ตัวเลื่อนกล้องแบบใช้มอเตอร์: 6 ขั้นตอน (พร้อมรูปภาพ)

2024 ผู้เขียน: John Day | [email protected]. แก้ไขล่าสุด: 2024-01-30 13:05

เมื่อพูดถึงอุปกรณ์วิดีโอ ตัวเลื่อนกล้องไม่ถือเป็นสิ่งจำเป็น แต่ก็ไม่ได้หยุดฉันไม่ให้สร้างมันขึ้นมา ฉันรู้ตั้งแต่แรกแล้วว่าการใช้ชิ้นส่วนสำหรับเครื่องพิมพ์ 3 มิติจะทำให้ราคาถูก เข้าถึงได้ และปรับเปลี่ยนได้ ความจริงที่ว่ามันเป็นมอเตอร์ทำให้เหมาะอย่างยิ่งสำหรับไทม์แลปส์เพราะสามารถเคลื่อนที่ด้วยความเร็วที่กำหนดไว้ในระยะเวลานาน นอกจากนี้ยังทำให้การเคลื่อนไหวสม่ำเสมอมากที่ความเร็วปกติ ยิ่งไปกว่านั้น ซอฟต์แวร์ยังอนุญาตให้ควบคุมโดยเพียงแค่หมุนปุ่มเหมือนตัวเลื่อนแบบกลไก ฉันมีความสุขมากกับผลลัพธ์ที่ได้ สิ่งเดียวที่ขาดหายไปคือหัวกล้องที่ลื่นไหลเพื่อการเลื่อนและการแพนกล้องที่ราบรื่น แต่ฉันจะได้รับหนึ่ง

ตัวเลื่อนที่ฉันสร้างนั้นยาวประมาณครึ่งเมตร ข้อดีของการออกแบบคือสามารถขยายขนาดได้ง่ายมาก เพียงแค่ได้รับแท่งที่ยาวขึ้น หากคุณต้องการ คุณสามารถใช้อุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์บนตัวเลื่อนที่ต่างไปจากเดิมอย่างสิ้นเชิง หรือแม้แต่ปรับเปลี่ยนตัวเลื่อนแบบไม่ใช้เครื่องยนต์ อุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์จะทำงานร่วมกับสเต็ปเปอร์มอเตอร์เกือบทุกชนิด

ฉันขอแนะนำให้ดูวิดีโอเพราะมีข้อมูลเพิ่มเติม

ขั้นตอนที่ 1: เครื่องมือ วัสดุ ไฟล์

เครื่องมือ:

• เครื่องพิมพ์ 3 มิติ
• เจาะ
• หัวแร้ง
• ไขควง
• เลื่อยมือโลหะ
• มีดเอ็กซ์แอคโต

วัสดุสำหรับชิ้นส่วนเครื่องจักรกล:

• NEMA 17 สเต็ปเปอร์มอเตอร์
• รอก GT2 - ฉันใช้อันที่มีฟัน 20 ซี่ แต่จริงๆแล้วมันไม่สำคัญ
• คนเดินเตาะแตะ GT2 - รู 3 มม.
• สายพานไทม์มิ่ง GT2 - 2 เมตรสำหรับตัวเลื่อนครึ่งเมตร (ดีกว่าที่จะมีพิเศษ)
• ก้านเรียบ 8 มม. - ฉันได้อันยาวหนึ่งเมตรซึ่งฉันผ่าครึ่ง
• ตลับลูกปืนเชิงเส้น LM8UU 4x
• สกรูและน็อต M3
• โปรไฟล์อลูมิเนียมหรือแท่งเกลียว M8 เพื่อความสมบูรณ์ของโครงสร้าง
• ไฟล์ที่พิมพ์ 3 มิติ

วัสดุสำหรับอุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์:

