ARDUINO CAMERA STABILIZER: 4 etapas (com fotos)

2024 Autor: John Day | [email protected]. Última modificação: 2024-01-30 11:39

DESCRIÇÃO DO PROJETO:

Este projeto foi desenvolvido por Nil Carrillo e Robert Cabañero, dois estudantes de engenharia de design de produto do terceiro ano da ELISAVA.

A gravação de vídeo é muito condicionada pelo pulso do cinegrafista, uma vez que tem impacto direto na qualidade da filmagem. Os estabilizadores de câmera foram desenvolvidos para minimizar o impacto das vibrações nas imagens de vídeo, e podemos encontrar desde estabilizadores mecânicos tradicionais até estabilizadores eletrônicos modernos, como o KarmaGrip da GoPro.

Neste guia instrutível, você encontrará as etapas para desenvolver um estabilizador de câmera eletrônico operando em um ambiente Arduino.

O estabilizador que projetamos foi pensado para estabilizar dois eixos de rotação automaticamente, enquanto deixa a rotação plana da câmera sob o controle do usuário, que pode orientar a câmera como quiser através de dois botões localizados no

Começaremos listando os componentes necessários, o software e o código que foram usados para desenvolver este projeto. Continuaremos com uma explicação passo a passo do processo de montagem para acabar tirando algumas conclusões sobre todo o processo e o projeto em si.

Esperamos que você goste!

Etapa 1: COMPONENTES

Esta é a lista de componentes; acima você encontrará uma imagem de cada componente começando da esquerda para a direita.

1.1 - Cotovelos e alça da estrutura do estabilizador impressa em 3D (x1 alça, x1 cotovelo longo, x1 cotovelo médio, x1 cotovelo pequeno)

1.2 - Rolamentos (x3)

1.3 - Servomotores Sg90 (x3)

1.4 - Botões de pressão para Arduino (x2)

1.5 - Giroscópio para Arduino MPU6050 (x1)

1.6 - Placa MiniArduino (x1)

1.7 - Fios de conexão

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Etapa 2: SOFTWARE E CÓDIGO

2.1 - Fluxograma: A primeira coisa que devemos fazer é esboçar um fluxograma para representar o funcionamento do estabilizador, levando em consideração seus componentes eletrônicos e sua função.

2.2 - Software: O próximo passo foi traduzir o fluxograma para o código da linguagem de processamento para que pudéssemos nos comunicar com a placa Arduino. Começamos escrevendo o código para o giroscópio e os servomotores dos eixos xey, pois descobrimos que era o código mais interessante de escrever. Para fazer isso, primeiro tivemos que baixar a biblioteca do giroscópio, que você pode encontrar aqui:

github.com/jrowberg/i2cdevlib/tree/master/…

Assim que o giroscópio operou os servomotores dos eixos xey, adicionamos o código para controlar o servomotor do eixo z. Decidimos que queríamos dar algum controle do estabilizador ao usuário, então adicionamos dois botões para controlar a orientação da câmera para a gravação frontal ou traseira.

Você pode encontrar o código completo para a operação do estabilizador no arquivo 3.2 acima; a conexão física dos servomotores, giroscópio e botões será explicada na próxima etapa.

Etapa 3: PROCESSO DE MONTAGEM

Neste ponto, estávamos prontos para iniciar a configuração física do nosso estabilizador. Acima você encontrará uma imagem com o nome de cada etapa do processo de montagem, que ajudará a entender o que está sendo feito em cada ponto.

4.1 - A primeira coisa a fazer foi carregar o código na placa arduino para deixá-lo pronto para quando conectarmos o resto dos componentes.

4.2 - Em seguida, foi feita a conexão física dos servomotores (x3), do giroscópio MPU6050 e dos dois botões.

4.3 - A terceira etapa foi a montagem das quatro partes do giroscópio com as três junções conformadas cada uma por um mancal. Cada rolamento está em contato com uma peça na superfície externa e com o eixo do servomotor na superfície interna. Uma vez que o servomotor é montado na segunda parte, o rolamento cria uma junta de rotação suave controlada pela rotação do eixo do servo.

4.4 - A última etapa do processo de montagem consiste em conectar o circuito eletrônico Arduino do giroscópio, botões e servos à estrutura do estabilizador. Isso é feito primeiro montando os servomotores nos rolamentos conforme explicado na etapa anterior, segundo montando o giroscópio Arduino no braço que segura a câmera e terceiro montando a bateria, placa Arduino e botões na alça. Após esta etapa, nosso protótipo funcional está pronto para se estabilizar.

Etapa 4: DEMONSTRAÇÃO DE VÍDEO

Nesta última etapa você poderá ver o primeiro teste funcional do estabilizador. No vídeo a seguir, você poderá ver como o estabilizador reage a uma inclinação do giroscópio, bem como seu comportamento quando o usuário ativa os botões para controlar a direção de gravação.

Como você pode ver no vídeo, nosso objetivo de construir um protótipo funcional de um estabilizador foi cumprido, pois os servomotores reagem rápida e suavemente às inclinações do giroscópio. Achamos que embora o estabilizador trabalhe com servomotores, o ideal seria utilizar motores de passo, que não possuem limitações de rotação como os servomotores, que operam a 180 ou 360 graus.