28 lipca 2014

Jak zrobić Slider do Timelapsów za niecałe 200 zł ? - cz. I

W tym poście i w kolejnym, który ukaże się wkrótce pokażę jak w prosty sposób za niewielkie pieniądze zbudować slider z napędem. Na początku zaznaczę, że z elektryką mam mało do czynienia, a mimo to udało mi się zbudować własny slider.

Slider to nic innego jak szyna po której porusza się kamerka, bądź aparat w określonym czasie. Podczas przesuwania aparat może wykonywać zdjęcia tworząca efektywny timelaps lub nagrywać filmy.

Stworzyłem slider głównie na potrzeby animacji poklatkowych tzw. timelaps do kamerki GoPro, Prędkość posuwu mieści się w przedziale 2-70 mm/min. Długość robocza osi po której może poruszać się aparat to 80 cm. Slider można umieścić na płaskiej powierzchni bądź pod kątem do ok. 45-60° w zależności od wagi naszego sprzętu. Poniżej znajdują się zdjęcia zrobionego slidera tak, aby mieć pogląd co będziemy wykonywać. 






Zaczynamy od przygotowania wszystkich materiałów:

1) Sterownik silnika krokowego 
Na początek kupiłem sterownik AVT 1314 w wersji C (zmontowanej, gotowej do użycia). Tutaj można pobrać schemat w pliku PDF. 


Cena sterownika to 45 zł + 10 zł przesyłka. Płytka jest zasilana napięciem 12 V, można do niej podłączyć silnik krokowy czterofazowy (unipolarny) z 5 lub 6 wyjściami. Jest to chyba najtańszy sterownik, który posiada podstawowe funkcje m.in. sterowanie silnikiem prawo/lewo, start/stop oraz zmianę prędkości obrotowej silnika. Po wstępnym przetestowaniu sterownika nie jest on idealny. Po podłączeniu silnika pracował on dość głośno, czasami podczas pracy trochę drgał. Podczas prób przez pomyłkę odwrotnie podłączyłem "+" z "-" i płytka się spaliła :/

Postanowiłem kupić inny sterownik, który wydaje mi się lepszym rozwiązaniem. Sterownik AVT 1525 również w wersji C kupiłem za 50 zł + przesyłka 10 zł. Tutaj można pobrać instrukcję w PDF. 


W zestawie nie ma wyłączników start/stop oraz prawo/lewo. Płytka posiada identyczne funkcje tak jak poprzedni sterownik. Jednak silnik chodzi znacznie ciszej i stabilniej. Płytka jest zasilana napięciem 5 - 30 V, można podłączyć do niej silnik krokowy czterofazowy (unipolarny) z 5 lub 6 wyjściami, który pobiera do 1 A o napięciu 12 V

2) Silnik krokowy
Mając wybrany odpowiedni sterownik zabieram się za dobór odpowiedniego silnika krokowego. Silniki krokowe można podzielić na unipolarne (czterofazowe) z 5 lub 6 wyjściami oraz bipolarne (dwufazowe) z 4 lub 8 wyjściami. Oczywiście silnik dobieramy do naszego sterownika czyli będzie to silnik unipolarny w moim przypadku z 5 wyjściami o symbolu Shinano Kenshi STH-39H 191-06, który kupiłem na tej stronie w cenie 16 zł.




Silnik nie powala swoją mocą, ale na potrzeby timelapsów do wolnego posuwu wystarczy. Zalecałbym rozglądać się za silnikiem o mocy większej bądź równej 0,2 Nm.

Jak jesteśmy przy silniku to warto zaopatrzyć się o taką złączkę. Ułatwia ona nam podłączenie silnika i włączników do płytki. W moim przypadku była potrzebna jedna złączka z 5 wyjściami oraz dwie z dwoma wyjściami. Złączkę można znaleźć przy starych dyskach czy zasilaczach od komputera.



3) Zasilanie
Podczas doboru zasilania kierujemy się poborem prądu przez silnik oraz tym jakim napięciem może być zasilany sterownik. W moim przypadku silnik pobiera 0,2 A, a sterownik może być zasilany napięciem 5 - 30 V. 
Sposobów zasilania jest kilka jednym z nich jest zasilanie z baterii (akumulatorków). Akumulatorki możemy umieścić w specjalnym koszyku połączone szeregowo.



Dobrymi akumulatorkami są baterie AA Eneloopy (1,2 V, 2000 mAh)



Rozpatrując połączeni szeregowe dla 10 szt powyższych akumulatorków otrzymujemy zasilanie o (10 szt. * 1,2 V) 12 V (my potrzebujemy w przedziale 5 - 30 V) i prądzie 2000 mAh = 2 Ah. W takim przypadku silnik który pobiera 0,2 Ah będzie zasilany teoretycznie przez ok. (2 Ah / 0,2 Ah) 10 godzin.

Nieco tańszym rozwiązaniem, które jest bardziej opłacalne to akumulator żelowy. 


Do mojego slidera wybrałem akumulator żelowy AGM o napięciu 12 V oraz prądzie 4 Ah za który zapłaciłem 39 zł z przesyłką. Oznaczenie AGM mówi nam o tym, że akumulator jest bardziej odporny na wstrząsy oraz to iż może on być położony w pozycji pionowej jak i poziomej. Zasilanie to wystarczy teoretycznie na ok. (4 Ah / 0,2 Ah) 20 godzin zasilania naszego silnika. Akumulator można również podładowywać ładowarką samochodową do akumulatorów.

4) Wyłączniki 
W zestawie z płytką AVT 1314 znalazły się dwa włączniki start/stop i prawo/lewo. 


Początkowo korzystałem właśnie z tych włączników, niestety były one bardzo niewygodne w użytkowaniu np. podczas sterowania silnikiem w lewo należało trzymać cały czas włącznik wciśnięty, gdy się go puściło silnik pracował z prawo. Dlatego postanowiłem kupić włącznik dźwigniowy.


Włącznik kupiłem w sklepie elektronicznym w cenie 2,90 zł za sztukę. Do naszego slidera będą potrzebne 3 sztuki. Jeden posłuży za wyłączanie i włączanie silnika, drugi za sterowanie silnikiem prawo/lewo oraz trzeci odpowiedzialny za włączanie/wyłączanie zasilania akumulatora. Ten ostatni nie jest konieczny, kabelki można odłączać ręcznie. Gdy mamy podłączony akumulator do sterownika pomimo to iż mamy wyłączony silnik zawsze jest pobierana minimalna energia, dlatego moim zdaniem warto mieć ten wyłącznik.  

5) Napęd
Teraz musimy przemyśleć jak przekazać napęd z silnika krokowego na wózek, który będzie się poruszał z naszym aparatem. Oczywiście istnieje kilka opcji, jedną z nich jest zastosowanie paska zębatego.




Ja do mojego slidera wybrałem inny sposób napędu a mianowicie zastosowałem gwintowany pręt M10 o długości 1 m z nakrętką M10. Zapłaciłem za niego 8 zł.



Oczywiście, aby przekazać napęd z silnika na wózek jezdny musimy mieć koło zębate. Koło zębate na moim silniku krokowym ma Ø 14 mm i posiada 22 zęby, drugie koło (ze starej drukarki) posiada Ø 16 mm i 25 zębów.


Należy pamiętać iż od średnicy i ilości zębów decyduje to z jaką prędkością będzie poruszał się nasz wózek. W moim przypadku z1 (koło napędzane - bierne) dzielę przez z2 (koło napędzające - czynne) i otrzymuję przełożenie geometryczne równe 1,14 (25/22=1,14). Koło napędzane musi mieć większą średnicę od koła napędzającego. Wartość przełożenia takiej przekładni jest zawsze większa od 1 u mnie jest to 1,14 czyli teoretycznie nasze koło napędzane będzie obracać się o 14% wolniej od koła napędzającego (1,14-1=0,14*100%=14%). Podsumowując im więcej zębów będzie miało nasze koło napędzane tym wolniejszą prędkością będzie poruszał się nasz wózek.
  
6) Łożyska
W zależności od tego jakiej średnicy kupimy gwintowany pręt należy do niego dopasować odpowiednie łożyska. W moim przypadku mając pręt M10 czyli o Ø 10 mm dobieramy łożysko, które ma Ø wewnętrzną 9 mm (pozostałe wymiary jak Ø zewnętrzna i wysokość są mniej istotne). Średnicę dobieramy mniejszą po to, aby łożysko było montowane na wcisk z gwintowanym prętem. Odpowiednie łożyska o takiej średnicy to: 629, 609, 619/9, 618/9. Do naszego slidera będziemy potrzebować 2 szt., ja zakupiłem łożysko 619/9 w cenie 5 zł za sztukę.


7) Szyna
Całą konstrukcję slidera wykonałem za pomocą szyny do płyt gipsowo-kartonowych, którą kupiłem w Bricomarche za 10,99 zł o szerokości 10 cm, wysokości 4 cm i długości 250 cm. My będziemy potrzebować taką szynę o długości 123 cm.


8) Kółka
Teraz zajmiemy się naszym wózkiem, który ma poruszać się wzdłuż szyny. Do tego potrzebujemy 4 szt. dużych kółek w cenie 3,08 zł za sztukę.


oraz 4 szt. małych kółek za które zapłaciłem 2,5 zł za sztukę. Kółka możemy kupić na przykład w sklepie z artykułami meblowymi. Ja kupiłem w Castoramie, dostępne są również w Bricomarche.




9) Sklejka + drewniane klocki
Do naszego slidera będzie potrzebna również sklejka najlepiej o grubości 4-5 mm. Łącznie z małym zapasem powinna nam starczyć sklejka o wymiarze 50 x 50 cm.

Drewniane klocki będą nam potrzebne do wózka jezdnego. Potrzebujemy klocek o wymiarach: grubości 18 mm, szerokości 43 mm i długości 115 mm oraz klocek o przekroju 17 x 30 mm i długości 90 mm.

10) Kątowniki
Potrzebujemy również kątowniki do mocowania sklejki z szyną, łącznie 10 szt. Kątowniki wykonałem samodzielnie przez wygięcie i nawiercenie blaszek.


11)  Wkręty, śruby i nakrętki
Do wykonania slidera zużyłem:
- 12 szt. wkrętów do drewna (Ø 3 mm),
- 12 szt. śrub (M3) + 12 szt. nakrętek (M3) + 12 szt. podkładek
- 24 szt. śrub (M5) + 24 szt. nakrętek (M5) + 24 szt. podkładek
- śruba fotograficzna 1/4" + nakrętka 1/4" (pisałem o nich tutaj)


12) Nóżki do szyny
Wykonując stojak do slidera będziemy potrzebować 2 szt. kształtowników zamkniętych o przekroju kwadratowym (ja miałem je od starej anteny). Ich długość to 20 cm, a przekrój 2 x 2 cm.


Do kształtowników będą nam potrzebne 4 nóżki. Ja wykorzystałem do tego uchwyty meblowe, które zakupiłem w Castoramie w cenie 2,18 zł za sztukę.


13) Kabel 
Do zamontowania elektroniki będziemy potrzebować ok. 1-1,5 m kabla.


14) Mocowanie silnika
Do zamocowania silnika w szynie będziemy potrzebować 3 szt. taśmy zaciskowej oraz dwie podkładki z gumy 3 x 3 cm (podkładki te wykonałem z starej dętki rowerowej).


15) Klej do drewna

16) Lakier do drewna

28 komentarzy:

  1. Czy taki silnik wraz z płytką mogła by być do napędzania ? http://allegro.pl/avt1585-b-sterownik-bipolarnego-silnika-krokowego-i4936614114.html

    OdpowiedzUsuń
  2. Płytka z tego linka jest nie zmontowana (wersja B) i brak w komplecie silnika krokowego. Wszystko zależy co miałoby być zamontowane na sliderze np. lekkie GoPro czy lustrzanka z całym osprzętem. Mógłby pojawić się też problem z napędzaniem wózka w położeniu szyny pod kątem. Ja rozglądałbym się za mocniejszym silnikiem krokowym tak jak wyżej pisałem o mocy większej bądź równej 0,2 Nm.

    OdpowiedzUsuń
  3. A no dzieki za odpowiedź.
    Tylko na tej stronie co jest podany link nie moge znależź takiego silnika co zamontowałeś u siebie..

    OdpowiedzUsuń
    Odpowiedzi
    1. Wszystko zależy jaką płytkę sterującą kupisz. Musisz tutaj zgrać ze sobą kilka rzeczy. Po pierwsze są różne płytki - takie do silników unipolarnych lub bipolarnych lub do takich i takich. Dalej mając płytkę kupujesz do niej odpowiedni silnik unipolarny lub bipolarny zwracając również na moc jaką musi być sterowany taki silnik. Należy pamiętać żeby płytka dostarczała odpowiednie napięcie do silnika. Kolejna sprawa to zasilanie samej płytki - jakie napięcie ma być podłączone. Rozejrzy się w tym sklepie na pewno zgrasz jakiś silnik krokowy z płytką. Pozdro

      Usuń
    2. Dzięki za odpowiedź.
      Znalazłem taki silnik sam ale jak narazie nawet 1 szt nie maja.

      Usuń
  4. A czy można zastosować silnik biopolarny zamiast unipolarnego ?

    OdpowiedzUsuń
    Odpowiedzi
    1. Jasne że tak, tylko musisz znaleźć odpowiednią płytkę sterującą do tych silników.

      Usuń
  5. bo o mocy 0,35Nm bądz większej to będzie jeszcze lepszy.
    A ta płytka co tutaj jest na blogu pewnie by nie pasowała ?

    OdpowiedzUsuń
    Odpowiedzi
    1. Tak, silnik o tej mocy będzie lepszym rozwiązaniem.
      Płytka jest przystosowana tylko do sterowania silnikami unipolarnymi.

      Usuń
  6. aha to musze szukac to biopolarnego i obojetnie jaki model płytki apy pasowały wyjscia płytki pod silnik np. 5 przewodów ma silnik i 5 płytka

    OdpowiedzUsuń
  7. Płytka musi być przystosowana do sterowania silnikami bipolarnymi, czasami może być więcej wyjść, byle nie mniej. No i napięcie na wyjściu płytki musi się zgadzać z napięciem na jakim może działać silnik.

    OdpowiedzUsuń
  8. Dzięki za pomoc

    OdpowiedzUsuń
  9. Rozmawiałem ze sprzedawcą z tej strony internetowej co ty kupowałeś silnik i mówi ze silnik krokowy nie nadaje się do takiego czegoć bo będą drgania. Mówił ze najlepszy silnik to DC a cena 61zł a sterownik 119zł :/

    OdpowiedzUsuń
  10. Trudno mi coś powiedzieć, który silnik będzie lepszy krokowy czy ten DC bo nie mam porównania. Powiem tylko, że gdy używam ten silnik krokowy nie przeszkadzają mi żadne drgania samego silnika, nic to nie wpływa na jakość timelapsów. Chyba, że planujesz jakieś timelapsy makro, wtedy może będzie miało to wpływ. Bardziej może mieć tu wpływ długość pręta czy tor po którym porusza się wózek. Tu musi być duża dokładność i wszystko ładnie ze sobą połączone.

    OdpowiedzUsuń
  11. Nie to będzie tak samo poruszac sie jak u ciebie, pręt mam nawet krótszy bo 70cm. A ten silnik ma swobodny start i hamowanie ?

    OdpowiedzUsuń
    Odpowiedzi
    1. Start i stop jest wymuszany przez włącznik dźwigniowy. Należy pilnować żeby wyłączyć silnik gdy wózek dojeżdża do końca. Można podłączyć do instalacji wyłączniki krańcowe, wtedy wyłączanie odbywałoby się automatycznie. Ja się w to nie bawiłem jak narazie.

      Usuń
  12. No ja raczej też zamontuje silnik krokowy, jak będą drgania widoczne na kamerze to napęd zastosuje na pasek i pod silnik dam poduchy.

    OdpowiedzUsuń
    Odpowiedzi
    1. Ja pod silnik zamontowałem gumowe podkładki i wszystko gra.
      Jak będziesz miał gotowy slider i będziesz chciał go pokazać to możemy napisać post na blogu :)

      Usuń
    2. No ok, no mi już do ukończenia pracy potrzebny tylko silnik i sterownik a niestety nigdzie nie mogę znaleźć takiego silniczka jak ty masz, więc muszę poszukać jakiegoś innego.

      Usuń
  13. Witam
    Znalazłem ten projekt i będę chciał go zrealizować, mam jednak pytanie, jak się sprawuje slider podczas pracy z lustrzanką? Widze że na jednym zdjęciu jest Canon, ja mam Sony A58 która z obiektywem będzie ważyć ok. 800g.

    OdpowiedzUsuń
    Odpowiedzi
    1. Witam, moja lustrzanka z obiektywem waży podobnie. Slider i silnik w nim zamontowany spokojnie będzie przesuwać lustrzankę. Mam tutaj na myśli ruch po poziomej płaszczyźnie, slider pod kątem nie daje rady z takim obciążeniem. Ja stosuję kamerkę GoPro, która jest bardzo lekka i silnik spokojnie ją uciągnie pod kątem. Generalnie slider działa dobrze. Jak budowałbym go jeszcze raz to nic bym nie zmieniał oprócz materiału z czego wykonana jest cała konstrukcja. Zamiast cienkiej blachy użyłbym sklejki - wszystko byłoby stabilniejsze.

      Usuń
    2. Witam, szukam trochę mocniejszego silniczka, w celu pracy z lustrzanką. Czy te silniki będą pracowały dobrze z tym sterownikiem:
      http://www.akcesoria-cnc.pl/?menu=produkt&id=233
      http://www.akcesoria-cnc.pl/?menu=produkt&id=568

      Usuń
  14. Witam, bardzo ciekawy i przydatny poradnik. Bardzo dziekuję za poświęcony czas i chęć podzielenia się pomysłem. Dołączam się do pytania przedmówcy.

    OdpowiedzUsuń
    Odpowiedzi
    1. Witam. Myślę że dało by radę podłączyć te silniczki do sterownika, mają zbliżone parametry do mojego. Na moje mogłyby być.

      Usuń
  15. Witam. Super projekt! Mam pytanie. Szukam u Wujka Google i nie mogę znaleźć więc zapytam tutaj. Mam ten sam sterownik czyli AVT 1525 i silnik unipolarny 6 przewodów - jak mam podłączyć te przewody do sterownika? Który przewód do którego wyjścia? Gdzie mogę to znaleźć?

    OdpowiedzUsuń
  16. Ooo proszę i wszystko jasne. Nie trzeba wydawać kupy kasy. Zdecydowanie wolę Twoją wersję.

    OdpowiedzUsuń
  17. A jak podłaczyć te cudeńka które mają wyłączyć silnik przed końcem szyny?

    OdpowiedzUsuń