Automatska makro fokusna šina: 13 koraka (sa slikama)

2024 Autor: John Day | [email protected]. Zadnja promjena: 2024-01-30 09:32

Pozdrav zajednica, Želio bih predstaviti svoj dizajn automatizirane šine za makro fokus. U redu, pa prvo pitanje što je vrag žarište fokusa i za što se koristi? Makro ili fotografija izbliza umjetnost je slikanja vrlo malih. To se može učiniti s različitim povećanjima ili omjerima. Na primjer, omjer slike 1: 1 znači da se subjekt koji se fotografira projicira na senzor kamere u prirodnoj veličini. Omjer slike 2: 1 znači da će se subjekt projicirati u senzoru dvostruko veće veličine na senzor i tako dalje …

Uobičajen artefakt makro fotografije je vrlo plitka dubinska oštrina. Bilo da koristite namjenske makro objektive, uzimate standardne leće i okrećete ih unatrag ili koristite mijeh općenito govoreći, dubinska oštrina je plitka. Donedavno je to bio kreativan problem s makro fotografijom. Međutim, sada je moguće stvoriti makro slike s dubinom polja koliko želite postupkom koji se naziva slaganje fokusa.

Slaganje fokusa uključuje snimanje niza ili "hrpe" slika na različitim žarišnim točkama od najbliže točke subjekta do najudaljenije točke subjekta. Niz slika se zatim digitalno kombinira kako bi se stvorila jedna slika s mnogo dubljom dubinom polja. Ovo je fantastično s kreativnog gledišta jer fotograf može izabrati kako želi da im se slika prikazuje i koliko bi trebao biti u fokusu kako bi postigao maksimalni učinak. Slaganje se može postići na različite načine - moguće je koristiti Photoshop za slaganje ili namjenski komad softvera kao što je Helicon Focus.

Korak 1: Načelo fokusiranja i kriteriji projektiranja

Princip iza vodilice fokusa je prilično naprijed. Uzimamo fotoaparat i objektiv i postavljamo ih na linearnu šinu visoke razlučivosti koja omogućuje kombinaciju fotoaparata/objektiva bliže ili dalje od subjekta. Dakle, ovom tehnikom ne dodirujemo objektiv fotoaparata, osim možda radi postizanja početnog fokusa u prednjem planu, već pomičemo kameru i objektiv u odnosu na subjekt. Ako dubinsku oštrinu objektiva smatramo plitkom, ova tehnika generira kriške fokusa na različitim točkama subjekta. Ako se kriške fokusa generiraju tako da se dubinska oštrina blago preklapa, mogu se digitalno kombinirati kako bi se stvorila slika s neprekidnom dubinom izoštravanja po cijelom subjektu.

U redu, zašto onda pomaknuti veliku tešku kameru i objektiv, a ne relativno mali i lagani predmet interesa? Pa, subjekt bi mogao biti živ, recimo insekt. Pomicanje živog subjekta kad ga pokušavate zadržati možda neće uspjeti previše dobro. Osim toga, pokušavamo zadržati dosljedno osvjetljenje od jednog kadra do drugog pa bi pomicanje subjekta značilo i pomicanje sve rasvjete kako bi se izbjeglo pomicanje sjene.

Pomicanje fotoaparata i objektiva najbolji je pristup.

Korak 2: Glavne značajke dizajna My Focus Rail

Šina za fokusiranje koju sam dizajnirao nosi kameru i objektiv na čvrstoj mehaničkoj linearnoj šini s motornim pogonom. Kamera se može jednostavno pričvrstiti i ukloniti pomoću brzog otpuštajućeg držača za rep.

Mehanička tračnica se pogoni unutra i van pomoću koračnog motora računalnog kontrolera i može pružiti linearnu rezoluciju od približno 5um za koju osobno mislim da je u većini scenarija više nego primjerena.

Kontrola tračnice postiže se pomoću jednostavnog za korištenje PC/Windows korisničkog sučelja ili grafičkog sučelja.

