkaz APP (zariadenia iTunes / iOS)
• Ovládajte používateľskú príručku APP.
• Úložisko 3D dielov
• Riadiaca doska DEVIA.

Krok 4: Ovládanie CAMERA SLIDER (bezplatná aplikácia)

Podrobnejšie informácie nájdete na konci tohto pokynu. Tento robot môžete ovládať zo svojho smartfónu. Prejdite do obchodu Google Play alebo iTunes Store a stiahnite si aplikáciu pre Android alebo iOS

Potom prejdite na PRÍRUČKU PRE UŽÍVATEĽA OVLÁDACÍCH APLIKÁCIÍ alebo sa posuňte nadol, aby ste sa dozvedeli, ako ju používať

Krok 5: Prvky použité v tomto robote

Ak už máte diely potrebné na vytvorenie tohto robota, máte už 90% položiek potrebných na vytvorenie:

• Sphere-o-bot: priateľský umelecký robot, ktorý dokáže kresliť na sférické alebo vajcovité predmety od veľkosti pingpongovej loptičky po veľké kačacie vajíčko (4-9 cm).
• Iboardbot: iBoardbot je robot pripojený k internetu, ktorý dokáže písať texty a kresliť s veľkou presnosťou
• alebo robot Air hockey !: Náročný robot vzdušného hokeja, ideálny na zábavu!
• TheB-robot EVO
• , najrýchlejší samovyvažovací robot

Všetky používajú rovnakú elektroniku a pomocné prvky

ZÍSKAJTE ČASTI SNÍMAČA KAMERY od jjRobots (prispôsobiteľná SADA)

Krok 6: Ovládajte ho zo svojho smartfónu

Stiahnite si ho (voľne dostupný) z Google Play (zariadenia s Androidom) alebo iTunes (verzia pre iOS)

Odkaz na UŽÍVATEĽSKÚ PRÍRUČKU tu (často aktualizované)

Bol vytvorený na jednoduché ovládanie posúvača fotoaparátu. Umožní vám pohybovať platformou s takmer ľubovoľnou kamerou hore, s vopred stanovenou rýchlosťou. Túto rýchlosť je možné v reálnom čase upravovať pre skvelé efekty videa. Štandardne (limity je možné zmeniť v kóde Arduino), rýchlosť pohybu platformy je možné nastaviť od 0,01 mm/s do 35 mm/s

V závislosti od vášho nastavenia budete musieť upraviť hodnotu DĹŽKA ŽELEZNICE: zmerajte celkovú dĺžku koľajnice, po ktorej môže vozeň jazdiť. Ak napríklad používate kovové tyče 1 000 mm, dostupná koľajnica pre vozík by mala byť približne 800 mm (1 000 mm mínus kus koľajnice vložený do bočných podpier).

Aby ste mohli ovládať CAMERA SLIDER, musíte:

1. Pripojte Arduino Leonardo k akémukoľvek zdroju jednosmerného prúdu (od 9 do 12 V). So súpravou dodávame napájací zdroj 12V 1A alebo držiak batérie (9V)
2. Počkajte 5-10 sekúnd, kým robot vytvorí WIFI sieť (nazývanú JJROBOTSXX)
3. Pripojte svoj smartphone k tejto sieti WIFI pomocou hesla: 87654321
4. Potom spustite ovládaciu aplikáciu (CAMERA SLIDER APP). POZNÁMKA: ak ešte nie ste pripojení k WIFI SÍTI robota, aplikácia vás o tom informuje
5. Posuňte vozík (platňa, na ktorej je pripevnený fotoaparát/smartfón) na koniec motora. Odtiaľ by mal fotoaparát/smartfón smerovať na stranu uvedenú v nižšie uvedenej schéme. To by bola „strana filmovania“pre CAMERA SLIDER
6. Na sledovanie pohybu objektu musí kamera smerovať na cieľový objekt. Do stredu objektu, ktorý sa má nasnímať. Počas cesty po koľajnici bude robot naďalej orientovať kameru na tento bod
7. Nakonfigurujte riadiace hodnoty podľa svojich požiadaviek. Ako to spraviť:

VZDIALENOSŤ KAMEROVÉHO OBJEKTU (X): Vzdialenosť od stredu plošiny kamery k bodu, kde sa kolmá imaginárna čiara od objektu stretáva s koľajnicou

POZNÁMKA: Platformu kamery nemusíte umiestňovať na úplný koniec koľajnice, môžete začať odkiaľkoľvek.

Hodnota RAIL LENGTH umožní aplikácii vedieť, ako dlho bude vozík s fotoaparátom cestovať, než sa začne vracať na pôvodné miesto. Táto hodnota nemusí byť skutočnou dĺžkou koľajnice, stačí len segment, v ktorom sa kamera bude nepretržite kývať dopredu a dozadu. Pozrite sa na obrázok nižšie: hodnotu DĹŽKA ŽELEZNICE môžete nastaviť na hodnotu 400 mm, aj keď je SKUTOČNÁ dĺžka koľajnice dlhšia. V takom prípade bude pohyb kamery obmedzený vo virtuálnej koľajnici 400 mm. Majte na pamäti, že kamera musí pred pohybom ukazovať na objekt, aby ho správne sledovala

POZNÁMKA: Použitím možnosti ODLOŽENÝ ŠTART budete mať dostatok času na konfiguráciu POSUVAČA KAMERY, jej spustenie a umiestnenie smartfónu na pohyblivú platformu

Krok 7: Užitočné ODKAZY:

POSUVNÉ ČASTI KAMERY od jjRobots (prispôsobiteľná KIT)

Ovládajte odkaz APP (Google Play)

Ovládajte odkaz APP (iOS/ Apple)

Ovládajte sprievodcu APP

Úložisko 3D dielov

informácie o tom, ako nahrať na dosku Arduino, v sprievodcovi inštaláciou

Druhé miesto v súťaži o mikrokontrolér