ARDUINO CAMERA STABILISATOR - Ajarnpa

2024 Auteur: John Day | [email protected]. Laatst gewijzigd: 2024-01-30 11:19

PROJECTBESCHRIJVING:

Dit project is ontwikkeld door Nil Carrillo en Robert Cabañero, twee 3e jaars studenten productontwerp engineering aan ELISAVA.

Video-opname wordt sterk bepaald door de hartslag van de cameraman, aangezien deze een directe invloed heeft op de kwaliteit van het beeldmateriaal. Camerastabilisatoren zijn ontwikkeld om de impact van trillingen op videobeelden te minimaliseren, en we kunnen vinden van traditionele mechanische stabilisatoren tot moderne elektronische stabilisatoren zoals de KarmaGrip van GoPro.

In deze instructiegids vindt u de stappen om een elektronische camerastabilisator te ontwikkelen die op een Arduino-omgeving werkt.

De stabilisator die we hebben ontworpen, wordt verondersteld twee van de rotatie-assen automatisch te stabiliseren, terwijl de vlakke rotatie van de camera onder controle blijft van de gebruiker, die de camera naar wens kan oriënteren via twee drukknoppen op de

We beginnen met het opsommen van de benodigde componenten en de software en code die is gebruikt om dit project te ontwikkelen. We gaan verder met een stapsgewijze uitleg van het assemblageproces om uiteindelijk een paar conclusies te trekken over het hele proces en het project zelf.

We hopen dat je ervan gaat genieten!

Stap 1: COMPONENTEN

Dit is de componentenlijst; hierboven vindt u van links naar rechts een afbeelding van elk onderdeel.

1.1 - 3D-geprinte ellebogen en handgreep met stabilisatorstructuur (x1 handgreep, x1 lange elleboog, x1 middelgrote elleboog, x1 kleine elleboog)

1.2 - Lagers (x3)

1.3 - Servomotoren Sg90 (x3)

1.4 - Drukknoppen voor Arduino (x2)

1.5 - Gyroscoop voor Arduino MPU6050 (x1)

1.6 - MiniArduino-bord (x1)

1.7 - Aansluitdraden

·

Stap 2: SOFTWARE EN CODE

2.1 - Stroomschema: Het eerste dat we moeten doen, is een stroomschema schetsen om weer te geven hoe de stabilisator zal werken, rekening houdend met zijn elektronische componenten en hun functie.

2.2 - Software: De volgende stap was het vertalen van het stroomdiagram naar de taalcode Processing, zodat we konden communiceren met het Arduino-bord. We begonnen met het schrijven van de code voor de gyroscoop en de x- en y-as servomotoren, omdat we vonden dat dit de meest interessante code was om te schrijven. Hiervoor moesten we eerst de bibliotheek voor de gyroscoop downloaden, die je hier kunt vinden:

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

Nadat we de gyroscoop de x- en y-as-servomotoren hadden laten bedienen, hebben we de code toegevoegd om de z-as-servomotor te besturen. We besloten dat we de gebruiker enige controle over de stabilisator wilden geven, dus hebben we twee drukknoppen toegevoegd om de oriëntatie van de camera te regelen voor voorwaartse of achterwaartse opnames.

De hele code voor de werking van de stabilisator vind je in bestand 3.2 hierboven; de fysieke aansluiting van de servomotoren, gyroscoop en drukknoppen wordt in de volgende stap uitgelegd.

Stap 3: MONTAGEPROCES

Op dit punt waren we klaar om de fysieke installatie van onze stabilisator te starten. Hierboven vindt u een afbeelding met de naam naar elke stap van het montageproces, die u zal helpen begrijpen wat er op elk punt wordt gedaan.

4.1 - Het eerste dat we moesten doen, was de code naar het Arduino-bord laden om het klaar te hebben voor wanneer we de rest van de componenten aansluiten.

4.2 - Het volgende wat gedaan moest worden was de fysieke aansluiting van de servomotoren (x3), de MPU6050 gyroscoop en de twee drukknoppen.

4.3 - De derde stap was het monteren van de vier delen van de gyroscoop met de drie knooppunten die elk door één lager waren gevormd. Elk lager is in contact met een deel op het buitenoppervlak en met de as van de servomotor in het binnenoppervlak. Omdat de servomotor op het tweede deel is gemonteerd, creëert het lager een soepele rotatieverbinding die wordt bestuurd door de rotatie van de servo-as.

4.4 - De laatste stap van het assemblageproces bestaat uit het aansluiten van het elektronische Arduino-circuit van de gyroscoop, drukknoppen en servo's op de structuur van de stabilisator. Dit wordt gedaan door eerst de servomotoren op de lagers te monteren zoals uitgelegd in de vorige stap, vervolgens de Arduino-gyroscoop te monteren op de arm die de camera vasthoudt en ten derde de batterij, het Arduino-bord en de drukknoppen op het handvat. Na deze stap is onze functionele prototipe klaar om te stabiliseren.

Stap 4: VIDEODEMONSTRATIE

In deze laatste stap kunt u de eerste functionele test van de stabilisator zien. In de volgende video kunt u zien hoe de stabilisator reageert op een helling van de gyroscoop en zijn gedrag wanneer de gebruiker de drukknoppen activeert om de opnamerichting te regelen.

Zoals je in de video kunt zien, is ons doel om een functioneel prototype van een stabilisator te bouwen bereikt, omdat de servomotoren snel en rustig reageren op de neigingen die aan de gyroscoop worden gegeven. We denken dat, hoewel de stabilisator werkt met servomotoren, de ideale opstelling het gebruik van stappenmotoren zou zijn, die geen rotatiebeperkingen hebben, zoals servomotoren, die op 180 of 360 graden werken.