Vollautomatisierter Panoramakopf für Timelapseaufnahmen

[BlueGene]

Hallo,
hiermit will ich euch mal meinen vollautomatisierten Panoramakopf für Timelapseaufnahmen vorstellen

Und bitte nicht wundern: Der Aufbau entspricht fast 1:1 dem Emotimo, dieser war sozusagen meine Vorlage.

Das Projekt habe ich komplett selbstständig durchgeführt, d.h. Mechanik, Elektronik und das Programm für die Ansteuerung sind alles von mir.

Zunächst einmal ein kurzes Beispielvideo, bei dem der Panoramakopf zum Einsatz kam:

https://vimeo.com/66001313

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Und hier noch paar Infos zum Aufbau:
- Schrittmotoren werden in 1/16-Schritten bewegt
- 1:50 Schneckengetriebe ist selbsthemmend (d.h. wenn die Motoren ausfallen, stürzt mir die Kamera nicht ab, sondern bleibt einfach dort wo sie ist)
- Steuerung übernimmt ein Arduino MEGA 2560
- 7,4V-Wandler ermöglicht das Betreiben der Kamera mit dem 12V-Akkus (der Wandler ist in der kleinen Box, damit ich unabhängig vom Controller bin, sofern ich die Kamera mal ohne Panoramakopf mit dem 12V-Akkus betreiben möchte)
- 2 x 12V 9000mAh Akkus (1 Akku für den Arduino und die Kamerastromversorgung, 1 Akku für die Stromversorgung der Motoren)
- Kameraauslösung über Optokoppler
- Auflösung pro Achse: 0,00225°
- 3 Modi: Kontinuierliche Bewegung, Timelapse (Shot-move-Shot) und Panoramabilder
- Bewegung erfolgt in "sanften Kurven", d.h. ich fahre manuell die Startposition, 3 Zwischenpunkte und die Endposition an. Das Programm verbindet dann die 5 Punkte mit Splines

Und noch was zur Planung/Fertigung:
- Zu Beginn wurde ein komplettes CAD-3D-Model erstellt
- Aluteile wurden bereits fertig zugeschnitten bestellt
- Bohrungen erfolgten mit einer üblichen Bohrmaschine und Bohrmaschinenhalterung (hab leider keine Werkstatt zur Verfügung)

Weitere Achsen(wie z.B. für einen Slider, Zoom oder Fokus) sind einfach zu ergänzen. Hab´s aber bisher nur mit meinen Slider ausprobiert und werde es beim nächsten Umbau endgültig in den Controller integrieren.

Freue mich über Kommentare, Fragen und Verbesserungsvorschläge

 

[BlueGene]

Noch paar Bilder...

 

[theslayer]

Ja, eine Anmerkung: Absoluter Wahnsinn!

Wie geil ist das Teil denn bitte. Ich schiele schon länger auf das emotimo, aus kostengründen weit außerhalb meiner reichweite...

Hast du für das Ding mal die ca.-Kosten ermittelt?

Bin fasziniert von soviel Handwerkskunst!

Grüße
Daniel

 

[Wede_66]

Servus!

Zum Glück hab ich mir jetzt vor dem Schreiben eines Kommentars das Video angesehen.
Habe nämlich zuerst nur das Stichwort "Panoramakopf" gelesen.

Wäre bei solch einem Aufwand nicht gleich ein Kopf, der gleich auch als Nodalpunktadapter dienen kann vernünftiger gewesen?
wobei: Ob man bei solchen Projekten noch von Vernunft reden kann
ist wieder eine andere Geschichte....

Bin allerdings selber auch ein leidenschaftlicher Bastler nur leider
hapert es etwas an meinen Elektronik - Kenntnissen...

gruß
Wede

 

[hottimuc]

Das ist ja mal wieder ein geniales Projekt! Gratuliere zu dem sehr guten Ergebnis!

Sehr schön finde ich auch, dass Du es mit Schrittmotoren und Schneckengetrieben umgesetzt hast. Die Tatsache der Selbshemmung hab auch ich bei meinem Projekt sehr zu schätzen gelernt

Hier kannst Du mal mein Projekt (Schrittmotor getriebener Slider mit Schrittmotor und Schneckengetriebe = Ultra-Rail mk II) angucken: http://blog.canoncam.de/blog1.php/2011/10/02/ultra-rail-motor-slider

Hier ein Demo-Video damit gemacht: http://vimeo.com/28581631

Das Spline-Feature zwischen den Fix-Punkten finde ich übrigens eine Top-Lösung!