Upravljanje položajem tračnice može se postići i ručno pomoću rotacijske komande s programabilnom rezolucijom koja se nalazi na upravljačkoj ploči motora (iako se može postaviti bilo gdje, recimo kao ručna kontrola).

Firmver aplikacije koji radi na mikroprocesoru upravljačke ploče može se ponovno bljeskati putem USB-a umanjujući potrebu za namjenskim programatorom.

Korak 3: Fokusna tračnica na djelu

Prije nego što pređemo u detalje izgradnje i izgradnje, pogledajmo fokusnu šinu na djelu. Snimio sam niz videozapisa s detaljima o različitim aspektima dizajna - oni mogu pokriti neke aspekte izvan reda.

Korak 4: Fokusna šina - prvi probni hitac koji sam dobio od tračnice

U ovoj sam fazi mislio da ću podijeliti jednostavnu sliku dobivenu pomoću vodilice fokusa. Ovo je u biti bio prvi probni hitac koji sam napravio nakon što je šina pokrenuta. Jednostavno sam zgrabio mali cvijet iz vrta i bacio ga na komad žice kako bih ga podržao ispred leće.

Složena slika cvijeta bila je sastavljena od 39 zasebnih slika, 10 koraka po kriški na 400 koraka. Nekoliko slika je odbačeno prije slaganja.

Priložio sam tri slike.

• Konačni fokus složen snimak iz Helicon Focus -a
• Slika na vrhu stoga - forground
• Slika na dnu snopa - pozadina

Korak 5: Detaljno i prođite kroz kontrolnu ploču

U ovom odjeljku predstavljam videozapis s pojedinostima o dijelovima upravljačke ploče motora i tehnici izrade.

Korak 6: Upravljačka ploča Ručna kontrola koraka

U ovom odjeljku unaprijed sam postavio još jedan kratki videozapis s pojedinostima o operaciji ručnog upravljanja.

Korak 7: Shematski dijagram upravljačke ploče

Slika ovdje prikazuje shemu upravljačke ploče. Možemo vidjeti da je upotreba moćnog PIC mikrokontrolera shema relativno jednostavna.

Evo veze do sheme visoke rezolucije:

www.dropbox.com/sh/hv039yinfsl1anh/AADQjyy…

Korak 8: Softver korisničkog sučelja temeljen na računalu ili GUI

U ovom odjeljku ponovno koristim video za demonstraciju softvera za upravljanje aplikacijama temeljenog na računalu koji se često naziva i GUI (grafičko korisničko sučelje).

Korak 9: Princip i rad pokretačkog programa

Iako ni na koji način nije povezan s operacijom fokusne šine, bootloader je bitan dio projekta.

Da ponovim - što je bootloader?

Svrha pokretačkog programa za pokretanje sustava je omogućiti korisniku da reprogramira ili ponovno instalira glavni kod aplikacije (u ovom slučaju aplikaciju Focus Rail) bez potrebe za namjenskim specijaliziranim programatorom za PIC. Ako bih distribuirao unaprijed programirane PIC mikroprocesore i trebao bih izdati ažuriranje firmvera, bootloader dopušta korisniku da ponovno instalira novi firmver bez potrebe za kupnjom PIC programatora ili vraćanjem PIC-a na ponovnu obradu.

Bootloader je jednostavno softver koji radi na računalu. U ovom slučaju bootloader radi na PIC mikrokontroleru i ja to nazivam firmverom. Bootloader bi se mogao nalaziti bilo gdje u programskoj memoriji, ali smatram da je prikladnije locirati ga odmah na početku programske memorije unutar prve stranice veličine 0x1000 bajtova.

Kad se mikroprocesor uključi ili resetira, pokrenut će se izvođenje programa iz vektora za resetiranje. Za PIC mikroprocesor vektor resetiranja nalazi se na 0x0 i normalno (bez pokretačkog programa za učitavanje) to bi bio ili početak aplikacijskog koda ili skok na početak, ovisno o tome kako se kod nalazi od strane prevoditelja.

