In questo ottimo Guest Post scritto dall’amico Mauro scopriremo come sia possibile realizzarsi “in casa” una guida motorizzata (dolly) per time-lapse, come realizzarne l’elettronica associata e programmarla in Arduino.
Ricorda di lasciare un commento e di dire cosa ne pensi, è importante..!
Si potrebbe definire la naturale evoluzione di un ottimo tutorial, quello di Marco Cavalazzi, con un’accento ben marcato sulla parte elettronica e di programmazione Arduino.
Pubblichiamo con piacere questo fantastico tutorial dell’amico Mauro, e vi invitiamo a dirci che ve ne pare nei commenti, nonché a condividerlo sui social network.
Guida fai da te alla realizzazione di un dolly motorizzato
Accogliendo l’invito di Marco, scrivo questo tutorial per costruire un dolly motorizzato comandato da una centralina elettronica. Purtroppo per alcune fasi della costruzione non ho fatto delle foto, ma ho fatto alcuni disegnini che possono aiutarvi a comprendere ciò che ho scritto.
Ringrazio inoltre Marco Cavalazzi per il suo tutorial che mi ha dato lo spunto iniziale per questa impresa.
Premessa
Requisiti
Per la realizzazione di questo progetto, non sono necessarie particolari doti o capacità. Ho cercato di utilizzare del materiale molto semplice da assemblare. Ho dovuto costruire alcuni particolari ma niente di complicato.
Per l’assemblaggio è necessaria una normale dimestichezza con chiavi inglesi, trapano, sega, colla (alcuni particolari li ho costruiti in legno) e tanta fantasia.
Iniziamo la costruzione
Parte Meccanica
Guida Igus
Per la parte della guida dove far scorrere la fotocamera ho scelto la guida NS-01-80 e relativo carrello MW-02-80 (scegliendo questa larghezza è sufficiente una sola guida ed il carrello supporta tranquillamente il peso della camera). Questa guida non ha bisogno di alcun assemblaggio.
Per praticità ho scelto una lunghezza di 1 metro (ma è possibile avere la guida lunga fino a 4 metri)
Carrello
Per quanto riguarda il movimento del carrello ho avuto moltissimi dubbi ad iniziare dalla cinghia. Ovviamente per avere precisione nei movimenti era necessaria una cinghia sincronizzata (cioè con i denti).
Trovare delle cinghie piccole, ma di lunghezza almeno due metri e reperibili anche per dei privati è stata un’impresa ed infatti ho fallito.
Allora con un po’ di fantasia ho pensato di utilizzare due cinghie ed unirle con del nastro adesivo.
Per la giunzione ho sfruttato i denti delle cinghie stesse. Ho tagliato le due cinghie. Da una delle due cinghie ne ho tagliato un pezzo da 5 denti. Ho unito gli estremi delle due cinghie ed ho messo al contrario il pezzo da 5 denti (in modo che i denti del pezzo entrassero nelle scanalature).
Ho unito il tutto con del semplice nastro adesivo. Ovviamente non è una bella soluzione, ma funziona (tanto il carico che la cinghia deve trainare non è eccessivo).
In questo modo ho potuto utilizzare due cinghie sincrone 10/T5/1500.
In base alla scelta della cinghia ho acquistato anche le relative pulegge. Ho scelto delle pulegge in alluminio Z16 anche perché hanno un preforo pilota da 6 mm che per una delle due pulegge ho allargato a 6,35 (diametro standard dei motori passo passo NEMA 23 – di cui parlerò in seguito) e hanno delle flange che possono guidare la cinghia.
Fissaggio delle pulegge
Per il fissaggio della puleggia dalla parte opposta al motore ho proceduto nel seguente modo:
Con dei semplici pezzi di legno da 15mmx15mm (acquistati presso un leroy center) ho tagliato due pezzi da circa 15 cm. Ho tagliato altri due pezzi da 7 cm che ho incollato ai pezzi da 15.
A questi pezzi ho praticato un foro nel quale faccio passare un piccolo albero nel quale calzo una delle due pulegge. (Io ho utilizzato un piccolo tondo di plastica recuperato da una penna. Va bene qualsiasi cosa).
Ho iniziato a fissare uno dei due pezzi al binario sfruttando i fori che la IGUS ha praticato alla guida. Ho utilizzato una semplice vite per legno.
Inserendo l’albero e la puleggia ho provveduto a fissare anche l’altro pezzo incollato:
Fatto questo ho inscatolato il tutto con del compensato, (sia per una questione estetica, sia per fare una sorta di paracolpi).
