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Motorgetriebener Schwenkkopf für 'ne Kamera

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(@anyothername)
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Moin Moin,

da das DSLR-Slider-Projekt mangels Zeit mit den beteiligten Mit-Bastlern etwas pausiert, habe ich mal angefangen, einen Schwenkkopf zu basteln. Einen NEMA 11-Schrittmotor hatte ich noch da, auch der passenden StepStick-Treiber und Arduino waren vorhanden.
Die Konstruktion ist noch nicht fertig, aber der "Prototyp" läuft schon mal zufriedenstellend. Was noch auf der To-Do-List steht ist folgendes: Halbschrittbetrieb für den Schrittmotor (derzeit sind es 200 Schritte/Umdrehung), eine Arduino-Steuerung für zwei Achsen (den Pan-Head und dann irgendwann auch den Slider) nebst Auslöser für die DSLR und vielleicht auch für meine Kompaktkamera von Sony. Außerdem möchte ich noch eine Möglichkeit schaffen, den Zahnriemen etwas spannen zu können... hin und wieder vibriert dieser leicht.

Nun ein paar Infos zum Aufbau: gefräst wurden mehrere Teile aus 4 und 6 mm starkem Buchensperrholz. Diese wurden verleimt bzw. teilweise erstmal nur verschraubt. Geführt und getragen wird der obere Teil (der mit der Zahnriemenscheibe) von einem Axiallager mit den Maßen 52/30/16 mm. Verspannt wird das mit einer M5-Schraube, deren Kopf in der Zahnriemenscheibe eingelassen ist. Für die Kamera wurde eine 1/4" UNC-Schraube in die Zahnriemenscheibe eingelassen. Bei der zölligen Schraube musste ich jedoch den Kopf auf 3 mm Höhe herunterfeilen, damit beide Schraubenköpfe übereinander in die 6 mm starke Zahnriemenscheibe passen.

Hier noch ein paar Bilder von den Teilen - teilweise schon verleimt:

Zu den Fräsparametern: gefräst wurden die Teile mit Spiralverzahnten Fräsern im Durchmesser von 1 und 2 mm. Der Vorschub betrug beim 1 mm-Fräser 400 mm/Minute bei einer Zustellung von 1,5 mm. Bei dem 2 mm-Fräser waren es ebenfalls 400 mm/Min. bei 1,8 mm Zustellung.

Gezeichnet habe ich die Teile in InkScape und von dort aus per DXF in Estlcam geladen.

Vielleicht noch als Tipp, den ich für mich als sehr hilfreich empfand: nach dem Fräsen lege ich die benutzten Fräser in ein kleines Marmeladenglas mit Aceton. Am nächsten Tag haben sich alle Verkrustungen vom Harz bzw. dem beim Herstellen von Sperrholz bzw. Multiplexplatten Kleber gelöst. Ggf. gehe ich noch kurz mit einer feinen Messingbürste über die Fräser.

Beste Grüße
AnyOtherName

 
Veröffentlicht : 17/05/2015 9:28 am
(@drilldevil)
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das riemen spannen ist doch nicht so wild. eine möglichkeit kennst du von deiner steppi, ne andruckrolle.
andere möglichkeit: du trennst deine motoraufnahme vom drehteller. machst diese neu und seitlich etwas grösser. so dass du mit 2 schrauben seitlich durch kannst(durchgangslöcher). in die grundplatte werden die schrauben in entsprechende gewinde eingeklebt.
nun kannst du mithilfe von je einer mutter zwischen den beiden holzteilen die spannung einstellen. auf der gegenseite kannste dann noch kontern.

Andreas

 
Veröffentlicht : 17/05/2015 12:04 pm
Penzenstadler
(@rexfreund)
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Eine schöne Idee und eine ebensolche Umsetzung!

Riemenspannung, den Motor in Langlöchern mit Zylinderkopfschraube und Scheibe befestigen.
Wird ja nicht ständig verstellt.

