EN RU CN

Подвес в сложенном состоянии

Подвес "Traveller Gimbal"

В этой пошаговой инструкции мы покажем как самостоятельно сделать подвес для камеры Sony α5100 или подобных.

Общий вид подвеса.

Главное достоинство конструкции — её компактность и небольшой вес. У подвеса складная ручка, что позволяет перевозить его в небольшой сумке или коробке. Размеры в сложенном состоянии — 21×12×5 сантиметров. Двух аккумуляторов 18650 хватает на несколько часов работы. Элементы подвеса не загораживают дисплей камеры. Подвес оснащен джойстиком для панаромирования с фиксированной скоростью, что особенно важно для видеосъемки в путешествиях.

Видео работы подвеса:

Для сборки понадобятся следующие компоненты:

  • контроллер подвеса — SimpleBGC 32-bit. Корпус спроектирован для платы Tiny размером 50×25 мм;
  • 3 мотора Rctimer GBM2804 Hollow Shaft Brushless Gimbal Motor. Их мощности хватает для работы с Sony α5100, но если ваша камера тяжелее, то необходимо подобрать моторы побольше;
  • джойстик от PSP 1000;
  • рокерный выключатель P-SM101-2B3, или аналогичный;
  • два защищенных литиевых аккумулятора 18650 (также можно использовать не защищенные 18650);
  • кнопка с длинным шпиньком 11 мм;
  • болты под потай M3×12, 4 штуки;
  • болты под потай M3×10, 2 штуки;
  • болты под шестигранник M3×6, 22 штук;
  • болты под шестигранник M3×8, 4 штуки;
  • болт M5×40 с шестигранной головой (под ключ) и стопорная гайка к нему;
  • шурупы под потай M3×15, 1 штука и M3×20, 3 штуки;
  • листовой дюралюминий 3–4 мм или алюминий 4–5 мм;
  • 3D-принтер, а также станок ЧПУ для выкройки алюминиевых плечей подвеса.

Конструкция подвеса

Алюминиевая конструкция состоит из трех консолей: ROLL, PITCH и YAW. Их необходимо вырезать из пластины дюралюминия толщиной 3–4 мм и согнуть. Мы использовали обычный алюминий 4 мм, жесткости которого вполне хватает. Приведенные размеры актуальны только для камеры Sony α5100 kit с объективом 16–50 мм. Для других камер и объективов будут отличаться консольные элементы, которые нужно рассчитать (или подобрать экспериментально) для достижения идеального баланса относительно осей моторов. В креплении всех трех моторов закладывается возможность тонкой подстройки баланса.

Общий вид готовых деталей:

Рис. 2. Плечи PITCH и YAW необходимо согнуть под 90°.

Рис. 3. Плечо ROLL необходимо согнуть под 45° в двух местах.

Рис. 4. Места сгиба деталей.

Отверстия необходимо также разметить на ЧПУ для точного крепления компонентов.

Рис. 5. Отверстия с резьбой.

На детали PITCH (Рис.5) необходимо только разметить два отверстия, далее просверлить сверлом 2.5 мм и нарезать резьбу М3 для крепления IMU.

На детали YAW (Рис.5) также необходимо разметить на ЧПУ отверстия для крепления рамки для Tiny.

Для сгибания частей рекомендуем использовать спец оборудование. А если него нет, обязательно зажимать в тиски и гнуть поэтапно, чтобы избежать скручивания детали.

Скачать чертежи для частей из алюминиевой конструкции.

Части, распечатанные на 3D-принтере

Рукоятка состоит из двух половинок (Рис.6), рекомендуем печатать внешней стороной вверх для придания лучшего внешнего вида изделия и плотного соединения половинок. Заполнение не ниже 50%.

Рис. 6. Общий вид половинок ручки.

Для крепления ручек между собой используем шурупы М3×20 и М3×15.

Рис. 7. Крепеж.

Батарейный отсек имеет донце (Рис.8) с подпружиненной задвижкой. Для крепления кнопки используем болт из комплекта моторов с головкой под шестигранник.

Для прочности самого донца нужно заполнение не ниже 35%, заполнение запирающего элемента — не ниже 50%, заполнение кнопки рекомендуем также не делать ниже 35%. Печатать на внутренней стороне.

Рис. 8. Донце в разборе.

Для извлечения поддержек из круглого канальца пружины, рекомендуем использовать сверло 4.2 мм. Заглубить сверло необходимо на 37 мм.

Рис. 9. Донце в сборе.

Пружину можно извлечь из пьезоэлемента одноразовой зажигалки. Внутри элемента две пружины, нам нужна та, что мягче.

Рис. 10. Извлечение пружинки.

Подвижная часть рукоятки. Состоит из самой части и крышечки (Рис.11). Крышечка необходима для удобства прокладки проводов.

Рис. 11. Общий вид подвижной части ручки.

Крышечку можно закрепить на пару шурупов М3×15 или более коротких. Кроме того, крышечка отлично держится на слоях 3D-печати.

Соединить обе части можно болтом M5×45 с головкой под ключ и стопорной гайкой М5. Барашек для затягивания также печатаем на 3D-принтере. Заполнение барашка не менее 60%.

Рис. 12. Компоненты зажима.

Крепление для Tiny-контроллера. Состоит из крепления и крышки (Рис.13). Крепление, помимо основной функции, также придает дополнительную жесткость плечу YAW. Подключить USB-кабель к плате можно без снятия крышки.

Рис. 13. Общий вид крепления для Tiny.