• Arduino โปรไมโคร
• ตัวขับสเต็ป A4988
• หน้าจอ OLED I2C ขนาด 0.96"
• แบตเตอรี่ Li-po 3S1P หรือแบตสำรอง (แนะนำ 2.1A)
• LE33CD-TR | ตัวควบคุมแรงดันไฟฟ้า 3.3V - สารทดแทน: LM2931AD33R | L4931ABD33-TR - ตัวควบคุม 3.3V อื่นใดที่มีพินเอาต์เดียวกันควรทำงานหากสามารถรองรับอย่างน้อย 100mA
• ปุ่มสัมผัส 4x
• ตัวเข้ารหัสแบบหมุนของฉัน - ไฟล์เดียวที่แก้ไข
• ตัวต้านทาน 9x 10k 0805
• ตัวต้านทาน 2x 1k 0805
• ตัวต้านทาน 2x 10k 1/4w
• 3x 100nF 0805 ตัวเก็บประจุ
• 1x 2.2uF 0805 ตัวเก็บประจุ
• ไมโครสวิตช์ MSW-1 2+2x - รับอันที่มีล้อ | 2 สำหรับตัวเข้ารหัส + 2 สำหรับตัวเลื่อน
• ตัวแปลงสเต็ปอัพหรือสเต็ปดาวน์ - ขึ้นอยู่กับแบตเตอรี่ที่คุณใช้
• 1x3 ขาหัวเข็มมุมขวา
• 1x ตัวเชื่อมต่อ Molex 3pin 2.54mm Molex ชายและหญิง 1x

ขั้นตอนที่ 2: การประกอบเฟรม

ข้ามไปที่ 4:33 ในวิดีโอเพื่อไปที่การประกอบเฟรม

ฉันเริ่มต้นด้วยการตัดท่อนไม้เรียบยาวเมตรครึ่งด้วยเลื่อยมือ เมื่อฉันพยายามสอดเข้าไปในชิ้นส่วนที่พิมพ์ไว้ หากแน่นเกินไป ฉันจึงต้องใช้สว่านพร้อมดอกสว่านขนาด 8 มม. เพื่อขยายให้ใหญ่ขึ้น ที่ทำให้มันเข้ากันได้ดีขึ้นมาก ก่อนที่ฉันจะผลักแท่งไม้ให้แข็ง ฉันใส่ตลับลูกปืนเชิงเส้นไว้บนแท่งนั้น เพราะจะไม่มีโอกาสนั้นในภายหลัง ฉันไม่ได้ใช้กาวใดๆ เนื่องจากแท่งแท่งยึดแน่นมาก แต่สามารถใช้บางอย่างได้ตามสบาย

ต่อไป ฉันติดแคร่กล้องด้วยสายรัดซิป ทุกอย่างเริ่มดูเหมือนตัวเลื่อนและตัวกล้องเคลื่อนตัวไปอย่างราบรื่นจริง ๆ ซึ่งเป็นสัญญาณที่ดี ดังนั้นฉันจึงวางสเต็ปเปอร์มอเตอร์เข้าที่และขันให้แน่นด้วยสกรู M3 สี่ตัว หลังจากนั้น ฉันผสมอีพ็อกซี่ 5 นาทีเพื่อทากาวที่ขา ขาทั้งสองข้างข้างมอเตอร์อาจดูเหมือนกัน แต่ขาข้างหนึ่งมีรอยบากเล็กน้อยในขณะที่อีกข้างไม่ อันที่ไม่มีรอยบากอยู่ด้านที่อุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์จะอยู่และอีกอันอยู่อีกด้านหนึ่งแน่นอน ฉันยังพบอีกว่าเมื่อคุณมีทั้งสามอย่างเข้าที่แล้ว เป็นการดีที่จะวางตัวเลื่อนบนพื้นผิวที่เรียบและปล่อยให้กาวแข็งตัวอย่างนั้น

ต่อไป ฉันติดตั้งรอกบนเพลามอเตอร์และขันสกรูด้วงให้แน่น อีกด้านหนึ่งของตัวเลื่อน ฉันติดตั้งตัวคนขี้เกียจด้วยสกรู M3 และน็อตล็อค ฉันไม่ได้ขันแน่นจนสุดเพราะฉันไม่ต้องการยึดแบริ่ง ถึงเวลาสำหรับสายพานราวลิ้นและนี่คือสิ่งที่ฉันต้องการเตือนให้คุณหาเข็มขัดที่ยาวพอ ไม่มีเหตุผลอะไร ก็แค่พูด ฉันล็อกเข็มขัดด้านหนึ่งไว้ที่แคร่กล้องโดยเพียงแค่คล้องไว้รอบขอเกี่ยวอันชาญฉลาดนี้ ซึ่งเป็นดีไซน์ที่ฉันขโมยมาจาก Thingiverse อีกทางหนึ่ง จากนั้นฉันก็พันเข็มขัดไว้รอบรอกและคนขี้เกียจและล็อคปลายอีกด้านไว้ที่แคร่กล้องด้วย ตรวจสอบให้แน่ใจว่าเข็มขัดแน่นที่สุด

