ARDUINO CAMERA STABILIZER: 4 ขั้นตอน (พร้อมรูปภาพ)

2024 ผู้เขียน: John Day | [email protected]. แก้ไขล่าสุด: 2024-01-30 13:07

รายละเอียดโครงการ:

โครงการนี้ได้รับการพัฒนาโดย Nil Carrillo และ Robert Cabañero นักศึกษาวิศวกรรมการออกแบบผลิตภัณฑ์ชั้นปีที่ 3 สองคนที่ ELISAVA

การบันทึกวิดีโอถูกกำหนดอย่างมากโดยชีพจรของตากล้อง เนื่องจากมีผลกระทบโดยตรงต่อคุณภาพของวิดีโอ ตัวกันสั่นของกล้องได้รับการพัฒนาเพื่อลดผลกระทบจากการสั่นสะเทือนบนฟุตเทจวิดีโอ และเราสามารถค้นหาได้ตั้งแต่ตัวกันสั่นแบบกลไกดั้งเดิมไปจนถึงตัวกันสั่นแบบอิเล็กทรอนิกส์ที่ทันสมัย เช่น KarmaGrip โดย GoPro

ในคู่มือแนะนำนี้ คุณจะพบขั้นตอนในการพัฒนาตัวกันสั่นกล้องอิเล็กทรอนิกส์ที่ทำงานบนสภาพแวดล้อม Arduino

ตัวกันสั่นที่เราออกแบบนั้นคิดว่าจะทำให้แกนหมุนสองแกนคงที่โดยอัตโนมัติ โดยปล่อยให้การหมุนกล้องราบเรียบอยู่ภายใต้การควบคุมของผู้ใช้ ซึ่งสามารถปรับทิศทางกล้องได้ตามต้องการผ่านปุ่มกดสองปุ่มที่อยู่บน

เราจะเริ่มรายการส่วนประกอบที่จำเป็นและซอฟต์แวร์และรหัสที่ใช้ในการพัฒนาโครงการนี้ เราจะดำเนินการต่อด้วยคำอธิบายทีละขั้นตอนของกระบวนการประกอบเพื่อสรุปข้อสรุปบางประการเกี่ยวกับกระบวนการทั้งหมดและตัวโครงการเอง

เราหวังว่าคุณจะสนุก!

ขั้นตอนที่ 1: ส่วนประกอบ

นี่คือรายการส่วนประกอบ ด้านบน คุณจะพบภาพของแต่ละองค์ประกอบโดยเริ่มจากซ้ายไปขวา

1.1 - ข้อศอกและด้ามจับโครงสร้างกันโคลงที่พิมพ์ 3 มิติ (ที่จับ x1, ข้อศอกยาว x1, ข้อศอกกลาง x1, ข้อศอกเล็ก x1)

1.2 - แบริ่ง (x3)

1.3 - เซอร์โวมอเตอร์ Sg90 (x3)

1.4 - ปุ่มกดสำหรับ Arduino (x2)

1.5 - ไจโรสโคปสำหรับ Arduino MPU6050 (x1)

1.6 - บอร์ด MiniArduino (x1)

1.7 - สายเชื่อมต่อ

·

ขั้นตอนที่ 2: ซอฟต์แวร์และรหัส

2.1 - แผนภาพการไหล: สิ่งแรกที่เราต้องทำคือร่างแผนภาพการไหลเพื่อแสดงวิธีการทำงานของตัวกันโคลง โดยคำนึงถึงส่วนประกอบอิเล็กทรอนิกส์และหน้าที่ของมัน

2.2 - ซอฟต์แวร์: ขั้นตอนต่อไปคือการแปลผังงานเป็นรหัสภาษาของการประมวลผล เพื่อให้เราสามารถสื่อสารกับบอร์ด Arduino ได้ เราเริ่มต้นด้วยการเขียนโค้ดสำหรับไจโรสโคปและเซอร์โวมอเตอร์แกน x และ y เนื่องจากเราพบว่าเป็นโค้ดที่น่าสนใจที่สุดในการเขียน ในการดำเนินการดังกล่าว เราต้องดาวน์โหลดไลบรารีสำหรับไจโรสโคปก่อน ซึ่งคุณจะพบได้ที่นี่:

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

เมื่อเราให้ไจโรสโคปทำงานเซอร์โวมอเตอร์แกน x และ y เราก็เพิ่มโค้ดเพื่อควบคุมเซอร์โวมอเตอร์แกน z เราตัดสินใจว่าเราต้องการให้ผู้ใช้ควบคุมระบบกันสั่นบางส่วน ดังนั้นเราจึงเพิ่มปุ่มกดสองปุ่มเพื่อควบคุมทิศทางของกล้องสำหรับการบันทึกด้านหน้าหรือด้านหลัง

คุณสามารถค้นหารหัสทั้งหมดสำหรับการทำงานของโคลงได้ในไฟล์ 3.2 ด้านบน การเชื่อมต่อทางกายภาพของเซอร์โวมอเตอร์ ไจโรสโคป และปุ่มกดจะอธิบายในขั้นตอนต่อไป

ขั้นตอนที่ 3: กระบวนการประกอบ

ณ จุดนี้ เราก็พร้อมที่จะเริ่มการตั้งค่าทางกายภาพของตัวกันโคลงของเราแล้ว ด้านบนคุณจะพบรูปภาพที่ตั้งชื่อตามแต่ละขั้นตอนของกระบวนการประกอบ ซึ่งจะช่วยให้เข้าใจถึงสิ่งที่กำลังทำในแต่ละจุด

4.1 - สิ่งแรกที่ต้องทำคือโหลดโค้ดไปยังบอร์ด Arduino เพื่อให้พร้อมเมื่อเราเชื่อมต่อส่วนประกอบที่เหลือ

4.2 - สิ่งต่อไปที่ต้องทำคือการเชื่อมต่อฟิสิคัลของเซอร์โวมอเตอร์ (x3), ไจโรสโคป MPU6050 และปุ่มกดทั้งสอง

4.3 - ขั้นตอนที่สามคือการประกอบสี่ส่วนของไจโรสโคปโดยมีจุดต่อสามจุดซึ่งแต่ละอันประกอบเป็นตลับลูกปืนเดียว แบริ่งแต่ละตัวสัมผัสกับส่วนหนึ่งบนพื้นผิวด้านนอกและกับแกนของเซอร์โวมอเตอร์ในพื้นผิวด้านใน เนื่องจากเซอร์โวมอเตอร์ติดตั้งอยู่ที่ส่วนที่สอง แบริ่งจะสร้างข้อต่อการหมุนที่ราบรื่นซึ่งควบคุมโดยการหมุนของแกนเซอร์โว

4.4 - ขั้นตอนสุดท้ายของกระบวนการประกอบประกอบด้วยการเชื่อมต่อวงจร Arduino อิเล็กทรอนิกส์ของไจโรสโคป ปุ่มกด และเซอร์โวเข้ากับโครงสร้างของตัวกันโคลง ทำได้โดยการติดตั้งเซอร์โวมอเตอร์บนตลับลูกปืนตามที่อธิบายไว้ในขั้นตอนที่แล้ว การติดตั้งไจโรสโคป Arduino ครั้งที่สองบนแขนที่ยึดกล้องไว้ และการติดตั้งแบตเตอรี่ครั้งที่สาม บอร์ด Arduino และปุ่มกดบนที่จับ หลังจากขั้นตอนนี้ prototipe ที่ใช้งานได้ของเราก็พร้อมที่จะทำให้เสถียร

ขั้นตอนที่ 4: วิดีโอสาธิต

ในขั้นตอนสุดท้ายนี้ คุณจะเห็นการทดสอบการทำงานครั้งแรกของตัวกันโคลง ในวิดีโอต่อไปนี้ คุณจะสามารถดูว่าตัวกันโคลงตอบสนองต่อความเอียงของไจโรสโคปอย่างไร ตลอดจนพฤติกรรมของมันเมื่อผู้ใช้เปิดใช้งานปุ่มกดเพื่อควบคุมทิศทางการบันทึก

ดังที่คุณเห็นในวิดีโอ เป้าหมายของเราในการสร้างต้นแบบการทำงานของตัวกันโคลงได้บรรลุผลแล้ว เนื่องจากเซอร์โวมอเตอร์ตอบสนองอย่างรวดเร็วและนุ่มนวลต่อความเอียงของไจโรสโคป เราคิดว่าแม้ว่าโคลงจะทำงานร่วมกับเซอร์โวมอเตอร์ แต่การตั้งค่าที่เหมาะสมที่สุดก็คือการใช้สเต็ปเปอร์มอเตอร์ ซึ่งไม่มีข้อจำกัดในการหมุน เช่น เซอร์โวมอเตอร์ ซึ่งทำงานที่ 180 หรือ 360 องศา