Créez un curseur de caméra motorisé contrôlé par Arduino ! : 13 étapes (avec photos)

2024 Auteur: John Day | [email protected]. Dernière modifié: 2024-01-30 09:08

Ce projet vous montre comment convertir n'importe quel curseur ordinaire en un curseur motorisé contrôlé par Arduino. Le curseur peut se déplacer très rapidement à 6 m/min, mais aussi incroyablement lentement.

Je vous recommande de regarder la vidéo pour avoir une bonne introduction

Choses dont tu as besoin:

• Tout curseur de caméra. J'ai utilisé celui-ci.
• Un micro Arduino
• 4 petits interrupteurs à bascule
• Une batterie de 12 volts
• Une courroie de distribution et 2 poulies
• Un peu de Dril étagé
• Un fer à souder. Je peux totalement recommander celui-ci. C'est un investissement, mais il est rentable à long terme.
• Pilote pas à pas A4988. En théorie, vous n'en avez besoin que d'un, mais c'est plus facile à dépanner si vous en avez plusieurs. Ils sont bon marché de toute façon.
• Un moteur pas à pas 12V
• Un coup de poing central
• Une scie à métaux ou une meuleuse d'angle
• Une perceuse à colonne ou une perceuse à main

Étape 1: percez les trous de montage pour le moteur pas à pas

Le moteur pas à pas doit être monté sous le rail. Plus la fin est proche, plus la longueur de votre voyage est longue. Le moyen le plus simple de transférer le motif des trous du moteur à la piste est de le tracer avec de la peinture de peintre. C'est une astuce très utile pour toutes sortes d'applications. Les poulies étaient assez hautes, j'ai donc dû percer de gros trous pour accommoder une partie de leur hauteur à l'intérieur de la piste. Cela peut être facilement fait avec une perceuse à colonne et un foret étagé. Assurez-vous d'utiliser un pointeau pour marquer l'emplacement des trous. Cela rend leur perçage plus facile et plus précis. Un foret à chanfrein à 90° nettoie bien les bords.

Étape 2: Montez le moteur sur la piste

Les moteurs Nema 17 ont généralement des trous filetés de 3 mm en haut. J'ai utilisé des rondelles pour atteindre la hauteur parfaite pour la ceinture. La courroie doit rouler assez bas dans la piste pour dégager le chariot. Les poulies sont fixées à l'arbre avec une vis de réglage. Sur mon curseur, les trous sont un peu entrés en collision avec les surfaces rondes de la piste. J'ai dû faire un peu de classement pour obtenir les vis correctement. Si vous planifiez à l'avance et tournez le moteur de quelques degrés, cela devrait aller. Deux vis suffisent quand même.

Étape 3: Faire un petit support pour la poulie de renvoi

La poulie folle, tout comme la poulie pas à pas, doit être montée légèrement en dessous de la surface de la piste. J'ai utilisé un petit morceau de métal que j'avais laissé d'un projet précédent. Vous trouverez quelque chose de similaire dans n'importe quelle quincaillerie. J'ai utilisé des vis à tête fraisée. Ils ont l'air géniaux, mais seulement lorsqu'ils sont correctement assis à l'intérieur de leurs trous. Pour y parvenir, j'ai commencé par un trou, inséré la vis puis percé le second. Cela garantit un ajustement parfait. Un foret à chanfreiner est utilisé pour créer le contre-évier.

Pour un look extra sympa, vous devez peindre le métal. L'utilisation d'un apprêt est toujours une bonne idée. Le mien ne fonctionnait pas très bien à -10C°.

Étape 4: Assemblez la poulie de renvoi

La poulie folle doit être à la même hauteur que la poulie du moteur. J'ai utilisé des rondelles pour ça. Je recommande fortement d'utiliser des écrous nylock ! Ils ont un petit insert en plastique qui se lie avec le fil et l'empêche de se desserrer par les vibrations.

Étape 5: Modifiez le chariot pour maintenir les extrémités de la courroie de distribution

Vos ceintures auront probablement une longueur de 5 m que vous pourrez couper à la bonne taille. Cela signifie que les deux extrémités doivent être fixées au chariot. J'ai essayé plusieurs méthodes pour les attacher au chariot avant de trouver une solution très simple. J'ai juste calé la courroie contre une surface parallèle à l'aide d'une vis à tête fraisée M3. J'ai percé un certain nombre de trous pour m'assurer que l'on aurait la bonne distance pour maintenir la ceinture bien tendue.

Étape 6: Admirez votre matériel

A présent, vous devriez avoir une courroie qui est connectée au chariot et qui fait une boucle autour du moteur et de la poulie de renvoi. Vient ensuite l'électronique !

Étape 7: Présentation de l'électronique

J'utilise un Arduino Micro. C'est un excellent petit appareil avec un petit facteur de forme et beaucoup de matériel d'assistance en ligne. L'arduino est alimenté par une batterie 12V composée de 8 piles AA. Je trouve cela plus pratique que d'utiliser un LiPo. La batterie est également directement câblée au pilote pas à pas car elle a besoin d'une tension et d'un courant de commande de moteur plus élevés que ceux que l'Arduino peut fournir. Le pilote pas à pas reçoit les signaux de l'Arduino sur 2 câbles et contrôle le moteur. L'Arduino commence à donner des instructions au conducteur dès qu'il est alimenté. 4 commutateurs sont utilisés comme une sorte de serrure à combinaison pour régler la vitesse du mouvement. Voici le Code. Malheureusement, le code circuits.io a été supprimé lors de la vente du site Web. Le code ci-dessous fonctionne bien.