ณ จุดนี้ ตัวเลื่อนเกือบจะเสร็จแล้ว ยกเว้นรายละเอียดที่สำคัญอย่างหนึ่ง รองรับแท่งเรียบทั้งหมด ฉันแค่เอาโปรไฟล์อลูมิเนียมมุมฉากแล้วขันไปที่ด้านล่างของตัวเลื่อน มีรูสองสามรูที่ออกแบบให้สกรู M3 เพียงแค่แตะเข้ากับพลาสติก ถ้าคุณไม่ชอบวิธีแก้ปัญหานั้น คุณสามารถใช้แท่งเกลียว M8 หรือคุณสามารถสร้างวิธีการของคุณเองได้ ฉันยังวางท่อนไม้เล็กๆ ไว้ตรงกลางโปรไฟล์ เพื่อให้สามารถติดเข้ากับขาตั้งกล้องได้ แต่คุณไม่จำเป็นต้องทำอย่างนั้น

ขั้นตอนที่ 3: การประกอบอุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์

หากรูปภาพมีค่าเป็นพัน ๆ คำ แสดงว่าแอนิเมชั่นด้านบนมีค่าอย่างน้อยทั้งย่อหน้า แต่ก็ไม่ได้บอกเล่าเรื่องราวทั้งหมด ก่อนอื่น PCBs เป็นแบบด้านเดียวจึงสามารถทำเองได้ง่ายๆ ฉันได้รวมไฟล์ Eagle ไว้เพื่อให้คุณสามารถแก้ไขได้หรือสร้างมันขึ้นมาอย่างมืออาชีพ สิ่งหนึ่งที่ต้องจำไว้คือมีสิ่งต่างๆ มากมายเชื่อมต่อกับ PCB หลัก และคุณจะต้องเดินสายไฟไปทั่ว เริ่มต้นด้วย OLED ย้ายไปที่ PCB ขนาดเล็ก จากนั้นต่อไมโครสวิตช์และตัวเข้ารหัส แล้วปิดท้ายด้วยมอเตอร์และสายไฟ

พูดถึงเครื่องเข้ารหัส นี่คือตัวเข้ารหัสแบบหมุนที่ฉันใช้อยู่ แต่ส่วนฐานของชิ้นส่วนได้รับการแก้ไขแล้ว ส่วนที่แก้ไขอยู่ในไฟล์ RAR ที่มีโมเดล 3 มิติ แต่ฉันได้รวมไว้ที่นี่ด้วยเพื่อความสะดวกหรือสับสน แล้วแต่จะลงเอย.

ขั้นตอนที่ 4: พาวเวอร์ซัพพลาย

ในการจ่ายไฟให้กับตัวเลื่อน สิ่งที่คุณต้องมีคือ 5V สำหรับอุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์และ 12V สำหรับมอเตอร์ ฉันเดินสายเคเบิลไปตามโปรไฟล์อลูมิเนียมที่ส่วนหลัง ฉันต่อสายนี้ด้วยตัวเชื่อมต่อ Molex ดังที่แสดงด้านบน ฉันสร้างอุปกรณ์จ่ายไฟสองแบบที่แตกต่างกัน

มาเริ่มกันที่แบตเตอรี่ Li-Po แบตเตอรี่มีการเชื่อมโยงในวัสดุด้านบนหากคุณสนใจ เนื่องจากเป็นแบตเตอรี 3 เซลล์ จึงมีเอาต์พุตประมาณ 12V ดังนั้นฉันจึงเชื่อมต่อโดยตรง สำหรับ 5V ฉันใช้ตัวแปลงสเต็ปดาวน์แบบปรับได้ขนาดเล็กที่เรียกว่า Mini-360 มีพื้นที่เพียงพอสำหรับโมเดลนี้ คอนเนคเตอร์ คอนเวอร์เตอร์ และสายไฟทั้งหมดยึดเข้าที่ด้วยกาวร้อนในปริมาณที่พอเหมาะ

สำหรับพาวเวอร์แบงค์ มันต่างออกไปเล็กน้อย ก่อนอื่น นี่คือธนาคารพลังงาน Xiaomi 10000mAh รุ่นเก่าที่เลิกผลิตแล้ว ดังนั้นฉันขอโทษหากคุณไม่พอดี แต่ฉันได้รวมไฟล์ขั้นตอนเพื่อให้ทุกคนสามารถแก้ไขได้ พาวเวอร์แบงค์ต้องสามารถจ่ายไฟได้อย่างน้อย 2.1A เพราะมอเตอร์จะหิว เนื่องจากแบตเตอรี USB ให้ 5V นั่นคือ 12V ที่เราจำเป็นต้องกังวล น่าเสียดายที่มันคือ 12V ซึ่งกระแสส่วนใหญ่จะถูกดึงออกมา ดังนั้นจำเป็นต้องมีตัวแปลงสเต็ปอัพขนาดใหญ่ ฉันเลือก XL6009 ซึ่งปรับได้เช่นกัน ดังนั้นอย่าลืมตั้งค่าที่กันจอนก่อน เหมือนเมื่อก่อน ทุกสิ่งที่นี่ติดกาวร้อนเข้าที่

