TimeLapse Bėgiai (angl. Dolly) – Kontrolerio geležis

3 07 2012

Bėgelių kontrolerio idėja yra užgimusi dar prieš pasigaminus pačius bėgelius. Pradžioje įdėjos buvo labai miglotos, tiksluose buvo tik vieno variklio sukimo tam tikru greičiu funkcija, bet galiausiai rezultate atsirado tokių galimybių, kurių nė neplanavau. Taigi plačiau apie kontrolerio konstrukciją bei išsamiau apie jo gamybą.

Kadangi pastaruoju metu dirbu su Arduino platforma, tad ir kontroleri pradėjau gaminti jos pagrindu. Turėdamas visas idėjas pradėjau eksperimentu su visais reikalingais komponentais iš eilės ir galiausiai pagaminau tokią schemą:

44015979

Šioje prototipo stadijoje kontrolerio išvaizda ir veikimas buvo toks:

Kadangi pati Arduino Uno platforma yra nepigi, galutiniame rezultate naudoti jo nė neketinau, įdėja buvo pagaminti Standalone plokštę su kontroleriui reikalingais komponentais. T.y. plokštėje mus minimalus Arduino Uno komponentų kiekis (Atmega328 mikrokontroleris ir 16 mhz kvarcas) bei visos mikroschemos variklio bei fotoaparato valdymui. Taigi buvo atidėta Arduino Uno platforma ir veiksmas perdėtas į eksperimentų plokštę kartu su atskirai dirbančiu mikrokontroleriu:

Tuomet kai visi komponentai surinkti buvo sugeneruota tokia galutinių įrenginių schema:

images7kd

Dolly kontroleris nuo dabar bus kaip vientisas įrenginys, prie kurio bus jungiami išoriniai prietaisai. Kontroleriui buvo sukurta PCB ir atėjo laikas ją išmėginti:

images8mm

Programinė įranga atnaujinama per 5 kontaktų TTL lygio jungtį. Kurdamas naudojau FTDI232 konverterį ir su Atmega328 bendravau kaip su parasčiausia Arduino Uno platforma, mat pastarajame mikrokontroleryje buvo įdiegtas Aduino užkrovimo programa (bootloader).

Pirmosios PCB versijos sudėtis bei išėjimų/įėjimų aprašymas:

platevq

Pirmos versijos jungtys:

  • Power Plug – maitinimui pajungti.
  • Camera – fotoaparato pajungimui skirta jungtis. Kontroleris sugeba valdyti tik
  • vieną fotoaparato signalą ir negali kartu fokusuoti ir fotografuoti.
  • Stop button – skirtas prijungti mygtuką, kuris aktyvuojamas salelei priartėjus prie bėgių pabaigos. Šie du kontaktai turi būti sujungiami atėjus bėgių galui. Tam atsitigus kontroleris sustabdo savo darbą.
  • Motor1 – pirmajam varikliui skirtos dvi jungtys.
  • Motor2 – antrajam varikliui skirtos dvi jungtys.
  • Display Port – ektranėlio jungtis per kurį paduodamas maitinimas į ekrano plokštę bei apsikeičiami duomenys.
  • Upgrade Port – TTL ryšio kanalias skirtas atnaujinti programinę įrangą per Arduino IDE.

Kadangi tai TTL kanalas, vadinasi pajungimui prie kompiuterio reikalingas arba FTDI USB konverteris, arba signalo konverteris į RS232.

Pagrindinė plokštė sujungta su interfeiso moduliu:

bothg

LED ekrano ir mygtukų modulio pajungimui reikalingi tik 5 iš 10 jungties laidų, tačiau dėl standartizuotos jungties laidų kiekio nemažinau. Interfeiso modulio paskirtis bus valdyti visus parametrus ir matyti padartinį kontrolerio statusą. Paiškinimui ką reikškia modulio elementai:

display

Nežiūrint to po kiek laiko atsirato ir antroji PCB versiją, mat galvoje atsirado geresnės išdėstymo bei funkcijų idėjos. Keletas iliustracijų susyjusių su kontrolerio pagrindine plokšte ir jų versijomis:

images5ot

Kartu su nauja versija atsirado antra limito mygtukas (pirmu atveju abiejų bėglių puses pasiegus būtų sužadinamas tik vienas signalas, gabar bus matoma kuri pusė konkrečiai), antras fotoaparato sužadinimo signalas (atsiranga galimybė fokusuoti prieš darant nuotrauką). Atsisakyta indikacinio LED bei andtri GND signalo programinės įrangos atnaujinimo jungtyje.

