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Author Topic: Steuerung Panoramakopf  (Read 6995 times)
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Hallo Zusammen,
ich bin absoluter Neuling, habe mir aber vorgenommen für meine Canon 5D einen automatischen Panoramakopf zu entwickeln.

Ich will 2 Schrittmotoren ansteuern. Einer für die Drehbewegung und ein anderer für die Schwenkbewegung. Desweiteren sollen verschiedene Informationen über ein LCDshield abgefragt und Eingaben getätigt werden.

Momentan scheitert es schon an meinen Einkäufen.
Ich habe mir einen Arduino Uno R3, ein Arduino Motorshield Rev3 und ein LCD Keypad Shield besorgt.

Allerdings habe ich nun festgestellt, dass sich die PINs des Motorshields und die PINs des LCDshields überschneiden.

Lässt sich die Kombination aus Arduino Uno, Motor- und LCD Shield überhaupt betreiben? Habe ich mich für falsche Bauteile entschieden?

Desweiteren möchte ich ja 2 Schrittmotoren betreiben. Ist es möglich mit dem Motorshield 2 x 12V Schrittmotoren mit 1,8° Schwenkwinkel anzusteuern? Hab gerade irgendwo gelesen, dass man 2xDC aber nur 1x Schrittmotor steuern kann.

Ich hoffe mir kann jemand bei der Auswahl der richtigen Bauteile helfen. Ich bitte um eine schnelle Antwort um ggf die Bauteile tauschen zu können.

Vielen Dank für die Unterstützung.
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Das Motorshield mit dem L293 bzw L298 kann nur 1 Schrittmotor steuern.
Wenn Du uns sagst welchen Motor Du verwenden möchtest dann können wir Dir den Driver vorschlagen.
Die Pins des LCD Keypad Shield sind fix verdrahtet, könnten aber ansonsten frei gewählt werden
Ich würde Dir raten das Projekt aus einzelnen Teilen zusammenzubauen und die Shields nur in der Entwicklungsphase zu verwenden.
Andere Arduino Nutzer in Deiner Nähe könnten Dir sicher bei der Elektronik helfen. Wo wohnst Du?
Grüße Uwe
« Last Edit: November 07, 2012, 04:33:13 pm by uwefed » Logged

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Hallo Uwe,
Motoren habe ich so direkt noch keinen ausgewählt. Ich hatte mir einen Emis Schrittmotor mit folgenden Daten angeschaut:
Halte-Moment            0.6 Nm
Max. Phasen-Strom    0.6 A
Flansch-Maß            56 x 56 mm
Wellen-Ø                    6.35 mm
Betriebsspannung    12 V/DC
Wellen-Länge            20.6 mm
Winkel                    1.8 °
Typ                            SM12056

Da Elektronik nicht mein Fachgebiet ist wollte ich eigentlich auf "bestehendes" zurückgreifen. Ich habe allerdings 2 befreundete Elektriker die mir sicherlich bei der Erstellung von Platinen behilflich sein könnten. Allerdings wollte ich den Aufwand und die Kosten möglichst gering halten.

Ich komme aus der Näge von Stuttgart.
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Ich glaube Schrittmotoren sind zu groß und zu schwer.

Würde Dir umgebaute Servos (auf Dauerdrehung) oder solche die schon so konstruiert sind und 2 Zahnräder vorschlagen. Dann brauchst Du aber zur Positionsbestimmung einen Encoder, ein Potentiometer oder eine andere Vorrichtung die die Drehungen des Motors erfaßt.
Wenn Du den Fotoapparat so montierst, daß die Drehachse mit halbwegs mit dem Schwerpunkt zusammenfällt brauchst Du keine allzugroßen (kräftigen) Servos.

http://arduino.soup.io/post/21692613/nice-and-easy-robotic-panorama-head (benutzt Lego-Motoren)
http://www.flickr.com/photos/17482780@N00/2479357430
http://www.rcgroups.com/forums/showthread.php?t=1527544
http://maxotics.blogspot.it/2010/09/diy-robotic-panorama-head.html
http://www.instructables.com/id/Camera-Panorama-robot-head-panograph/

Grüße Uwe
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Ich denke auch, dass die Schrittmotorlösung nicht unbedingt die beste ist, für diesen Zweck würde ich eher einen ausreichend starken Getriebemotor benutzen. Uwes Vorschlag, einen Servo zu hacken läuft fast auf das gleiche hinaus, bei meiner Variante benötigt man zusätzlich noch einen Motortreiber. Das könnte man natürlich auch als (kostspieligen) Nachteil werten. smiley-wink Für ein relativ robustes Gerät muss man aber auch auf starke Servos zurückgreifen, die ihrerseits wieder ein Metall-Getriebe haben. Auch solch einen Servo habe ich schon mal gehackt, es war eine Qual, den Endanschlag des Zahnrades zu entfernen. Das war in meinem Fall ein Stahlstift, der in ein kleines Aluminium-Zahnrad eingelassen wurde...
Also wer etwas handwerkliches Geschick vorzuweisen hat, kann ganz klar auch die Servomethode wählen, bei unzureichender Werkzeugausstattung und zwei linken Händen smiley-wink dann eine Alternativlösung wählen. smiley-grin

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Als kurze Erklärung zur Masse die bewegt werden muss. Die Kamer samt Objektiv wiegt ca. 5-6 kg. Hinzu kommen noch die Winkel und Halterungen der Kamera. Ich bin für die Auslegung von einem Gewicht von max. 10kg ausgegangen welches durch den Motor gedreht und durch den anderen geschwenkt werden muss. Da die Geschwindigkeit keine große Rolle spielt und auch "langsam" erfolgen kann, würde ich die Beschleunigung vernachlässigen.

Auf den Schrittmotor bin ich gekommen, da ich die Ausführung mit einem "riesigen" Getriebe nicht unbedingt haben wollte und ich in einer Diplomarbeit die Ausführung mit einem Schrittmotor gesehen habe.

Ich war auch der Meinung, dass die Ansteuerung des Schrittmotors einfacher ist. Die Information zu wissen wo der Motor beim Start steht, ist mir nicht wichtig, da ich den Panoramakopf gerne selbst in Position drehen möchte und von dort aus dann einen freiprogrammierbaren Endpunkt anfahren möchte.  Wieso ratet Ihr mir von einem Schrittmotor ab?

Grob habe ich mir den Ablauf wie folgt vorgestellt:

- Einschalten
- Kamera über Taster an die gewünschte Startposition fahren und diese Position "abspeichern"
- Kamera über Taster an den Endpunkt fahren und die Position "abspeichern"
- Brennweite des Objektives eingeben
- Anhand des Drehwinkels und der Brennweite über eine hinterlegte Formel die Schrittwinkel berechnen mit der die Kamera vom Start- zum Enpunkt bewegt werden soll
- Kamera schwenken und mittels IR-Diode auslösen (dadurch kein USB shield notwendig)

Das Gewicht des fertigen Panoramakopfes spielt klar eine Rolle aber bei einem Kameragewicht von ca. 6kg kommt es mir jetzt nicht darauf an ob der Motor 200g oder 650g wiegt. Wichtig ist mir eine recht kostengünstige aber dennoch nicht "lumpige" Ausführung.

Da ich Neuling im Bereich Elektronik und Arduino bin fällt für mich eigentlich auch das Erstellen eigener Platinen weg. Meine vielleicht etwas blauäugige Ansicht war.... ich schnappe mir ein Arduino Uno, packe darauf ein Motorshield und ein LCDshield und ggf. noch ein paar Taster, schließe die Schrittmotoren an das Motorshield an, versorge alles mit 12V über NimH Akkus.

Da sich aber nun einige PINs überschneiden wodurch ich nicht Motorshield und LCDshield gemeinsam an den Arduino Uno hängen kann bin ich nun etwas ratlos.

Ich kann mich damit arangieren das LCDshield gegen ein LCD Display und separate Taster zu tauschen um die PIN Belegung selbst zu wählen

Ich denke das sinnvollste ist wenn ich die gekauften Bauteile zurückschicke und mir erstmal in Ruhe Gedanken mache was ich wie umsetzen will und vor allem wieviele PINs ich benötige. Momentan habe ich den Eindruck, dass die PINs des Arduino Uno für meine Anforderungen nicht ausreichen und ich auf ein anderes Modell zurückgreifen muss.

Momentan fällt es mir aber etwas schwer die notwendigen PINs und Anschlüsse zu definieren. Kann mir jmd. hierbei unter die Arme greifen?

Vielen Dank für Eure Mühe und Unterstützung.




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Hallo @Butzelmann,
warum machst du es dir so schwer. Nehme doch einfach 2 Rudermaschinen aus dem Modellbereich. Diese sind billig, leicht zu steuern und vollkommend ausreichend, was die Kräfte anbelangt. Die kp werden jeweils zum Type angegeben.

Gruß Gerd
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Nehme doch einfach 2 Rudermaschinen aus dem Modellbereich. Diese sind billig, leicht zu steuern und vollkommend ausreichend, was die Kräfte anbelangt.
Hast du mal einen Link dazu? Ich kann mir darunter gar nichts vorstellen...
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Hätte vielleicht Servo schreiben sollen, aber Servo kann ja so alles sein. Ich kenne die Dinger als Rudermaschine
http://de.wikipedia.org/wiki/Servo
http://www.hobbytronics.co.uk/arduino-tutorial2-servos
usw.

Gruß Gerd
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Okay, also Modellbauservos. Hatte Uwe bereits vorgeschlagen: In Verbindung mit dem Hacken des Servos für Panoramaaufnahmen, sonst ist nach 180° oftmals Schluss.
Aber immerhin hab ich meinen Synonymwortschatz erweitern können. smiley-wink
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Ja, Modellbauservos waren gemeint.

Die meisten Modellbauservos machen eine Drehbewegung von 180 Grad. Es gibt einige wenige Ankerwinden die 3,5 Umdrehungen machen zb Hitec HS-785HB . Einige wenige Modelle sind für Dauerrotation (auch 360 Grad genannt) gebaut zb hitec HSR-1422CR, oder http://nodna.de/360-Grad-Servos. Du kannst Servo aber auch selber auf Dauerrotation umbauen. http://www.drachenforum.net/forum/360-Servo-Umbau-GWS-IQ-200-MG-t58694.html
Es hat sowieso Sinn ein höherwertiges Modellbauservo mit Metallgetriebe zu nehmem da Du einen gewissen Wert bewegen willst.

Zurück zu den Schrittmotoren: Ich bezweifle daß ein Schrittmotor ohne Getriebe eine Masse von 6-10 kg sinnvoll bewegen kann. Auch wenn der Fotoapparat im Schwerpunkt gelagert ist (was auf alle Fälle bei einem 4Kg Objektiv sinnvoll ist) hat der Schrittmotor zuwenig Drehmoment um die Trägheit einer 6kg Masse zu bewegen.

Für die sichere Bewegung des Fotoapparates brauchst Du eine stabile Kugellagergelagerte Mechanik. Die Konstruktion ist nicht trivial. Hast Du da Erfahrung oder Hilfe eines Schlossers/Metallverarbeiters?

Grüße Uwe
« Last Edit: November 08, 2012, 06:58:11 pm by uwefed » Logged

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Auch wenn es laut Spezifikation nur 3,5 Umdrehungen sein sollen:
Mit dem Hitec HS-785HB gehen etwas mehr als 9 Umdrehungen. Zumindest mit dem Pololu MicroSerialServoController, hängt der Servo direkt am Arduino gehen nur ca. 7.

Hier hab ich die Servos im Einsatz: http://www.mafu-foto.de/projektebasteln/projektebastelnmotohead
Canon 7D mit Batteriegriff und 70-200/2,8 (zusammen ca. 3 kg) sind damit überhaupt kein Problem. Höheres Gerwicht hab ich noch nicht damit getestet.
« Last Edit: November 09, 2012, 02:28:56 am by MaFu » Logged

_______
Manfred

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Ja, Modellbauservos waren gemeint.

Die meisten Modellbauservos machen eine Drehbewegung von 180 Grad. Es gibt einige wenige Ankerwinden die 3,5 Umdrehungen machen zb Hitec HS-785HB . Einige wenige Modelle sind für Dauerrotation (auch 360 Grad genannt) gebaut zb hitec HSR-1422CR, oder http://nodna.de/360-Grad-Servos. Du kannst Servo aber auch selber auf Dauerrotation umbauen. http://www.drachenforum.net/forum/360-Servo-Umbau-GWS-IQ-200-MG-t58694.html
Es hat sowieso Sinn ein höherwertiges Modellbauservo mit Metallgetriebe zu nehmem da Du einen gewissen Wert bewegen willst.

Zurück zu den Schrittmotoren: Ich bezweifle daß ein Schrittmotor ohne Getriebe eine Masse von 6-10 kg sinnvoll bewegen kann. Auch wenn der Fotoapparat im Schwerpunkt gelagert ist (was auf alle Fälle bei einem 4Kg Objektiv sinnvoll ist) hat der Schrittmotor zuwenig Drehmoment um die Trägheit einer 6kg Masse zu bewegen.

Für die sichere Bewegung des Fotoapparates brauchst Du eine stabile Kugellagergelagerte Mechanik. Die Konstruktion ist nicht trivial. Hast Du da Erfahrung oder Hilfe eines Schlossers/Metallverarbeiters?

Grüße Uwe

Hallo Uwe,
ich arbeite in der Entwicklung einer Maschinenbau Firma. Habe daher Zugriff auf diverste CNC- Dreh- und Fräsmaschinen sowie Blechbiege- und Lasermaschinen. Ich denke dass die technischen Möglichkeiten die Fertigung umzusetzen gefeben sind
Auf die Schrittmotoren bin ich dank einer Diplomarbeit gekommen, bei welcher auf Grund von Berechnungen ein Schrittmotor mit einem Drehmoment von 0,5Nm bei 12V ausgewaehlt hat und mit ihm ohne Getriebe ein maximales Kameragewicht von 10kg bewegen kann. Aus diesem Grund bin ich davon  ausgegangen, dass diese lösung nicht die schlechteste zusein scheint zumal ich keinen encoder oder sonstige bauteile benoetige um den Motor zusteuern.
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Dann bist Du in der glücklichen Lage, daß eine professionelle Mechanik kein Problem sein wird.

Hab mal etwas im Internet herumgesucht und Schrittmotore für 0,5Nm (+/-0,06) gesucht und die Größe ohne Welle und Gewicht kopiert. Ich hab die elektrischen Daten und Schrittwinkel nicht berücksichtigt.

B=42 mm, H=42 mm, L=48 mm, 0,35 kg
B=57 mm, H=57 mm, L=71 mm, 0,50 kg
B=57 mm, H=57 mm, L=43 mm, 0,48 kg
B=42 mm, H=42 mm, L=48 mm, 0,32 kg
B=57 mm, H=57 mm, L=53 mm, 0,51 kg
B=42 mm, H=42 mm, L=40 mm, 0,27 kg
B=42 mm, H=42 mm, L=48 mm, 0,32 kg

Das sind Baugröße NEMA17 oder NEMA23 Motore

Zum Vergleich der HS-785HB Seilwindenmodellbauservo wiegt 110g bei  59 x 29 x 52mm und 1Nm  und hat die Ansteuerungselektronik bereits integriert.
Wenn Du den HS-785HB verwendest und ein 3:1 Getriebe verwendest hast Du etwas mehr als 360 Grad Drehwinkel. Bei Übersteuerung (Impulslänge des Ansteuerungssiganl außerhalb der üblichen 1-2mS) hast Du einen größeren Drehwinkel (wie MaFu schreibt) Die Überstuerung ist mit dem Arduino ohne Probleme programmierbar.

Der HSR-1422CR ohne Umdrehungsbegrenzung 40mm x 20mm x 37mm und 41g bei 3Nm. Als Positionsgeber ein 10-Gang Potentiometer auf dem Motorschaft gekoppelt und per Analogeingang gelesen.

Grüße Uwe
« Last Edit: November 10, 2012, 04:38:42 am by uwefed » Logged

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Hallo Uwe,
wenn mich nicht alles täuscht hat der HSR-1422CR ein Drehmoment von 2,8kg/cm was 0,28Nm und nicht 3Nm entspricht. Ich habe nun einen SpringRC  Dauer-Rotation High Torque Servo mit einem Drehmoment von 15,4kg/cm gefunden. Dieser hat ebenfalls ein Metallgetriebe und ist für Dauerrotation ausgelegt.

Ich habe nun beschlossen die Artikel erstmal zurückzuschicken und eine genaue Planung des Panoramakopfes zu machen um anshcließend auch die richtigen Bauteile zu kaufen.



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