เมื่อพูดถึงมอเตอร์ มอเตอร์จะทำงานอย่างมีความสุขแม้ใน 24V และคุณอาจทำให้มันทำงานด้วยแบตเตอรี่ลิเธียม 2 เซลล์ซึ่งมีกำลังไฟเพียง 7.4V หากคุณพบว่ามอเตอร์ของคุณอุ่นขึ้นอย่างรวดเร็วหรือไม่สามารถพกพากล้องได้ คุณจะต้องปรับขีดจำกัดกระแสไฟ มันถูกตั้งค่าด้วยโพเทนชิออมิเตอร์บนบอร์ดไดรเวอร์ a4988 ตามที่แสดงในภาพด้านบน สุจริตฉันเล่นกับมันชั่วขณะหนึ่งจนกว่ามอเตอร์จะอุ่นขึ้นเล็กน้อยหลังจากใช้งานสองสามนาที มีวิธีการทำที่ถูกต้อง แต่นี่ดีพอ:D

ขั้นตอนที่ 5: รหัส

วิดีโอ(@10:40) อธิบายอย่างชัดเจนว่าตัวแปรใดที่สามารถเปลี่ยนแปลงได้และสิ่งที่พวกเขาทำ ดังนั้นฉันจะไม่พูดซ้ำ แต่ฉันจะเพิ่มข้อมูลเพิ่มเติม ฉันใช้ Arduino 1.8.8 แต่ควรใช้งานได้กับเกือบทุกเวอร์ชัน คุณจะต้องติดตั้งไลบรารี่สองสามตัวหากยังไม่มี ไปที่สเก็ตช์ > รวมไลบรารี > จัดการไลบรารี… ในตัวจัดการไลบรารี ให้มองหา Adafruit ssd1306 และ Adafruit GFX แล้วดาวน์โหลด

ในวิดีโอ ฉันบอกว่าคุณจะต้องคิดหาจำนวนก้าวด้วยตัวเอง แต่วันนี้ฉันอารมณ์ดี และได้ทำโปรแกรมง่ายๆ เพื่อคำนวณจำนวนก้าว เป็นชื่อที่ชื่อ steps_counter สิ่งที่คุณต้องทำคือวางหัวไว้ที่ปลายด้านหนึ่ง กดปุ่มยืนยัน รอจนกระทั่งตัวเลื่อนไปถึงปลายอีกด้านแล้วกดปุ่มอีกครั้ง จำนวนขั้นตอนจะถูกส่งผ่านพอร์ตอนุกรม

ฉันยังพูดถึงเวอร์ชันทดลองที่ฉันตัดสินใจใส่ใน GitHub ของฉันด้วย ดังนั้นหากคุณต้องการมีส่วนร่วมหรือเพียงแค่ดาวน์โหลด นั่นคือสิ่งที่มันจะเป็น

ขั้นตอนที่ 6: บทสรุป

ฉันใช้สไลเดอร์มาสองสามครั้งแล้วและต้องบอกว่ามันยอดเยี่ยม ช็อตนั้นยอดเยี่ยม เช่นเดียวกับโครงการอื่นๆ หลังจากทำเสร็จแล้ว ฉันสามารถคิดหาวิธีปรับปรุงได้อีกหลายร้อยวิธี และเป็นไปได้มากว่าฉันจะ ในตอนนี้ แม้ว่าฉันจะให้เวลากับมันบ้างเพื่อที่ฉันจะได้สบายใจกับมัน แล้วฉันจะได้รู้ว่าการอัปเกรดใดที่สำคัญจริงๆ

แจ้งให้เราทราบหากคุณต้องการความช่วยเหลือเกี่ยวกับโครงการนี้หรือถ้าฉันลืมอะไร นอกจากนี้ พิจารณาสมัครรับข้อมูลจากช่อง YouTube ของฉัน ซึ่งฉันจะโพสต์การอัปเดตที่สำคัญเกี่ยวกับโครงการด้วย