Рекомендуем распечатать также крышку для IMU. Предлагаем два варианта:

Рис. 14. Крышечки для IMU.

Скачать модели для печати в формате STL.

Электронная часть подвеса

Джойстик для PSP. К джойстику необходимо припаять гибкие и тонкие провода. Мы использовали кабель МГТФ.

Рокерный выключатель. К нему тоже необходимо припаять один провод длиной 20 см (с расчетом на то, что он пойдет сразу к плате) и один короткий провод, для соединения с выключателем.

Для аккумуляторов 18650 необходимо согнуть контактные площадки из листовой латуни, меди или любого другого паяющегося материала. Также можно купить уже готовые пружины для контактов.

Если вы решили изготовить контакты самостоятельно, то рекомендуем вам залудить части контактирующие с АКБ части пластинок.

Выкройки с размерами приведены ниже:

Рис. 16. Выкройка контактов АКБ в ручке. Таких пластинок необходимо две на плюсовой и минусовой контакты. Рекомендуемая ширина 8 мм.

Рис. 17. Выкройка контактов АКБ в донце. Размеры пластинки для защищенных 18650. Пластинку просто одеваем на штырек донца, отверстие проделываем сверлом 4.2 мм. Рекомендуемая ширина пластинки 10 мм.

Монтаж компонентов и сборка

Если все компоненты правильно подготовлены, то монтаж не составит труда.

Моторы крепим на болты M3×6. Болты из комплекта не годятся, т.к. они слишком длинные и могут задеть обмотки моторов.

Укладываем компоненты в половинки рукоятки.

Батареи соединены последовательно. К одному из контактов который будет минус, паяем длинный провод 20 см — он пойдет сразу к плате. Короткий провод от выключателя паяем к плюсовому контакту. Длинный провод от выключателя прокладываем далее, он пойдет к плате. Проверяем правильность соединений и обозначаем полярность АКБ. Джойстик устанавливаем в свое место и также прокладываем провода по 20 см.

Закрываем второй половинкой. Закручиваем шурупы.

Аккуратно просовываем провода в подвижную часть. Продеваем провода мотора. Мотор прикручиваем к подвижной части рукояти болтами М3×12 под потай. Закрываем крышечку. Завинчиваем шурупы — по желанию.

Собираем донце. Фиксируем подвижную часть через кнопку болтом М3 из комплекта моторов. Затягиваем не слишком сильно, чтобы запирающий элемент легко ходит внутри желобка. Вкладываем согнутую контактную площадку.

Соединяем рукоятку в одно целое болтом М5×40 и стопорной гайкой к нему (Рис.12). Проверяем работоспособность. Обязательно зафиксируйте рукоятку в сложенном положении при последующей сборке, это сохранит запас длины провода на разгибание и сгибание рукоятки в будущем.

Собираем верхнюю часть подвеса из моторов и алюминиевых частей.

Прикручиваем моторы болтами M3×6 к алюминиевым конструкциям.

Закрываем крышкой и прикручиваем IMU.

ВНИМАНИЕ! На тыльной части IMU находятся оголенные контактные площадки и их контакт с алюминиевыми конструкциями подвеса может вывести из строя не только датчик, но и плату контроллера. Обязательно изолируйте, например кусочком изоленты или пластика.

Прокладываем провода, закрепляем Tiny разъемом моторов вверх. Также изолируем от случайного прикосновения алюминиевую поверхность.

Аккуратно паяем или соединяем коннекторами электронные компоненты с платой контроллера стабилизации.

Перед пайкой настоятельно рекомендуем проверить питание подвеса от АКБ, установив их на штатное место.

ВНИМАНИЕ! Никогда не допускайте короткого замыкания литий-ионного аккумулятора. Это может привести к возгоранию аккумулятора. Не перепутайте полярность подключения аккумуляторов — при подключенном USB это приведет к порче контроллера и, возможно, компьютера.

Соединяем обе части подвеса. В итоге у нас получается компактный подвес со складной рукояткой.

Настройка

Последовательность настройки контроллера подвеса описана в справочном руководстве пользователя. Перед настройкой убедитесь, что камера хорошо отбалансирована и в осях моторов отсутствует трение. Так как моторы маломощные, балансировка камеры очень важна!

Советы по настройке:

  • Для этих моторов и источника питания, POWER следует выставить в районе 100–120, чтобы не перегреть мотор. Регулятор напряжения на плате Tiny можно выставить на максимальное значение (крайнее левое положение переменного резистора).
  • Обязательно включите Frame IMU, установленный на плате Tiny. В процессе работы подвеса, плата Tiny может нагреваться до 60–70 °C, поэтому рекомендуется сделать температурную калибровку для Frame IMU.
  • Установите сигнализацию о разрядке батареи на две ячейки, и отключение моторов при критическом напряжении, чтобы не испортить батареи.
  • Задействуйте компенсацию просадки напряжения (хотя Tiny содержит регулятор напряжения, на напряжениях ниже 8 В он отключается).
  • Назначьте джойстику на входах ADC1, ADC2 управление осями YAW и PITCH.
  • Кнопке меню можно назначить различные функции, например переключение профилей с разными режимами управления камерой.

Пример файла настроек для прошивки версии 2.59.


Авторы

Алексей Москаленко: идея подвеса, настройка
Андрей Талащенко: 3D-моделирование, печать, сборка
Михаил Шекунов: резка на ЧПУ

При копировании материалов ссылка на источник обязательна.