Viel Spaß & Nette Grüße
hottimuc

 

[BlueGene]

@hottimuc: Woher hast du dein Schneckengetriebe? Ich habe zunächst den Schneckenradsatz von Conrad probiert--> Pure Katastrophe, das Teil ist so ungenau gefertigt, dass es nicht verwendbar ist

Momentan habe ich die Schnecke und das Schneckenrad von Mädler. Jedoch muss ich alles drumherum selber planen und fertigen, was ziemlich nervig und zeitaufwendig war.

Am liebsten wäre mir ein fertiges Schneckengetriebe in einem Gehäuse (1:50 - 1:100 und Modul 0.5 bzw. 0.75), die sind jedoch bei Mädler erst ab ca. 150 Euro pro Stück zu bekommen. Über günstige Alternativen würd ich mich freuen

@theslayer: Materialkosten um 250-300 Euro. Arbeitsaufwand >100h. Macht bei einem Ingenieurslohn etwa 3000-4000 Euro. Der Emotimo kostet knapp 1000 Euro. Den Bastelspaß und die Erfahrung war es mir jedoch wert

 

[hottimuc]

Ja, verwende die Schneckenradsätze von C.....
Die sind wirklich nicht so "prickelnd" wie man es sich wünschen würde...
Hab von 6 gekauften zwei brauchbare erwischt.
Ich muss meine Schnecken sowieso aufbohren, um sie direkt auf eine 5mm Achse zu bekommen. Dabei hab ich festgestellt, dass beim Aufdrehen die Zentrierung verbessert wird, und dadurch die Teile zufriedenstellend arbeiten.
Bei meiner Anwendung wird ja nach dem Schneckengetriebe der Pulley eines Zahnriemens angetrieben... was nochmals eine Untersetzung bedeutet und ggf. Fehler minimiert.

Da ich (auch aus Platzgründen) die Schnecke direkt auf der Motorachse haben wollte, kamen für mich die Teile von Mä.... leider nicht in Frage.

Ich hätte am liebsten die Ausführung wie bei C und die Qualität wie bei M.

Durch das Aufdrehen auf 5mm komm ich aber auch mit der C-Qualität gut zurecht

 

[spikke]

FETTTT! super cool!

 

[BlueGene]

Kleines Update:

Hab nun meinen Kabelsalat im Controller ein wenig aufgeräumt und durch eine Platine ersetzt.

Die Platine ist so konzipiert, dass sie als Shield einfach auf den Arduino MEGA gesteckt werden kann. Die Platine besteht aus zwei Schichten und wurde komplett von mir designt und dann über einen Onlineshop gefertigt (ca. 38 Euro inkl. Porto für die leere Platine).

Nun habe ich auch die Möglichkeit zwei weitere Motoren anzusteuern. Der eine ist für den Slider und der andere ist noch Reserve(später kommt evtl. noch ein Motor für Fokus oder Zoom).

Oben sind die 4 Steckplätze für die Schrittmotorentreiber (Pololu), die entsprechenden Stecker für die Motoren, zwei Optokoppler für Fokus und Zoom, der 12V-Anschluss für die Schrittmotortreiber(inkl. Kondensator) und der Poti für den Kontrast des LCD-Displays.

Auf der Unterseite die Pins für die Verbindung zum Arduino, zwei Steckverbinder für das LCD-Display und ein Steckverbinder für den Joystick und den Button.

Durch die Platine war auch ein größeres Gehäuse erforderlich, dafür wirkt es jetzt viel aufgeräumter (Bilder folgen, sobald der Umbau komplett ist)

 

[Moppel_me]

Geil!
Der Reservermotor für den Focus ist eine gute Idee fürs Focus-Stacking!

 

[BlueGene]

Update: V2
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Hier mal ein kleiner Vorgeschmack auf die zweite Version

Ziel war es den Schwerpunkt abzusenken, da die 1. Version mit Kugelkopf auf dem Slider doch etwas zu instabil ist.

Die Kamera ist nun um etwa 9 cm abgesenkt, zudem hat sich das Gewicht deutlich reduziert. Materialkosten und Arbeitsaufwand sind nun auch deutlich geringer geworden.

Die Kosten für alle Materialen betragen nun ~ 200 Euro (ohne Steuerung).

Weitere Infos und Bilder, sobald ich den Zusammenbau abgeschlossen habe...

 

[Batumqua]

Wann gehst du in Serienproduktion? Ich würde sofort zuschlagen!

 

[Dtex]

Eine kleine Frage. Welche schrittmotoren wurden benutzt und woher hast du die zahnräder und wellen für die übersetzung zb?

mfg

 

[BlueGene]

Motoren: http://www.pololu.com/product/1209

Sind zwar klein, jedoch habe ich den Aufbau so konstruiert, dass im Prinzip kaum eine Kraft erforderlich ist.

Zahnriemen und -räder sind von:
http://www.maedler.de/product/1643/1616/1001/zahnriemenraeder-htd-3m-fuer-riemenbreite-9-mm

Sind zwar teuer, aber dafür auch einwandfreie Qualität. Werde evtl. mal mit einem 3D-Drucker hergestellten Rädern experimentieren.

 

[Dtex]

Motoren: http://www.pololu.com/product/1209

Sind zwar klein, jedoch habe ich den Aufbau so konstruiert, dass im Prinzip kaum eine Kraft erforderlich ist.

Zahnriemen und -räder sind von:
http://www.maedler.de/product/1643/1616/1001/zahnriemenraeder-htd-3m-fuer-riemenbreite-9-mm

Sind zwar teuer, aber dafür auch einwandfreie Qualität. Werde evtl. mal mit einem 3D-Drucker hergestellten Rädern experimentieren.

Und welche zahnräder und motoren wurden für den bau des ersten werkes benutzt (das im startpost)? Welche beider versionen ist leichter herzustellen, bzw billiger?

mfg

 

[BlueGene]

Schau mal bei Mädler nach Schneckenrädern.

Problem bei der ersten Version ist, dass es relativ genau gefertigt/gebohrt werden muss, damit das Schneckenrad nicht blockiert bzw. Spiel hat. Da ich jedoch keine Werkstatt habe, sondern alles zuhause gemacht habe, ist der Aufwand deutlich höher.

Die 2.Version ist da wesentlich einfacher zu bauen. Sind auch weniger Teile, sodass diese auch günstiger ist. Würde man den Arbeitsaufwand miteinbeziehen, würde es sich nicht lohnen die 1.Version überhaupt zu bauen.

Für die Drehung ist der Motor der gleiche. Für das Kippen hab ich eine Größe mehr gewählt.

 

[Dtex]

Schau mal bei Mädler nach Schneckenrädern.

Problem bei der ersten Version ist, dass es relativ genau gefertigt/gebohrt werden muss, damit das Schneckenrad nicht blockiert bzw. Spiel hat. Da ich jedoch keine Werkstatt habe, sondern alles zuhause gemacht habe, ist der Aufwand deutlich höher.

Die 2.Version ist da wesentlich einfacher zu bauen. Sind auch weniger Teile, sodass diese auch günstiger ist. Würde man den Arbeitsaufwand miteinbeziehen, würde es sich nicht lohnen die 1.Version überhaupt zu bauen.

Für die Drehung ist der Motor der gleiche. Für das Kippen hab ich eine Größe mehr gewählt.

Okay danke ja ich habe eine komplette werkstatt zur verfügung und kann dort in auftrag geben kostenlos...ich werde mal schauen, an welche der beiden versionen ich mich begeben werde

 

[Phiarc]

Hm, bei der 2. Fassung sehe ich da möglicherweise Probleme auf dich zukommen was die Dämpfung des Spiegelschlags und der Verschlussbewegung betrifft. Der Aufbau ist so sehr leicht und über die Zahnriemen ist die mech. Dämpfung eher niedrig.
Schlau finde ich die Idee bei der Untersetzung zu sparen und stattdessen 1/n-Schritt Betrieb zu nehmen ; der Drehmomentabfall ist minimal, die Kosteneinsparung nicht

 

[BlueGene]

100% stabil wird man das System nie bekommen (außer man benutzt einen Industrieroboter xD). Das mit dem Spiegelschlag hoffe ich mal, wird kein großes Problem, mein größter Feind wird wohl eher der Wind sein.

Das System soll ja möglichst kompakt/leicht sein, schließlich habe ich vor, damit auch mal offroad zu gehen und da kommt es auf jedes Gramm an, dass man weniger rumschleppen muss.

1/16-Schritte wurde auch schon bei der alten Version gefahren. Jetzt ändert sich die Übersetzung jedoch von 1:50 auf 1:4,5. Für eine volle Umdrehung bedeutet das:

200 Schritte*4,5*16= 14400 Schritte

Meistens fährt man ja nur etwa 90°-->3600 Schritte bzw. 1800 bei 1/8-Betrieb. Und da ich selten über 1000 Bilder pro Sequenz mache, reicht das trotzdem.

 

[Dtex]

Könnte es bei v2 vielleicht probleme aufgrund der riemen geben? Wenn die schritte sehr klein werden, dann kann es sein dass der riemen sich vorerst nur streckt, statt mitzuziehen?

mfg