Antrosios PCB versijos sudėtis bei išėjimų/įėjimų aprašymas:

86564225

Antros versijos jungtys:

  • Power Plug – maitinimui pajungti.
  • Focus, GND, Shoot – fotoaparato pajungimui skirta jungtys. Kontroleris sugeba valdyti tik du fotoaparato signalus ir gali kartu fokusuoti ir fotografuoti. Siganu siunčiamų šiomis linijomis elgesys yra pilnai programuojamas.
  • SW 1, SW 2 ir GND – skirtas prijungti mygtukus, kurie aktyvuojami salelei priartėjus prie bėgių pabaigos. Aktyvavus vieną iš mygtukų kontroleris sustabdo savo darbą.
  • Motor1 – pirmajam varikliui skirtos dvi jungtys.
  • Motor2 – antrajam varikliui skirtos dvi jungtys.
  • Display Port – ektranėlio jungtis per kurį paduodamas maitinimas į ekrano plokštę bei apsikeičiami duomenys.
  • Upgrade Port (DTR, RXD, TXD, +5V, GND) – TTL ryšio kanalias skirtas atnaujinti programinę įrangą per Arduino IDE. Kadangi tai TTL kanalas, vadinasi pajungimui prie kompiuterio reikalingas arba FTDI USB konverteris, arba signalo konverteris į RS232.
  • RESET – kontrolerio programinės įrangos perkrovimo mygtukas.

Taipogi dėl atsiradusių pakitimų teko atnaujinti programinę įrangą, ko pasekoje menių puktų atsirado pernelyg daug. Taip gimė naujas menių bei kelios subtilybės valdant išorinius įrenginius. Apie programinę įrangą bus sukurtas naujas įrašas, kuomet apžvelgsiu kokios yra šio kontrolerio programinės galimybės ir rybojimai. Dabar baigdamas įrašą pateiksiu galutini kontrolerio vaizdą sumontavus jį į salelę (deja nuotraukoje pirma PCB versija, tačiau antroji montuojasi lygiai taip pat):

Techninės galimybės:

  • Varikliai – Galima pajungti vieną arba du DC variklį kurio sunaudojamas galingumas ne didesnė 1A.
  • Maitinimas – Maitinti galima tiek iš tiklo, tiek iš akumuliatoriaus. Įtampa turėtų buti +12V. Maitinimo lizdas yra standartinis 2.1×5.5mm. Kontroleris naudoja iki 1A srovės priklausomai nuo naudojamų variklių bei nustatymų. ? Fotoaparatas Testavimui buvo naudota Canon DSLR fototechnika, tad jungiant kitos firmos aparatūrą reiktu pasidomėti jos išorinio valdymo galimybėmis. Informacija kabelio fotoaparatui gamybai: http://www.cameraaxe.com/wiki/index.php?title=CameraCables
  • Stop mygtukai – OFF-ON tipo nefiksuoti mygtukai, kurie nuspaudimo metu suliečia GND kontakta su atitinkamu SW n kontaktu.
  • Interfeiso modulis – išskirtinai tik TM1638 modulis. Jį įsigyti galima čia: http://www.dealextreme.com/p/8x-digital-tube-8x-key-8x-double-color-led-module-81873?r=59367317.

Galiausiai viską sumontavus matome kaip viskas dirba galutiniame produkte:

Perspektyvos

  • Pastovus programinės įrangos atnaujinimas pridedant nauju funkcijų.
  • Atskira nauja programinė įranga vieno Stepper variklio valdymui.
  • L293 pakeitimas į 2,5A galingumo L298 kontroleri.
  • Pigesnio kontrolerio įdėja atsisakant TM1638 interfeiso modulio ir vietoje jo panaudoti PC prijungtą prie kontrolerio per RS232 jungtį.
  • Pigesnio RS232 interfeiso programinei įrangai atnaujinti sukurimas.
  • Dėžutės kontroleriui pritaikymas.

Resursai

Schema ir PCB eagle formate: https://bitbucket.org/mindogas/dollycontroller/downloads/dollyPCBv2.7z

Taip pat reikia ant kietesnio popieriaus atsispausdint TM1638 priedą: https://bitbucket.org/mindogas/dollycontroller/downloads/buttonsv2.pdf

Dalių kontrolerio gamybai sąrašas:

  • 1x TM1638 interfeiso modulis;
  • 1x PCB arba montažinė plokštė;
  • 1x Atmega328P-PU mikrokontroleris;
  • 1x L293 variklių valdiklis;
  • 1x 7805 srovės reguliatorius;
  • 2x 4n35 opteronas;
  • 1x 16MHz quartz;
  • 2x 560Ohm rezistoriai;
  • 1x 10KOhm rezistorius;
  • 1x 0,1uF kondesatorius;
  • 2x 10uF kondensatoriai;
  • 2x 22pF kondensatoriai;
  • 1x DC Lizdas 2.1/5.5mm;
  • 1x 16p mikroschemos lizdas;
  • 1x 28p mikroschemos lizdas;
  • 1x kontaktų juosta 90 laipsnių kampu, karpoma;
  • 4x tvirtinimo varžtai;
  • 4x tvirtinimo poveržlės;