Utilizzando i pezzi incollati ho ottenuto inoltre una sorta di canale dove la cinghia può scorrere liberamente anche se si appoggia la guida ad un piano.
Ho ottenuto una cosa del genere:
Per il fissaggio del motore ho utilizzato lo stesso principio e con delle semplici squadrette acquistate al brico l’ho fissato sfruttando sempre i fori già presenti nella guida.
Nella versione definitiva (ancora non lo è) prevedo di utilizzare sempre il legno per fissare il motore e inscatolare il tutto con del compensato. Questa volta farò una scatola un po’ più grande in modo tale da permettermi di appoggiare la console di comando.
Come detto in precedenza alla seconda puleggia ho allargato il foro fino a portarlo a 6,35mm. Ho calzato la puleggia all’albero del motore.
Ora il motore puo’ facilmente trascinare la cinghia. Devo fare in modo di trascinare anche il carrello.
Ho semplicemente creato un controcarrello che avvito al carrello facendo attenzione di inserire le estremità della cinghia (carrello e contro carrello fanno in pratica da morsetto).
Sul contro carrello è possibile agganciare la testa che porterà la fotocamera. Bisogna solo fare attenzione a non interferire con il carrello.
Cinghia
Devo però accorciare la cinghia (ora è lunga circa 3 metri). Bisogna avere una certa accortezza poiché è presente la giunzione. Dobbiamo fare in modo che la giunzione creata sia sempre nella parte sotto della guida e nel movimento del carrello lungo tutta la guida, la giunzione non passi per le pulegge.
Possiamo ottenere questa cosa disponendo la giunzione dall’altra estremità del carrello. Dobbiamo ottenere una cosa del genere:
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Prima di tagliare la cinghia per togliere il materiale non necessario, consiglio di provare a simulare un movimento completo del carrello da una parte all’altra.
Il dolly ora è pronto per quanto riguarda la parte meccanica.
Fissaggio ai cavalletti
Manca solo la parte per fissare il dolly a dei cavalletti. Per questa cosa ognuno può inventarsi qualsiasi cosa (a seconda dei cavalletti che si vogliono utilizzare).
Nel mio caso per poter utilizzare dei cavalletti già in mio possesso (vanno benissimo anche quelli da 15/20 euro), grazie ad un amico, mi sono fatto costruire dei piccoli pezzi di plastica che si incastrano (una sorta di bicchiere e un perno).
In questo modo posso velocemente montare e smontare il dolly.
Qui un breve filmato:
La parte meccanica è terminata, passiamo ora alla parte elettronica
Parte elettronica
Per la parte elettronica, non è necessaria nessuna conoscenza particolare. Basta quel minimo per riconoscere un led, una resistenza e poco altro.
Prendendo spunto dal tutorial di Marco ho provato ad utilizzare Arduino. Mi si è aperto un nuovo mondo. Tramite questa piccola scheda si può fare veramente di tutto. Nel nostro caso dobbiamo solamente pilotare un motore e la fotocamera.
Come accennato nella costruzione della parte meccanica ho deciso di utilizzare un motore passo-passo anziché un motore in corrente continua per avere una precisione maggiore.
Questo perché il motore in corrente continua lavora in tempi, mentre il motore passo-passo in distanze (gli step).
Lavorando solo in tempi, i motori in CC sono meno precisi dei motori PP. La precisione e la ripetibilità del motore in CC dipende dal carico del motore stesso che deve essere costante (cosa alquanto difficile su una guida da 1 metro). D’altro canto i motori a CC hanno un movimento più fluido. I motori PP lavorando a piccoli movimenti (step), hanno un funzionamento ad impulsi (se si aumenta la velocità diventano però impercettibili). Poiché lo scopo del progetto era quello di creare un dolly per timelapse fotografico ho optato per i passo passo.
Pertanto oltre ad Arduino mi serviva anche una scheda per pilotare il PP. La scelta e ricaduta sullo shield della Adafruit .