Gruß Klaus

Heli, Hexakopter,....
WinPC-NC USB, Eigenbau Fräserl mit Mechapro Interface II, Kress FME 1050, Filou.
Zum Zeichen, Fusion 360 ! mit Hobbylizenz. macht Laune 😉
3D-Drucker (Mankati Basis) Dualprint 2x E3D-V6 2x Bondtech Bowdenextruder Simplify3D (SC-Druckkopf)

 
Veröffentlicht : 17/05/2015 12:32 pm
(@pyromane)
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Schönes Projekt, danke fürs zeigen!
Evtl. kannst du noch die Dateien online stellen um Nachbauer die Arbeit zu vereinfachen.

Was noch auf der To-Do-List steht ist folgendes: Halbschrittbetrieb für den Schrittmotor (derzeit sind es 200 Schritte/Umdrehung), eine Arduino-Steuerung für zwei Achsen (den Pan-Head und dann irgendwann auch den Slider) nebst Auslöser für die DSLR und vielleicht auch für meine Kompaktkamera von Sony. Außerdem möchte ich noch eine Möglichkeit schaffen, den Zahnriemen etwas spannen zu können... hin und wieder vibriert dieser leicht.

Das vibrieren könnte auch von Vollschrittbetrieb kommen, da dieser relativ kräftig "einrastet".
Sollten Videoaufnahmen geplant sein, würde ich noch viel feiner auflösen damit die Schritte nicht im Video sichtbar sind.

 
Veröffentlicht : 17/05/2015 12:41 pm
(@anyothername)
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Hallo zusammen,

besten Dank für das Feedback und die Anregungen. Die Idee mit den Langlöchern in denen ich den Motor leicht verschieben kann, hatte ich auch schon. Ich möchte jedoch vermeiden, die M2,5 Gewinde am Motor so zu belasten, dass der Motor aufgrund von Reibung an seiner Stelle bleibt. Letztendlich werde ich wohl - wie bei der Stepcraft auch und von DrillDevil vorgeschlagen - mit Spannrollen arbeiten. Kleine Kugellager hatte ich gestern Abend schon bei Ebay erworben.

@Pyromane: den Halbschrittbetrieb werde ich nachher mal probehalber aufbauen. Bislang ist die Stepper-Steuerung mittels Arduino Nano und StepStick-Treiber auf einem Breadboard aufgebaut.

Allerdings habe ich mal eine allgemeine Frage zum Messen Strömen am Schrittmotor: leider bekomme ich es nicht wirklich hin, den maximalen Motorstrom am StepStick-Treiber einzustellen. Die Tutorials im Netz funktionieren zwar, doch bin ich mir nicht sicher, ob der entsprechende/eingestellte Strom anliegt. Mein Gedanke wäre nun den Strom direkt an der Einspeisung zum StepStick-Treiber zu messen. Wäre das eine verlässliche Sache? Ich würde dann den Strom zu dem Zeitpunkt messen, wenn der Motor von mir blockiert wird.

Herzliche Grüße
AnyOtherName

 
Veröffentlicht : 17/05/2015 1:59 pm
(@pyromane)
Beiträge: 137
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Allerdings habe ich mal eine allgemeine Frage zum Messen Strömen am Schrittmotor: leider bekomme ich es nicht wirklich hin, den maximalen Motorstrom am StepStick-Treiber einzustellen. Die Tutorials im Netz funktionieren zwar, doch bin ich mir nicht sicher, ob der entsprechende/eingestellte Strom anliegt. Mein Gedanke wäre nun den Strom direkt an der Einspeisung zum StepStick-Treiber zu messen. Wäre das eine verlässliche Sache? Ich würde dann den Strom zu dem Zeitpunkt messen, wenn der Motor von mir blockiert wird.

Im Vollschrittmodus ist dabei zu beachten das immer zwei Wicklungen versorgt werden(vier Leiter bipolare Steuerung).
Dazu gibt es hier eine Animation um sich das ganze besser vorstellen zu können: Schritt- und BLDC-Motoren Animation
Dann unter Schrittmotor > bipolar > 4 lead auswählen
Unten gibts dann die Auswahl zwischen Voll und Halbschritt.

 
Veröffentlicht : 17/05/2015 3:59 pm
(@anyothername)
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Hallo Pyromane,

im Halbschrittmodus ist der Lauf tatsächlich ein wenig ruhiger. Allerdings denke ich nun, dass die Vibrationen von den Holzzahnriemenscheiben kommen. Spanne ich den Riemen leicht mit den Finger (indem ich ihn etwas nach innen drücke), so läuft es ruhig.

