SLIDER DE CAMÉRA MOTORISÉ AVEC SYSTÈME DE SUIVI (3D imprimé) : 7 étapes (avec photos)

2024 Auteur: John Day | [email protected]. Dernière modifié: 2024-01-30 09:07

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À propos: Nous aimons les robots, le bricolage et la science amusante. JJROBOTS vise à rapprocher les projets robotiques ouverts des gens en fournissant du matériel, une bonne documentation, des instructions de construction + du code, des informations sur le "comment ça marche" … Plus d'informations sur jjrobots »

Fondamentalement, ce robot déplacera une caméra/un smartphone sur un rail et "suivra" un objet. L'emplacement de l'objet cible est déjà connu du robot. Les mathématiques derrière ce système de suivi sont assez simples. Nous avons créé ici une simulation du processus de suivi.

La caméra, placée sur un chariot lorsqu'elle se déplace, pointera vers l'objet cible en fonction des informations fournies au robot (c'est-à-dire: l'emplacement actuel de la cible. Gardez à l'esprit que le robot sait déjà où se trouve la caméra).

La vitesse et les actions de démarrage/arrêt sont contrôlées depuis votre propre smartphone. Pour cela, le smartphone doit être connecté au réseau WIFI du robot. Comme la vitesse peut être réglée à volonté (à partir du smartphone), vous pouvez déplacer le « chariot de caméra » aussi lentement que vous le souhaitez, ce qui permet de créer des vidéos TIME LAPSE.

Control APP disponible gratuitement sur Google PLAY ou iTunes Store

Fournitures

Liens utiles:

• Kit de curseur de caméra
• Dernier code Arduino de Camera Slider: CameraSlider_V6_M0
• Lien APP de contrôle (appareils Google Play/Android)
• Lien APP de contrôle (appareils iTunes / iOS)
• Guide d'utilisation de l'application de contrôle.
• Référentiel de pièces 3D
• Tableau de contrôle DEVIA.

Étape 1: LISTE DES PIÈCES

Nous avons utilisé des éléments communs du monde DIY/MAKER afin de rendre ce robot accessible et abordable

Liste des pièces:

• SET de pièces imprimées en 3D

• CABLE MOTEUR (70 cm)
• CABLE MOTEUR (14 cm)
• Poulie GT2 16 dents
• Poulie GT2 20 dents
• Roulement à billes circulaire 6002RS ou 6002ZZ
• Courroie de distribution GT2 (150cm pour un rail de 700mm) + courroie annulaire 200mm GT2
• Câble USB 1m (connecteur micro USB)
• Caméra pivotante
• Profilé en aluminium anodisé (forme en V 2020)
• 3x roulement de roue (forme en V)
• Support smartphone + vis caméra (court)
• Alimentation 12V/2A avec POWER JACK 2.1mm
• Boulons M3 (10 mm, 15 mm et 20 mm) + écrous Boulons M5 25 mm

Électronique:

• Carte de contrôle robotique DEVIA
• 2x TMC2208 Ultra Silent motor driver + dissipateurs thermiques en aluminium (version longue)
• 2x moteurs pas à pas NEMA 17 à couple élevé + 14 cms cms + long câble (70 cms)
• Câble micro-USB

Vous pouvez tout obtenir vous-même (la plupart des éléments sont les mêmes que ceux utilisés dans le B-robot, l'iboardbot, le sphere-o-bot, le bras robotique Scara, le robot Air hockey…) ou vous évitez les tracas en commandant le KIT PERSONNALISABLE dans notre boutique (et en même temps, vous soutiendrez jjRobots):

OBTENEZ LES PIÈCES DU CURSEUR DE CAMÉRA de jjRobots (KIT personnalisable)

Étape 2: Impression 3D de toutes les pièces. Temps d'impression: 10-14 heures (selon l'imprimante 3D)

PLA fera le travail. Lors de l'impression, définissez l'épaisseur de paroi = 1,2 mm et le remplissage à au moins 25 %.

Tous les modèles de pièces 3D sont disponibles sur Thingiverse

Étape 3: Assemblage

Fondamentalement, il s'agit d'un rail avec une plate-forme qui se déplacera dessus contrôlé par un moteur pas à pas Arduino + 2 NEMA17. Les deux moteurs seront chargés de: 1) faire avancer et reculer la plate-forme de la caméra 2) faire pivoter la caméra lorsqu'elle se déplace sur le rail. L'adaptateur GOPRO/Smartphone est facultatif, vous n'avez donc pas besoin de l'imprimer en 3D si vous prévoyez d'utiliser un appareil photo ordinaire. La longueur totale du rail peut être modifiable. Jusqu'à 2 mètres, le robot se comporte en douceur, sur cette longueur et pour une caméra de plus de 500 grammes (1,1 livres), le rail peut se plier sous le poids tandis que la caméra traverse le milieu du rail.

Il s'agit du modèle 3D du robot. Cliquez sur JOUER et jetez un coup d'œil en 3D. Revenez à ce modèle si vous avez des doutes sur l'endroit où placer un élément.

Le dernier guide de montage: MISE À JOUR

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AVANT DE COMMENCER: La plupart des éléments de ce KIT de curseur de caméra ont été "imprimés en 3D". Gardez cela à l'esprit: vous pouvez le casser si vous appliquez trop de force ou si vous serrez une vis plus que vous ne le devriez. Nous vous indiquerons, lors de ce guide de montage, quand vous pourrez serrer les vis au maximum ou où il faudra juste fixer une pièce à une autre sans forcer du tout.

Insérez les boulons M5 25mm + roulement de roue dans leurs douilles comme indiqué ci-dessous. Ne pas trop serrer les boulons.

Voilà à quoi cela devrait ressembler. Vérifiez s'il y a des bavures sur les pièces imprimées en 3D si vous ressentez une friction lorsque vous faites tourner les roues.

Insérez un écrou M3 et capturez-le à l'aide d'un boulon M3 de 16 mm. Ce boulon vous permettra d'ajuster la distance entre les roues dans le cas où il y aurait un écart de tolérance après l'impression des pièces. Ajustez-le uniquement lorsque le chariot a été placé sur le rail en aluminium.

Placez la partie TOP sur la partie BOTTOM et utilisez 4 boulons M3 de 10 mm pour la fixer. Insérer le roulement à billes 6002RS comme indiqué ci-dessus. IMPORTANT: Le 6002RS doit être étanche. Vous pouvez même le coller sur son support si vous sentez qu'il est lâche.

C'est le moment de régler le boulon dans le chariot dans l'idée de le rendre stable. Déplacez-le d'avant en arrière: toutes les roues doivent tourner mais vous ne devez pas ressentir de résistance ni entendre de bruit. Forcez le chariot et vérifiez si toutes les roues sont maintenues à l'intérieur des rails en aluminium.

Insérez la "POULIE 80 dents" imprimée en 3D comme ci-dessus. Capturez-le avec le CAP et un boulon M3 de 10 mm. Idem pour la poulie: elle doit être serrée autour du roulement à billes 6002RS. Collez-le sur le roulement à billes si ce n'est pas le cas.

1. Placez le moteur comme indiqué et maintenez-le à l'aide de 4 boulons M3 6 mm (mais laissez-les desserrer)
2. Placer la poulie 16 dents sur son axe et, en même temps, passer la courroie 200mm GT2 autour de la poulie
3. Lorsque tout est réglé, poussez le moteur "en arrière" pour que la courroie se tende. Une fois là, vissez les boulons fixant la position du moteur.

Vue de dessus du chariot à ce stade. Vérifiez l'orientation du connecteur du moteur.

Vue de dessous du chariot.