Per comandare infine la scheda ho acquistato dell’altro materiale. Riepilogando:
- 1 Arduino duemilanove con atmega 328
- 1 Adafruit Motor/Stepper/Servo shield v.1
- 6 Bottoni (normalmente aperti)
- 2 Led di colore rosso
- 1 Led di colore verde
- 1 Interruttore
- 50 resistenze 10 KOhm (per i bottoni, visto il costo ne ho prese 50)
- 50 resistenze da 220 Ohm (per i led)
- 1 presa e una spina da almeno 4 poli (per i cavi del motore)
- 1 potenziometro linerare (qualsiasi valore va bene) e relativa manopola
- n morsetti Sauro da 2 vie passo 2,54mm (sono morsetti minuscoli che io ho aggiunto (ma si puo’ fare anche senza) per facilitare il collegamento dei bottoni
- 2 Batterie da 4,5 Volt (quelle piatte)
- 1 Contenitore abbastanza capiente (io ho scelto un 21x13x8 e mi va stretto a causa della tipologia di bottoni scelti)
La centrale che ho costruito avrà queste possibilità di comando:
Con due pulsanti inserisco la pausa in secondi tra un movimento e l’altro. Ho preferito questa soluzione (rispetto al potenziometro) perché mi da la possibilità di inserire qualsiasi valore da 1 a 99 secondi.
Se il valore inserito è 11 (scelta questa combinazione, perché facilmente inseribile) do la possibilità di far effettuare una carrellata completa in un unico movimento (cioè il carrello scorre da una parte all’altra della guida con un movimento continuo).
L’inserimento è semplice: con un bottone incremento il valore di una unità, con l’altro di una decina.
Un bottone mi serve per cancellare il valore.
Un bottone, infine mi serve per controllare il valore inserito.
La visualizzazione è semplice.
Dopo aver premuto il bottone, dopo una breve pausa, faccio lampeggiare il led di segnalazione tante volte quante sono le decine inserite. Altra piccola pausa e faccio lampeggiare il led tante volte quante sono le unità.
Mi servono poi due bottoni per fermare il ciclo. Ne utilizzo due per segnalare anche il senso di rotazione del motore. Se ho fermato il ciclo con lo stop sx il prossimo ciclo sarà verso dx e viceversa. Inoltre premendo contemporaneamente i due bottoni do l’avvio ad un nuovo ciclo.
Qui un breve filmato che mostra le possibilità:
Tramite un potenziometro, invece, a seconda del tipo di processo in atto potrò cambiare la distanza percorsa ad ogni step e di conseguenza anche il numero di foto possibili, oppure nel caso di carellata (valore di pausa 11) la velocità di scorrimento.
Assemblaggio
Descritto cosa vogliamo ottenere, procediamo con l’assemblaggio della parte elettrica.
Per fortuna, una buona parte del lavoro di assemblaggio dell’elettronica è già fatto. Infatti Arduino viene venduto già montato. Non ci resta che assemblare lo shield dei motori.
In questa fase evito di montare il led di accensione per poterlo in seguito montare sull’involucro.
In questa fase ho voluto, inoltre, aggiungere dei morsetti. Senza questi, il collegamento tra arduino e i bottoni avviene tramite saldatura.
E’ da considerare che ogni shield aggiunto ad Arduino occupa dei pin. Inoltre Arduino stesso utilizza dei pin per scopi speciali. Ciò comporta che i pin disponibili sono i seguenti 2,5,6,9,10 e i 6 pin analogici.
Decido allora di utilizzarli in questo modo:
- 5 per incrementare di una unità
- 6 per le decine
- 9 per visualizzare
- 10 per cancellare.
- Sfrutto inoltre il pin 13 (già utilizzato da arduino) per un led di segnalazione.
- Il pin 2 lo utilizzerò per comandare la camera.
- Ho necessità di altri due pin digitali (on/off). Non avendoli, trasformo due pin analogici in pin digitali (Analogici 1 e 2 trasformati in digitali 15 e 16)
- Infine utilizzerò il pin Analogico 5 per collegare il potenziometro.
Sfruttando gli esempi presenti nel sito di arduino ho capito come aggiungere i bottoni. L’aggiunta dei bottoni è abbastanza semplice.
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E’ indispensbile aggiungere le resistenze. Senza di queste si va in corto circuito.
Quindi nel nostro caso cablerò i pulsanti in questo modo:
Non ci resta che collegare il potenziometro.
Per farlo possiamo utilizzare il seguente schema. Come regola per il collegamento dobbiamo considerare che la massa si collega dove vogliamo sia il valore minimo (potenziometro a zero), il 5v dove vogliamo sia il massimo. Al centro il valore voluto. Nel nostro caso dovremo incrociare due posizioni.
Al pin 13 infine collego un led di segnalazione.
In questo caso (solo in questo) posso collegare direttamente il led rispettando le polarità. Questo perché già nel circuito di Arduino è presente una resistenza adeguata.
Pertanto nel pin 13 ci andrà il gambo più lungo del led (+) mentre il gambo più corto lo collego al negativo (allo scopo sfrutto il pin 14 che è appunto la massa).
Leggi la seconda parte del tutorial..