Ich habe nun mal den Treiber so eingestellt, dass er 0,4 A zieht. Dann habe ich noch 0,27 A Luft nach oben - das wäre der Motormaximalstrom.

Was die Pläne angeht: wenn ich mit dem Bau fertig bin, werde ich die DXF-Datei hier gerne hochladen. Aber vorher möchte ich noch die Zahnriemenspanner "anfriemeln". Außerdem scheint die Achse etwas exzentrisch zu laufen. Da die StepCraft gut gefräst haben wird, denn ich, dass der Fehler beim Verleimen zustande kam.

Viele Grüße
AnyOtherName

 
Veröffentlicht : 17/05/2015 4:22 pm
(@8bit)
Beiträge: 10
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Hallo AnyOtherName,
super Schwenkkopf! Kommt an die Unterseite ein normales Axiallager und Du ziehst die Schraube hoch zur Drehplatte nur leicht fest, oder hast Du hierfür ne andere Lösung?
Ein kleiner Tip bezüglich verrutschen beim Leimen:
Wenn ich Doppel- oder Mehrdecker fräse, fräse ich mir immer noch Extralöcher mit. In diese kommt dann Dübelstange in der richtigen Länge. So verrutschen die Ebenen vor allem beim zusammenpressen nach dem Leimauftrag nicht.

Allerbeste Grüße!
Matthias

SC420-V1 | 30V | Proxon IBS/E | HF500 | SC Absaugadapter | Portalerhöhung
Adobe Illustrator + SheetCam TNG | Eding CNC

 
Veröffentlicht : 19/05/2015 6:12 pm
(@anyothername)
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Hallo Matthias,

hier mal ein Bild von der Unterseite:

Unter der selbstsichernden Mutter, die gerade nur so weit angezogen ist, dass in axialer Richtung kein Spiel mehr zu fühlen ist, sitzt ein weiteres (viel kleineres => 5 x 11 x 4,5 mm) Axiallager.

Der Schwenkkopf wird später mittels einer normalen 3/8"-Schraube auf einem Stativ anstelle des originalen Stativkopfs montiert. Alternativ überlege ich, ob ich nicht eine 1/4"-Mutter auf der Unterseite montieren sollte, um die Schnellwechselplatte meines Stativs weiter nutzen zu können, anstatt jedes mal den Kopf abzuschrauben. Zu gern hätte ich passende 1/4"-Einschlagmuttern... aber die müsste ich - mit langer Lieferzeit - im Ausland bestellen. Daher überlege ich, ob ich nicht eine der vorhandenen 1/4"-Muttern auf eine große Karosseriescheibe schweißen lasse und diese dann ähnlich einer Einschlagmutter verwende.

Tja, im Moment ist bei der Mechanik Baustop... die Kugellager für die Spannrollen sind noch auf dem Postweg. Daher habe ich mich gestern mal an den Controller gewagt. Für den, den es interessiert, hier mal der Aufbau auf dem Breadboard:

Soweit läuft es, das Programm ist natürlich noch nicht vollständig. Hardwareseitig gibt es später noch einen zweiten Schrittmotor-Treiber (für den Slider, der in Kombination mit dem Panhead laufen soll), einen Ausgang zum Anschluß einer IR-LED um Kameras auch per Infrarot auslösen zu können, einen Triggereingang (für Lichtschranken, etc.) und was ich auch noch gern hätte einen weiteren Eingang zur Steuerung von "Ich hab noch keine Ahnung was es wird"... 😉

Grüße aus der Mitte Deutschlands...
AnyOtherName

 
Veröffentlicht : 21/05/2015 8:48 am
(@drilldevil)
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hi,

verrat doch auch mal warum du diesen aufwand machst. was willst du mit dieser konstruktion fotografieren ?
automatisch rundumaufnahmen machen?