Prenez maintenant la vis de la caméra et la "BAGUE DE CAPTURE DE VIS" et procédez comme ci-dessus. La tête de vis restera en place grâce à cette pièce imprimée en 3D. Vous pouvez maintenant attacher le TOP DE LA POULIE à la BAGUE DE CAPTURE DE VIS à l'aide de 4 boulons M3 de 10 mm

Si vous souhaitez plus de flexibilité lors du pointage de la caméra, utilisez le pivot de la caméra. Il vous permettra de régler facilement l'inclinaison/l'orientation de la caméra

Voici à quoi ressemble le chariot sur le rail. Nous devons encore faire fonctionner la courroie de distribution. Vérifiez les étapes ci-dessous

Fixez le moteur NEMA17 à la partie MOTOR END et fixez-le à l'aide de 4 boulons M3 de 15 mm.

Attachez et fixez la poulie à 20 dents sur l'arbre. Le haut de l'arbre doit être nivelé avec la poulie.

Utilisez 2 boulons M3 de 10 mm pour joindre les JAMBES D'EXTRÉMITÉ DE LA POULIE à l'EXTRÉMITÉ DE LA POULIE

Poussez l'EXTRÉMITÉ DE LA POULIE dans le profilé en aluminium. Vous aurez peut-être besoin du maillet (ou équivalent). Retirez temporairement la poulie si vous pensez pouvoir l'endommager au passage. À ce stade, n'insérez pas complètement le profilé en aluminium dans l'EXTRÉMITÉ DE LA POULIE.

Faites passer la courroie de distribution autour de la poulie et revenez au profilé en aluminium. Il est maintenant temps d'enfoncer complètement l'EXTRÉMITÉ DE LA POULIE (utilisez le maillet). Sois gentil!

Capturez l'extrémité de la courroie de distribution comme indiqué. Vous devrez peut-être utiliser des pinces à ce stade. Poussez la courroie jusqu'au bout pour qu'elle soit complètement insérée, sinon elle touchera les rails lors des mouvements de va-et-vient du chariot. Insérez un écrou et un boulon de 10 mm comme sur la photo. Ce boulon maintiendra la ceinture en place.

Vérifiez que la courroie sort librement. Tout frottement ici entre la courroie et le rail en aluminium compromettra la stabilité du chariot.

Passez-le autour de la poulie à 20 dents comme sur l'image et utilisez le maillet pour insérer complètement la partie MOTOR END dans la poulie en aluminium.

REMARQUE: Ne faites pas attention à l'électronique déjà placée. Cela viendra plus tard.

Maintenant: passez la ceinture dans son canal. Pliez légèrement le bout de la ceinture vers le haut. Cela vous aidera à "l'embellir" dans le "canal de capture"

Serrez la courroie, et en même temps, vissez complètement le boulon. Couper la courroie de distribution restante

Il est temps de placer l'électronique. Vérifiez également la photo suivante, elle montre comment mettre le boîtier de l'électronique. Utilisez 1x boulon M3 de 10 mm pour l'arrière de la carte de commande DEVIA (celui que je désigne). Vissez-le comme indiqué, cela fixera le boîtier de protection au PCB.

Maintenant, retournez la carte et placez-la comme l'image, puis fixez-la à la partie MOTOR END à l'aide d'un boulon de 10 mm (trou du coin supérieur gauche de la carte) et d'un boulon de 20 mm pour l'autre trou, celui qui traverse le boîtier de protection. Deux boulons fixeront le tableau de commande à la pièce MOTOR END. Utilisez deux M3x10mm pour attacher les PATTES DU MOTEUR à l'EXTRÉMITÉ DU MOTEUR.

REMARQUE: vous devrez peut-être ajuster le courant de sortie fourni par les pilotes de moteur TMC. Faites-le avant de placer les dissipateurs thermiques. Plus d'infos tout à la fin de cette page

Placez les dissipateurs thermiques sur le dessus et insérez les pilotes de moteur pas à pas dans leurs prises. Les dissipateurs thermiques sont assez volumineux, c'est donc important: Ne touchez pas les embases métalliques de la face supérieure des steppers avec les dissipateurs thermiques. Cela pourrait créer un court-circuit endommageant le module.

Vérifiez l'orientation correcte des pilotes du moteur pas à pas et des câbles du moteur.

C'est ainsi que tout est connecté. Vérifiez l'orientation des pilotes du moteur pas à pas et des connecteurs du câble (deux fois !)

Détail: Les drivers du moteur TMC2208 déjà connectés.

Connectez maintenant le MOTEUR RAIL au tableau de commande. Utilisez le câble de 14 cm

Faites de même avec le MOTEUR DE PLATE-FORME. Utilisez 2 attaches pour fixer le câble à la partie MOTOR END comme sur la photo. Cela éloignera le câble du chariot en mouvement.

REMARQUE: cette étape est importante, la "capture" des câbles protégera les embases des moteurs d'un arrachement.

REMARQUE: la photo montre le curseur de l'appareil photo fixé à un trépied. Vous pouvez facilement le faire avec cette pièce modélisée en 3D + 2 boulons M3 de 15 mm + 2 écrous M3. Chaque trépied a son propre système de fixation. Cette pièce 3D a été créée pour une vis de caméra standard 1/4 -20 mais vous devrez peut-être créer la vôtre.

Pivot pour appareil photo et support pour smartphone

Un élément d'aide du KIT est le support pour smartphone, vous pouvez le fixer à la vis de la caméra qui ressort. Alternativement, la fixation de ce support au pivot de l'appareil photo vous permettra d'incliner plus facilement le smartphone vers n'importe quel point d'intérêt.

COMMENT TÉLÉCHARGER LE CODE ARDUINO sur la CARTE DE CONTRLE DEVIA

REMARQUE: le KIT jjRobots est livré avec la carte de contrôle DEVIA déjà programmée, vous pouvez donc ignorer cette étape si vous l'avez.

a) Installez l'IDE Arduino sur votre PC à partir d'ici (ignorez cette étape si vous avez déjà installé l'IDE Arduino) Ce code a été testé et développé sur la version IDE 1.6.5 et les versions ultérieures. Si vous avez un problème pour compiler le code, faites-le nous savoir

b) Téléchargez tous les fichiers arduino, extrayez les fichiers dans le même dossier sur votre disque dur

CameraSlider_v6_M0Télécharger

c) Compiler et envoyer le code à la centrale DEVIA

1. Ouvrez votre IDE Arduino
2. Ouvrez le code principal dans \CameraSlider_vX_M0 \CameraSlider_vX_M0.ino
3. Connectez votre carte DEVIA avec le câble USB au PC
4. Remarque: si c'est la première fois que vous connectez une carte Arduino à votre PC, vous devrez peut-être installer le pilote.
5. Sélectionnez la carte Arduino/Genuino ZERO (port USB natif). Dans le menu TOOLS->board (vous devrez peut-être installer les bibliothèques "Arduino SAMD Boards (32-bits ARM Cortex-M0+)". Allez dans Tools->Board->Boards Manager… et installez les "Arduino SAMD Boards (32 -bits ARM Cortex-M0+)"
6. Sélectionnez le port série qui apparaît sur les outils->Port série
7. Envoyez le code au tableau (bouton UPLOAD: flèche pointant vers la DROITE)

Choisir la bonne carte avant de télécharger le code

d) Terminé

IMPORTANT: les pilotes de moteur pas à pas TMC2208 sont des modules électroniques de premier ordre, mais ils peuvent avoir besoin d'être ajustés pour fournir la bonne quantité de courant aux moteurs. Trop de courant surchauffera les moteurs. Nous vous recommandons fortement de régler la sortie courant à 0,7 A par moteur. Mais comment faire ça ? Ce wiki fournit de très bonnes informations à ce sujet

SI VOUS AVEZ REÇU LE KIT DE CAMERA SLIDER DE NOUS, les pilotes de moteur pas à pas TMC2208 sont déjà réglés. Il n'y a donc pas besoin de les bricoler;-)