Étape 8: Câblage des commutateurs à l'Arduino

Malheureusement, le shematic a été perdu car circuits.io a été supprimé. Comment expliquer au mieux le schéma ? L'Arduino utilise la batterie 12V comme source de tension. Il produit lui-même une tension de 5V qui peut être utilisée pour vérifier l'état des 4 interrupteurs. Ils sont utilisés pour changer la vitesse du curseur. Donc, vous avez un peu 2 tensions sur la carte. 12V pour alimenter des trucs et 5V pour le circuit de contrôle. Vous devez connecter votre source 12V au Vin et GND de l'Arduino. Vin représente la tension d'entrée. Cette partie est facile.

Ensuite, vous devez ajouter les 4 commutateurs. Pour cela vous pouvez utiliser le schéma utilisé ici et le copier 4 fois pour les 4 interrupteurs. Désolé que le vrai shematic se soit perdu. Utilisez le pin2 à pin5 que vous trouvez également dans le code ci-dessous. N'utilisez pas la broche 1, cela ne fonctionne pas. A quoi servent les résistances ? Eh bien, un Arduino ne peut pas mesurer le courant, mais il peut mesurer la tension. Ainsi, l'interrupteur à bascule connecte soit 5v à la broche, soit il le laisse court-circuiter sur GND. La résistance juste avant GND est là pour maintenir la tension proche de zéro. Vous avez besoin de résistances individuelles de 10k pour chaque commutateur ! Si vous suivez le tutoriel ci-dessus, qui est assez simple et l'une des bases d'Arduino, l'Arduino vérifiera en permanence l'état actuel des commutateurs et réagira en conséquence. J'espère que ça aide.

Une fois que ce circuit fonctionne, vous pouvez le transférer sur une maquette et le souder.

Branchez des câbles fins aux 4 commutateurs. J'ai utilisé les câbles que j'ai trouvés à l'intérieur d'un vieux câble Ethernet. Je suis sûr que vous en avez beaucoup qui traînent. Protégez les bornes nues avec une gaine thermorétractable. Vous devriez maintenant avoir 4 commutateurs connectés à un Arduino et l'Arduino devrait fonctionner et enregistrer que ces commutateurs sont enfoncés.

Étape 9: Câblage du pilote pas à pas A4988

Le pilote pas à pas est un A4988. Il reçoit les signaux de l'Arduino et les relaie au Stepper. Vous avez besoin de cette partie. Au lieu de vous expliquer le circuit, vous pouvez plutôt regarder ce tutoriel car il l'explique très bien. C'est ma référence chaque fois que j'utilise un A4988. Mon code utilise exactement les mêmes broches. Ajoutez donc ce tutoriel youtubers au tableau avec les commutateurs de l'étape précédente et cela fonctionnera.

Étape 10: Ajoutez le code

Voici le code complet et le circuit pour le curseur. Vous pouvez le tester en ligne, mais uniquement sans le pilote pas à pas. Lien alternatifLe code vérifie l'état des 4 commutateurs de la boucle. Après cela, il parcourt certaines instructions if et sélectionne le délai souhaité entre les étapes pour parcourir toute la longueur du curseur dans la valeur entrée. Tous les calculs sont inclus dans le code sous forme de notes. Vous devez entrer la longueur de votre curseur et le diamètre de la poulie pour vous assurer que le moteur s'arrête lorsqu'il atteint la fin de la course. Mesurez simplement ces valeurs vous-même. Les formules sont incluses dans le code.

Le tableau vous montre quels commutateurs appuyer pendant une période de temps souhaitée. Par exemple, si vous souhaitez que le curseur se déplace sur toute la longueur en 2 minutes, vous devez activer les commutateurs 1 et 2. Vous pouvez bien sûr modifier ces valeurs selon vos préférences.

Étape 11: Imprimez le boîtier

J'ai conçu le boîtier à l'aide de Fusion 360. Vous pouvez télécharger les fichiers ici et les imprimer sur une imprimante 3D. Aucune assistance n'est requise. J'ai rempli les détails des lettres avec du vernis à ongles rose pour faciliter la lecture. Vous pouvez remplir toute la lettre, puis effacer l'accès. Cette astuce peut être utilisée pour toutes sortes de retraits. Si vous souhaitez une option plus simple, vous pouvez simplement en créer un à la main à l'aide d'une petite boîte à lunch.

Étape 12: Assemblage final

Il est temps de tout assembler. Placez tous les composants à l'intérieur du boîtier et montez-le sur le curseur à l'aide de ruban mousse double face. Ce truc est assez solide et adhère bien aux surfaces inégales. J'ai également ajouté un support anti-vibration avec un support de caméra universel sur le dessus. Le support de vibration est assez bon marché et arrête les vibrations pour atteindre la caméra. Ceci n'est nécessaire que pour les mouvements à grande vitesse. Dans mon cas, le mouvement à grande vitesse est compris entre 10 s et 30 s pour la longueur du curseur. J'ai ajouté une table avec toutes les combinaisons de commutateurs sur la face inférieure.

Étape 13: Admirez votre travail et filmez des séquences sympas

Qu'il s'agisse d'une vidéo ou d'un timelapse, ce curseur peut tout faire ! Si vous en construisez un vous-même, j'aimerais le découvrir!

Finaliste du concours de microcontrôleurs 2017