S prisutnim pokretačkim programom nakon uključivanja ili resetiranja, izvršava se kôd pokretačkog programa, a stvarna aplikacija nalazi se više u memoriji (naziva se premještena) od 0x1000 i više. Prvo što pokretački program radi provjerava status hardverske tipke pokretačkog programa. Ako se ovaj gumb ne pritisne, pokretački program automatski prenosi kontrolu programa na glavni kod, u ovom slučaju aplikaciju Focus Rail. Sa stajališta korisnika, to je besprijekorno i čini se da se aplikacijski kôd izvršava prema očekivanjima.

Međutim, ako se hardverski gumb pokretačkog programa pritisne tijekom uključivanja ili resetiranja, pokretački program će pokušati uspostaviti komunikaciju s računalom domaćinom u našem slučaju putem radijskog serijskog sučelja. PC bootloader aplikacija otkrit će i komunicirati s PIC firmverom i sada smo spremni za početak ponovnog postupka.

Postupak je jednostavan i provodi se na sljedeći način:

Gumb za ručno fokusiranje pritisnut je dok je hardver uključen ili resetiran

Računalna aplikacija otkriva PIC bootloader, a zelena statusna traka prikazuje 100% plus prikazuje se poruka otkrivena PIC

Korisnik odabire "Otvori heksadecimalnu datoteku" i pomoću odabirača datoteke prelazi na novu datoteku HEX -a firmvera

Korisnik sada odabire 'Program/Verify' i proces treptanja započinje. PIC bootloader najprije blješti novi firmver, a zatim ga ponovo čita i provjerava. Napredak bilježi zelena traka napretka u svim fazama

Nakon što su program i provjera dovršeni, korisnik pritisne tipku 'Reset Device' (gumb za pokretanje pokretača nije pritisnut) i novi firmver počinje s izvršavanjem

Korak 10: Pregled mikrokontrolera PIC18F2550

Ima previše detalja u vezi s PIC18F2550. U privitku se nalaze specifikacije najviše razine podatkovnog lista. Ako ste zainteresirani, cijeli se podatkovni list može preuzeti s web stranice MicroChip ili jednostavno proguglati uređaj.

11. korak: AD4988 Upravljački program koračnog motora

AD4988 je fantastičan modul, savršen za pogon bilo kojeg četverožičnog bipolarnog koračnog motora do 1,5A.

Značajke: Izlaz s niskim RDS (uključen) Izlaz, automatsko otkrivanje / odabir načina opadanja struje Pomiješajte s režimima usporavanja spore struje Sinkrono ispravljanje za nisku potrošnju energije Unutarnji UVLOC Zaštita od strujne struje 3,3 i 5 V Kompatibilno logičko napajanje Termičko isključenje Krug Zaštita od greške na zemlji Opterećenje od kratkog spoja Opcijski korak od pet modela: puni, 1/2, 1/4, 1/8 i 1/16

Korak 12: Sklop mehaničke tračnice

Ovu tračnicu preuzeli su s eBaya po povoljnoj cijeni. Vrlo je robustan i kvalitetno izrađen te dolazi s koračnim motorom.

Korak 13: Sažetak projekta

Jako sam uživao u osmišljavanju i izgradnji ovog projekta i na kraju sam dobio nešto što mogu koristiti za svoju makro fotografiju.

Sklon sam graditi samo stvari koje su od praktične koristi i koje ću osobno koristiti. Rado ću podijeliti mnogo više detalja o dizajnu nego što je opisano u ovom članku, uključujući programirane testirane PIC kontrolere ako ste zainteresirani za izradu makro fokusne trake za sebe. Samo mi ostavite komentar ili privatnu poruku pa ću vam se javiti. Veliko hvala na čitanju, nadam se da ste uživali! Srdačan pozdrav, Dave