Andreas

 
Veröffentlicht : 21/05/2015 10:34 am
(@anyothername)
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Moin,

ich würde gern Timelapse-Aufnahmen damit machen. Letztendlich würde eine Reihe von Aufnahmen in regelmäßigen Invervallen reichen. Doch der statische Bildausschnitt wäre auf Dauer langweilig. Wenn Du beispielsweise eine Reihe von 720 Fotos (eins alle 10 Sek.) machst und dabei die Kamera beispielsweise um 0,2° drehst, hast Du einen ganz langsamen Schwenk in Deinem fertigen Video, dass sich aus den Einzelbildern zusammensetzt:

- 720 Fotos mit je 10 Sek. Pause dazwischen => Aufnahmedauer 2 Std.
- Nach jedem Bild die Kamera mit dem Schwenkkopf 0,2° weiterdrehen.
- Die Einzelbilder zu einem Videoclip zusammenfrickeln und
bei einer Framrate von 24 Bildern/sek. läuft das Video dann 30 Sekunden.
- Dabei verändert sich der Bildausschnitt im Schwenk insgesamt um beispielsweise 144°

Ich würde ja gern ein selbstgemachtes Beispielvideo zeigen, aber das habe ich noch nicht. Vielleicht reicht ja ein Link zu irgendeinem Video, wo das so gemacht wird:

https://www.youtube.com/watch?v=iYxR9x2vaEY

Beste Grüße
AnyOtherName

 
Veröffentlicht : 21/05/2015 11:08 am
(@8bit)
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Hi AnyOtherName,
danke für die Erklärung der Unterseite.
Eine kleine Empfehlung für eine unfassbar rasante Kugellagerquelle ist der http://www.kugellager-express.de/ .
Statt der Zoll Einschlagmutter könntest Du ja ne Mutter von Oben einsetzen (6kant passenes Loch von oben) und ne längere Zollschraube in die Schnellwechselplatte einsetzen (zumindest bei den Manfrottos kann man die problemlos tauschen), oder dann halt gleich ne metrische Einschlagmutter benutzen und in die Schnellwechselplatte die passende Schraube rein, Du hast ja den Vorteil, dass Du damit nicht in den Kameraboden musst...

Da ich auch am "timelapse basteln" bin kann ich Dir empfehlen zumindest die SLR über Klinke anzusteuern, mit Infrarot hatte ich immer ziemlich viele Probleme, da die Diode am besten direkt vor den IR Empfänger sollte etc., geht natürlich auch, aber wenn das dann nach ner Stunde in der Kälte und dem perfekten Motiv anfängt rumzuspinnen ist das einfach doof.

Hier noch ein Link von ner Seite von Freunden von mir (ich bin da eher der Bastler und Elektriker), da gibts noch mehr Zeitrafferbeispiele. Überwiegend auf Schlitten gefahren (teilweise gebastelt, teilweise gekauft).
http://www.zeitweiler.de/?portfolio=static-systems-compilation-2014

Beste Grüße!
Matthias

SC420-V1 | 30V | Proxon IBS/E | HF500 | SC Absaugadapter | Portalerhöhung
Adobe Illustrator + SheetCam TNG | Eding CNC

 
Veröffentlicht : 21/05/2015 12:03 pm
(@anyothername)
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Estimable Member
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Moin Matthias,

danke für den Tipp mit dem Shop. Bislang habe ich sowas meist im Modellbauladen zwei Dörfer weiter bekommen (nur das große musste ich im Netz bestellen). 🙂

Ich habe leider kein Manfrotto, sondern "nur" ein Slik. Da geht das nicht. Daher habe ich nur die 2-3 Gewindegänge auf der Schnellwechselplatte, so dass das Einlassen einer Mutter in die Bodenplatte rausfällt. Aber schauen wir mal - noch bin ich ja nicht so weit 😉

Die von mir benutzten Kameras werden auch per Kabel ausgelöst. Leider braucht meine Canon DSLR so einen exotischen Stecker und die Sony-Kompakt-Knipse einen anderen Spezial-Stöpsel. Daher mein Tipp an der Stelle: einfach einen billigen Kabelauslöser aus der Bucht und Kabel abknipsen 😉 Aber wenn bei den Cams Klinke passt, wäre das natürlich die teurere Alternative. 😉

Letztendlich wird die Software für den µC mehrere Kameras unterstützen. Derzeit habe ich mich auf die Typen festgelegt, die in meinem Umfeld Verwendung finden: Canon, Sony und Nikon - jeweils kabelgebunden und per IR auszulösen.

Beste Grüße
AnyOtherName

 
Veröffentlicht : 21/05/2015 12:23 pm
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