Kontrolerio programinei įrangai atnaujinti reikalingas šis arba analoginis TTL į USB konverteris: http://www.dealextreme.com/p/usb-to-uart-5-pin-cp2102-module-serial-converter-81872?item=28

Pirmą karta naudojant Atmega328 mikrokontroleryje reikia į jį įrašyti Arduino bootloaderį, be kurio pačios programinės įrango nebus galima įrašyti.

Kuo galiu padėti gaminta kontrolerį

Spėju, kad schemos, aprašymas bei programinė įranga yra nemenka pagalba tiems kurie gaminsis įrenginį patys. Deja bet tam tikrus darbus gaminat įrenginį yra nelengva atlikti. Keli darbai reikalauja truputi didesnio žinių elektronikoje. Šiose vietose aš galiu pagelbėti:

  • PCB gamyba – Galiu išėsdinti reikiamą projektui PCB plokštę. Deja bet šis darba užima šiek tiek laiko ir resursų, tad paprašysiu už juos pinigėlių. Sugrežiotą PCB galiu pasiūlyti 15LT*, o nesugrežiotą (tik išėsdintais takeliais) už 10LT*.
  • Mikrokontrolerio užprogramavimas – kadangi pradžioje reikia specialiomis priemonėmis užprogramuoti mikrokontrolerį aš galiu pasiulyti Atmega328 su jau paruošta programinę įrangą. Paruošto mikrokontrolerio kaina 25LT*.
  • Dolly kontrolerio Kit’as – visos reikiamos dalys, PCB plokštė, paruoštas mirokontroleris, interfeiso modulis ir laidų jungtys išoriniams įreginiams prijungti. Šis rinkinys skirtas tiems kas netingi ir moka pasidarbuoti lituokliu. Į rinkinį neįeina Doly reikalingi įrenginiai kaip varikliai, fotoaparato laikas, stop mygtukai, programinės įrangos atnaujinimo įrenginys ir akumuliatorius. Rinkinio kaina – 75LT*.
  • Dolly kontroleris – pagamintas ir pilnumoj paruoštas darbui bėgių kontroleris. Prideami laidų juntys išoriniams įreginiams prijungti. Šiuos laidus reiktų prisijungti patiems.Neįeina Doly reikalingi įrenginiai kaip varikliai, fotoaparato laidas, stop mygtukai, programinės įrangos atnaujinimo įrenginys ir akumuliatorius. Rinkinio kaina – 100LT*.
  • Kitos detalės dolly gamybai – varikliai, laidai fotoaparatui ir panašiai arba dalys kontroleriui atskirai. Kaina – pagal reikalingus komponentus*.

*Prie kainos dar reikėtu pridėti pašto siuntimo išlaidas jei miestai nesutampa.

Jei ką domins mano siuloma pagalba arba net galutinis kontroleris prašau kreiptis šiais kontaktais.


Veiksmai

Information

4 responses

20 01 2014
klaustux

Dar galioja pasiūlymas pagamint visą kontrolerį?

20 01 2014
mindogas

Zinoma jei tik yra poreikis. Parasyk man i markauskas.mindaugas eta gmail.com ir galesim kazka daugiau aptarti

31 03 2014
Andrius

Turiu klausimą – kur ieškojai dantračių visam šitam setup’ui?

31 03 2014
mindogas

O kam jum dantračiai? jei varikliui tai patarčiau ieškoti variklio su reduktoriumi, o jei grynai pavarai tai yra įmonės kurios prekiauja grynai tokiems dalykams skirtais dantračiais ir juostomis.. Jei įdomu parašyk man e’mailą ir galėsiu pasidalinti informacija.

Parašykite komentarą

Įveskite savo duomenis žemiau arba prisijunkite per socialinį tinklą:

WordPress.com Logo

Jūs komentuojate naudodamiesi savo WordPress.com paskyra. Atsijungti / Keisti )

Twitter picture

Jūs komentuojate naudodamiesi savo Twitter paskyra. Atsijungti / Keisti )

Facebook photo

Jūs komentuojate naudodamiesi savo Facebook paskyra. Atsijungti / Keisti )

Google+ photo

Jūs komentuojate naudodamiesi savo Google+ paskyra. Atsijungti / Keisti )

Connecting to %s




%d bloggers like this: