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DIY Timer, Motion Controller und Slider

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#1 Jojo5589
Hallo zusammen. Ich möchte hier auch mal ein kleines Projekt von mir vorstellen. Ich beschäftige mich auch schon eine Weile mit Zeitraffer Aufnahmen und wollte Bewegung in die Sache bringen. Dies endete mit der Entwicklung eines Timers plus Motion Controllers. Hab natürlich viel geschaut was es am Markt so gibt, was ich will, was ich brauche und was nicht. Ich habe letztes Jahr im Dezember mit dem Projekt angefangen, es lag allerdings ein paar Monate auf eis wegen dem Studium. Aber jetzt ging es weiter und die Ergebnisse sind vorzeigbar.

Erstmal warum selbst bauen? Ganz einfach, es macht mir Spaß. Ich programmiere sehr gerne und arbeite mit allen möglichen Microcontrollern. Die Möglichkeiten damit sind unfassbar. Etwas zu kaufen, wo bleibt da der Anspruch, das kann jeder. Programmieren, Schaltungen entwerfen, Platinenlayout erstellen, Platine ätzen, Bestücken, löten und am Ende zu sehen wie alles funktioniert. Das ist ein fantastisches Gefühl. Und anspruchslos bin ich leider auch nicht. Auf Youtube gibt es unglaublich viel Müll, von schnurrgezogenen Holzbrettern über Slider die kein Shot Move Shot beherrschen oder gar aus PVC Rohren gefertigt sind. Auch diese ganzen Igus Baustellen sind nichts für die Praxis. Ganz ehrlich, wer will bitte so eine Igus Schiene schleppen? Die Dinger sind als Linearführung für industrielle Zwecke konzipiert, da spielt Gewicht keine Rolle. Eine Steuerung per App wollte ich auch nicht haben. Ich finde jedes zusätzliche Gerät nervt. Und jedes mal zum Einrichten das Handy rausnehmen, entsperren, App starten, verbinden usw zu umständlich. Machbar ist es, alles kein Problem und auch selbst schon so gemacht mit einem Webserver samt HTML Website auf einem ESP. Aber in dem Fall nicht gewollt

Jetzt zum eigentlichen Projekt. Der Timer ist fertig. Er ist dem Lrtimelapse Pro Timer 2.5 ziemlich ähnlich. Gunther Wegner hat da parallel was entwickelt und ist mit ähnlichen Gedanken zu ähnlichen Lösungen gekommen. Dies ist mir sehr wichtig zu erwähnen. Nicht jede Idee ist von mir, das Ramping zb nicht, aber die Umsetzung ist von mir. Kein kopierter Code usw. Den Drehencoder zum bedienen, das habe ich schon bei früheren Projekten getan. Ursprünglich kam ich auf die Idee dazu nachdem ich es mal bei einem Mietwagen in der Mittelkonsole hatte. Ein Drehknopf mit dem man durch das komplette Menü steuern kann. Genial. Das 0,96 Zoll Oled Display ist Standard und auf vielen Microcontrollern der ESP32 und ESP8266 Familie schon integriert. Ich erwähne dies hier nur einmal um gegebenenfalls Unterstellungen bezüglich "Hat er alles abgeschaut" vorzubeugen. Das Ramping ist wie oben erwähnt nicht meine Idee, allerdings mit meiner eigenen Umsetzung. Ist ja nicht schwer. Geradengleichung y=mx+b mit den Parametern erstellen und genau so schreiben.

Hier einmal die Specs zum Timer

-Läuft eigenständig auch ohne den Motion Controller als Fernauslöser(IR und 2,5 mm Klinke), als Intervallauslöser mit optionalem Ramping oder als Bulbauslöser mit Freier oder konfigurierbarer Zeit. Über das 2,5 mm Klinkenkabel wird auch zeitversetzt ein Focussignal geschickt. Focus und Shutter haben ihre eigenen Transistorschaltungen. Je nach Intervall ändert sich die Verzögerung. Ich fotografiere mit Olympus, und diese benutzen das Focussignal um aus dem Ruhemodus aufzuwachen. Allerdings dauert es kurz bis sie ein Shuttersignal verarbeiten. Shutter ohne vorheriges Focussignal führt zu einem seltsamen, unberechenbaren Verhalten der Kamera. Das war mit meiner früh eren Nikon angenehmer.

-Hat ein 0,96 Zoll Display und basiert auf dem ESP32 Microcontroller. Die Bedienung ist intuitiv über ein Drehrad mit Knopf. Drehen zum einstellen/ändern, drücken zum Auswählen und lang drücken zum zurück gehen. Das Display kann während der Aufnahme deaktiviert werden

-Der Timer wird über einen 1800 mAh Akku versorgt, der per micro USB aufgeladen wird, im Betrieb oder auch ausgeschalten. Er ist an einer seperaten Elektronik (Schutz/Laden) angeschlossen, wodurch eine Entladung im ausgeschalteten Zustand nicht stattfinden kann.

-Die Maße sind L: 6, 9cm ohne Druckknopf, mit za 10 cm B: 3,6 cm H: 3,6 cm. Äußerst kompakt also und passt wirklich überall wunderbar rein. Das Gehäuse ist aus Carbon gefertigt weil stabil, leicht und gut zu verarbeiten. Nicht ganz so sauber geworden wie ein gedrucktes oder gekauftes Gehäuse, dafür aber absolut passend und mit keinem verschenktem Raum. Der Timer wiegt mit allem knapp 150 Gramm.


Interessant wird es nun in Verbindung mit dem Slider. Dazu habe ich ja einen Motion Controller entwickelt. Dieser basiert ebenfalls auf einem ESP32 und zwei TMC2100 für die Schrittmotoren. Ich habe nur zwei Achsen implementiert da mir dies genügt, weitere wären mit ein paar Zeilen Code problemlos hinzuzufügen, allerdings müsste dazu natürlich auch eine neue Platine designed und hergestellt werden, was mit etwas Arbeit verbunden ist. Der Motion Controller kann mit Spannungen von 9 bis 45 Volt betrieben werden. Theoretisch auch schon mit 4 Volt, allerdings laufen mit so niedrigen Spannungen die Schrittmotoren nicht oder nur sehr schlecht. Unter 12 Volt würde ich nicht gehen. Ich habe mir einen 5200 mAh Akku mit 16,8 Volt aus 18650 Akkus gebaut (4s2p) mit Schutzschaltung und Balancer. Kein so Lipo Bastellmüll. Am Motion Controller sind 3 Stromanschlüsse. Es ist vollkommen egal was wo angeschlossen wird. An einen kann man den Akku hängen, an den nächsten das Netzteil zum Laden. Ebenfalls im Betrieb möglich. An den dritten, und darum habe ich mich für 3 entschieden, kann ich meine Kamera mit Strom versorgen. Meine Olympus E-M5.2 ist von der Akkulaufzeit nicht so der bringer. Und Akku während einer Timelapseaufnahme zu tauschen ist nicht.

Der Slider ist ein Neewer Carbonslider mit der Länge von 100 cm. Dieser ist qualitativ super, leicht und sehr günstig zu bekommen. Soweit ich gesehen habe nutzen die Jungs von BFM haargenau den selben. Allerdings geben sie an dass dieser eine Entwicklung von Nico Engel ist. Wer da von wem kopiert ob und wie, das lasse ich hier mal offen. Ich habe mir allerdings etwas mehr Mühe gegeben als nur einen Getriebestepper per Schnellspanner dranzuklemmen und fertig. Ich habe schon bei meinem ersten Eigenbau ein Schneckengetriebe verwendet und setze hier ebenfalls wieder auf eines. Ja, es ist mühsamer die Mechanik spielfrei umzusetzen, aber es bietet einfach sehr viele Vorteile. Der Schrittmotor muss nicht immer aktiviert sein, das Getriebe ist selbsthemmend. Die Untersetzung von 20:1 ist zusammen mit dem sehr sehr flotten ESP32 ausreichend schnell. Eine komplette Fahrt über den Slider ist in ca 12 Sekunden gemacht und nach unten natürlich kaum Grenzen. Die Schrittmotoren werden mit Aviation Steckern am Motion Controller angeschlossen, die Endabschalter ebenfalls. Die Schrittmotoren werden dazu auch mit Rampen angefahren. Sprich kein ruppiges Anfahren oder Stoppen sondern schön smooth.

Schaltet man nun den Motion Controller ein, so kann man im Timer in den Einstellungen diesen aktivieren. Das ganze läuft ohne Server/Client Prozedere oder Bluetooth. Es läuft über ESP Now, ein Lowlevel Protokoll mit verbindungsloser Kommunikation über die Mac Adressen. Extrem schnell und schlank. Eigentlich ist dieses Protokoll nur für Kommunikation in eine Richtung vorgesehen. Die bidirektionale Kommunikation hat mich etwas Kopfzerbrechen gekostet.

Nach dem Aktivieren hat man nun 3 zusätzliche Menüs im Timer. Timelapse, Fahrt und Rotation. Bei Timelapse kann man mit oder ohne Ramping auswählen.
- Mit Ramping gibt man die Dauer, das Startintervall und das Endintervall ein. Die Aufnahmen über den eingestellten Zeitraum werden direkt angezeigt. Somit hat man immer die Kontrolle über die Dauer der Aufnahme und kann die Intervalle gegebenenfalls etwas anpassen um die gezielte Länge zu erreichen
- Ohne Ramping gibt man die Anzahl der Aufnahmen und das Intervall ein
Danach kann man den Winkel zur Rotation eingeben, wenn man diese möchte. Danach die Richtung in die die Kamera auf dem Slider fahren soll und die Rotationsrichtung. Die jeweilige Schrittweite für Linear und Rotation werden automatisch berechnet. Kein so Quatsch mehr mit Schrittweite eingeben. Eine Aufnahme mit den eingestellten Parametern ist eine Fahrt von Anfang bis Ende. Der Slider fährt dann automatisch in die Ausgangsposition und mit einem weiteren druck auf den Knopf geht es los. Shot-Move-Shot natürlich. Der Motion Controller bekommt eine Nachricht mit den Daten was er tun soll, führt es aus und schickt eine Acknowledge zurück. Sprich, der Timer wartet das Intervall ab, gibt dann dem Motion Controller den Befehl wie weit und er fahren soll und wartet ab bis von diesem das OK kommt dass die Motoren wieder stehen. Danach wird die Kamera ausgelöst. Usw usw
In Fahrt kann man die Dauer der Fahrt von einer auf die andere Seite einstellen. Zusätzlich noch die Rotation in Grad, falls gewünscht, und die Richtung von beidem natürlich. Der Slider fährt automatisch in die Ausgangsposition und auf Knopfdruck geht es los. Am Ende angekommen kann man auf Knopfdruck direkt mit den selben Einstellungen zurück fahren oder es dabei belassen und andere Einstellungen vornehmen
Rotation ist nur für die Rotation gedacht. So kann man den Rotationskopf mit Motion Controller und Akku auch ohne Slider verwenden

Alles in allem bin ich sehr zufrieden damit. Der Timer ist komplett fertig, Der Motion Controller auch. Die Software umfasst rund 3000 Zeilen Code und ist äßerst umfangreich geworden. Beim Slider bin ich mittlerweile mit den Anbauteilen, also der Mechanik fertig. Es war nicht so einfach das Schneckengetriebe spielfrei umzusetzen, aber es läuft jetzt. Als nächstes werden die Anbauteile noch lackiert. Soll ja auch nach was aussehen. Wichtig war mir auch dass keine Änderungen am Slider selbst vorgenommen werden müssen. Nichts bohren, nichts raussägen usw. Alles kann innerhalb von 3 Minuten per Imbusschlüssel montiert/demontiert werden. Schneller Auf und Abbau war ebenfalls ein Kriterium. Was noch fehlt ist der Drehkopf. Dieser ist skizziert und wird als nächstes gefertigt.

Auf den Bildern ist die Platine des Timers zu sehen. Klar, der fertige Timer auch. Und der Antrieb des Sliders. Noch unlackiert und ohne Abdeckung. Das folgt noch.
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#2 Jojo5589
Und hier noch die ersten Bilder
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#3 MartinA-P
Na, das sieht ja nach wirklich verdammt viel Arbeit aus. Und es freut mich zu hören, dass Du mit dem Ergebnis zufrieden bist.
Ich bin froh, dass ich mein Equipment ordentlich bedienen kann - selbst zu bauen, das ist schon eine andere Nummer.
Umso mehr bin ich auf die Videos/Zeitraffer gespannt.
Danke für die Infos.
Grüße
Andreas
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#4 Jojo5589
So, es gibt ein kleines Update. Mittlerweile ist der Slider fertig. Die Teile sind lackiert, die Kabel sind in Gewebeschläuche eingezogen und das ganze sieht sehr clean und sauber aus. Der Motion Controller hat sein Gehäuse bekommen, 10x6x2,5 cm. Wieder mal sehr kompakt. Als nächstes kommt der Pan Kopf dran. Da warte ich aber noch auf ein Antriebsritzel. Ich hoffe dies kommt bald an, ich werde berichten
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#5 Jojo5589
Nun gibt es noch ein kleines Update, was nur den Timer betrifft. Ich habe ihn mit einem optional aktivierbaren Server samt HTML Website ausgestattet. Wenn man die Option "SmartRemote" in den Einstellungen aktiviert, so startet der Timer das wlan und ein Accespoint steht zu verfügung. Über den Aufruf einer frei konfigurierbaren IP gelangt man auf die Website. Die Steuerung des Motion Controllers ist damit nicht vorgesehen, dadurch hat man dann folgende Optionen: Intervallauslösung mit und ohne Ramping, Bulbauslösung mit freier oder konfigurierbarer Zeit und eben eine normale Auslösung. Im Anhang sind ein paar Screenshots der Website.
Im Bulbmodus wird die Zeit selbstverständlich angezeigt. Im freien Modus zählt sie von 0 hoch und im konfigurierten Modus von der eingestellten Zeit auf 0 runter. Im Intervallmodus kann man wann immer man will den aktuellen Status abfragen und bekommt dann das aktuelle Intervall und die Anzahl der bisher aufgenommenen Bilder angezeigt. Ich habe überlegt ob ich das Statusupdate automatisch lösen soll, hab es allerdings wieder verworfen aus folgenden Gründen. Der Timer läuft nach der Konfiguration autark und stabil. Das senden von Daten über wlan ist sehr stromintensiv. Je weniger komuniziert wird, desto besser natürlich die Akkulaufzeit. Man weiß ja was man eingestellt hat, daher reicht ein sporadisches Abrufen des Statuses falls man es wissen möchte.
Der Vorteil liegt ganz klar auf der Hand. Man kann den Timer ganz normal manuell steuern, ohne jegliche Einschränkungen. Aber bei Bedarf kann man den Timer einfach an die Kamera aanschließen, auf den Blitzschuh stecken und den Server aktievieren. Mit dem Smartphone, Tablet, PC oder jedem anderen wlan fähigne Gerät kann man nun auch aus größerer Entfernung alles relevante steuern.
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Slider & Pan
macjoda
2019-05-25, 12:22
Last Post: Ralph

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