Placer le pilote du moteur pas à pas dans leurs prises sur la carte de commande DEVIA et connecter l'alimentation 12V à la carte. Mesurez la tension entre les points indiqués ci-dessus. Utilisez la vis fournie avec le KIT ou procurez-vous une toute petite (3mm de large). Tourner un peu dans le sens inverse des aiguilles d'une montre la vis du potentiomètre et vérifier la tension. Une fois que la tension a été réglée sur 0,8-0,9 V, vous avez terminé et les pilotes du moteur pas à pas sont prêts à déplacer le curseur de la caméra sans gaspiller de l'énergie sous forme de chaleur. Courant RMS (A): 0.7 <- C'est ce que nous voulons Tension de référence (Vref): 0.9V

Mais… je n'ai pas de multimètre ! Comment suis-je censé faire cela ?. Pourquoi n'avez-vous pas envoyé les pilotes de moteur pas à pas déjà réglés ?

Avec le KIT, nous fournissons un petit tournevis. Avec lui, il suffit de tourner dans le sens inverse des aiguilles d'une montre, juste env. 20 degrés, la vis marquée dans l'image ci-dessus comme "potentiomètre"

Cela devrait être suffisant pour réduire le courant de sortie.

La raison de ne pas les ajuster à cette tension par défaut: ces pilotes peuvent être utilisés avec d'autres projets jjRobots et avec la configuration par défaut, ils fonctionneront très bien. Nous avons donc décidé de leur laisser leurs "réglages" initiaux.

Dépannage:

Le curseur fait un bruit étrange et vibre lorsque le chariot bouge

Vérifiez les poulies et la courroie de distribution, sont-elles alignées ? La courroie de distribution touche-t-elle une pièce imprimée en 3D ? Si c'est le cas, réajustez tout. Si le bruit persiste, vérifiez si les pilotes de moteur fournissent suffisamment de courant.

Je n'arrive pas à me connecter au CAMERA SLIDER depuis mon smartphone

Consultez le guide de l'utilisateur de Control APP. Tout ce qui concerne l'application de contrôle y est expliqué.

Liens utiles:

• Kit de curseur de caméra
• Dernier code Arduino de Camera Slider: CameraSlider_V6_M0
• Lien APP de contrôle (appareils Google Play/Android)
• Lien APP de contrôle (appareils iTunes / iOS)
• Guide d'utilisation de l'application de contrôle.
• Référentiel de pièces 3D
• Tableau de contrôle DEVIA.

Étape 4: Contrôler le CAMERA SLIDER (application gratuite)

Plus de détails à la fin de ce Instructable. Vous pouvez contrôler ce robot depuis votre smartphone. Accédez à Google Play ou iTunes Store et téléchargez l'application Android ou iOS

Passez ensuite au GUIDE DE L'UTILISATEUR DE L'APPLI CONTROL ou faites défiler vers le bas pour savoir comment l'utiliser

Étape 5: Éléments utilisés dans ce robot

Si vous possédez déjà les pièces nécessaires à la création de ce robot, vous disposez déjà de 90 % des éléments nécessaires à la création:

• le Sphere-o-bot: robot d'art sympathique qui peut dessiner sur des objets sphériques ou en forme d'œuf de la taille d'une balle de ping-pong à un gros œuf de canard (4-9 cm).
• L'Iboardbot: L'iBoardbot est un robot connecté à internet capable d'écrire des textes et de dessiner avec une grande précision
• ou le robot Air hockey !: Un robot air hockey stimulant, parfait pour s'amuser !
• Le B-robot EVO
• , le robot auto-équilibrant le plus rapide

Tous utilisent la même électronique et les mêmes éléments auxiliaires

OBTENEZ LES PIÈCES DU CURSEUR DE CAMÉRA de jjRobots (KIT personnalisable)

Étape 6: Contrôlez-le depuis votre smartphone

Téléchargez-le (disponible gratuitement) depuis Google Play (appareils Android) ou iTunes (version iOS)

Lien vers le GUIDE DE L'UTILISATEUR ici (fréquemment mis à jour)

Il a été créé pour contrôler, de manière simple, le curseur de la caméra. Il vous permettra de déplacer la plate-forme avec presque n'importe quelle caméra sur le dessus, avec une vitesse prédéterminée. Cette vitesse peut être modifiée en temps réel pour des effets vidéo sympas. Par défaut (les limites peuvent être modifiées dans le code Arduino), la vitesse de déplacement de la plate-forme peut être réglée de 0,01 mm/sec à 35 mm/sec

En fonction de votre configuration, vous devrez ajuster la valeur RAIL LENGTH: mesurez la longueur totale du rail sur lequel le chariot peut circuler. Par exemple, si vous utilisez des barres métalliques de 1000 mm, le rail disponible pour le chariot serait d'environ 800 mm (1000 mm moins le morceau de rail inséré dans les supports latéraux).

Afin de contrôler le CAMERA SLIDER vous devrez:

1. Connectez l'Arduino Leonardo à n'importe quelle alimentation CC (de 9 à 12 V). Avec le KIT nous fournissons une alimentation 12V 1A ou un support de batterie (9V)
2. Attendez 5 à 10 secondes pour que le robot crée un réseau WIFI (appelé JJROBOTSXX)
3. Connectez votre smartphone à ce réseau WIFI en utilisant le mot de passe: 87654321
4. Ensuite, démarrez l'application de contrôle (CAMERA SLIDER APP). REMARQUE: si vous n'êtes pas déjà connecté au RÉSEAU WIFI du robot, l'APP vous informera que
5. Déplacez le chariot (la plaque sur laquelle votre appareil photo/smartphone est attaché) jusqu'à l'extrémité du moteur. À partir de là, l'appareil photo/smartphone doit pointer vers le côté indiqué dans le schéma ci-dessous. Ce serait le "côté tournage" pour le CAMERA SLIDER
6. Pour un déplacement d'objet de suivi, la caméra doit pointer vers l'objet cible. Au centre de l'objet à filmer. Le robot continuera à orienter la caméra vers ce point pendant le trajet sur le rail
7. Configurez les valeurs de contrôle comme vous le souhaitez en fonction de vos besoins. Comment faire:

DISTANCE CAMÉRA-OBJET (X): La distance entre le centre de la plate-forme de la caméra et le point où une ligne imaginaire perpendiculaire de l'objet rencontre le rail

REMARQUE: vous n'avez pas besoin de placer la plate-forme de caméra tout au bout du rail, vous pouvez commencer de n'importe où.

La valeur RAIL LENGTH permettra à l'APP de savoir combien de temps le chariot de la caméra se déplacera avant de commencer à revenir à l'emplacement d'origine. Cette valeur ne doit pas nécessairement correspondre à la longueur réelle du rail, mais uniquement au segment dans lequel la caméra oscillera continuellement d'avant en arrière. Regardez l'image ci-dessous: vous pouvez régler la valeur RAIL LENGTH égale à 400 mm même lorsque la VRAIE longueur du rail est plus longue. Ce faisant, la course de la caméra sera limitée dans un rail virtuel de 400 mm. Gardez à l'esprit que la caméra doit pointer vers l'objet avant de commencer à se déplacer pour le suivre correctement

REMARQUE: En utilisant l'option DÉPART DIFFÉRÉ, vous aurez suffisamment de temps pour configurer le CAMERA SLIDER, le DÉMARRER et placer le smartphone sur la plate-forme mobile

Étape 7: LIENS utiles:

PIÈCES DE CURSEUR DE CAMÉRA de jjRobots (KIT personnalisable)

Lien de contrôle APP (Google Play)

Lien de contrôle APP (iOS/Apple)

Guide de l'application de contrôle

Référentiel de pièces 3D

informations sur la façon de télécharger sur la carte Arduino dans le guide d'assemblage

Finaliste du concours de microcontrôleurs