CUSTOMELECTRONICS.RU
Информационно-учебный блог о разработке электроники
Эл. почта: info@customelectronics.ru

Часть 10. Гиростабилизированный подвес для камеры SJ4000

Мы разработали очень простой и функциональный подвес для популярной камеры SJ4000 на основе сервоприводов. Он позволяет стабилизировать видео с борта БПЛА и может быть напрямую подключен к полетному контроллеру от DJI. Вот так выглядит наш подвес в сборе:

Двухосевой подвес для камеры SJ4000

Двухосевой подвес для камеры SJ4000

Для чего нужен подвес

Основная область применения коптеров в быту сегодня это съемка фото и видео. Если просто прикрепить камеру к корпусу, то получается приемлемо, но во время маневров коптер накреняется и видео становится неприятно смотреть. Например, когда мы снимали видео на скалодроме, нам просто пришлось вырезать все моменты с маневрированием коптера. Поэтому все оно состоит из очень мелких кусочков:

Для избежания таких проблем на коптеры ставят двухосевые подвесы. Он меняет положение камеры по двум углам (pitch и roll) и когда летательный аппарат смещается вперед/назад/влево/вправо, двигатели отрабатывают крен платформы и удерживают направление съемки камеры. Руль в стабилизации направления не нуждается.
Это очень полезная функция которая поддерживается многими контроллерами. В том числе нашим DJI NAZA M Lite.

Выбор двигателей

Основные признаки хорошего подвеса — отдельный контроллер, бесколлекторные двигатели, отсутствие параллакса и виброизоляция. Выглядит это примерно так:

Подвес на бесколлекторных двигателях

Подвес на бесколлекторных двигателях

Стоят такие изделия от $40. Это хорошие подвесы с которых вполне можно снимать отличное видео.
Альтернатива таким подвесам — простые конструкции на основе сервоприводов. Они гораздо менее плавные, прочные и надежные, но зато могут управляться напрямую с основного контроллера, весят гораздо меньше и стоимость их выходит во много раз ниже. Мы не планируем использовать свой коптер для профессиональной съемки, но хотим по максимуму использовать возможности, которые у нас уже есть, поэтому мы решили делать конструкцию на основе сервоприводов.
В итоге мы использовали самые легкие сервоприводы с металлическими редукторами.

Наша конструкция

Недостатки нашей конструкции это полное отсутствие защиты камеры и все, что влечет за собой использование сервоприводов.
С другой стороны нам удалось экстремально снизить вес подвеса. Без камеры с двигателями и всем крепежом он весит 75г! Камера добавляет еще 50г. Даже для небольшого коптера это вполне подъемная ноша. Для сравнения, бесколлекторные системы будут весить больше на 100г минимум.
Все детали подвеса распечатаны на 3D-принтере без поддержек. Ссылки на все чертежи и файлы для печати будут в конце статьи. Любой желающий сможет адаптировать его для своей рамы.

Проект гиростабилизированного подвеса

Проект гиростабилизированного подвеса

Хочется отметить, что мы много внимания уделили устойчивости конструкции. Детали подвеса не висят на валах сервоприводов. Все валы как-бы имеют продолжения и исключены вибрации в местах, где качалки надеты на валах приводов. Крепление самой камеры в нашей конструкции также выполнено очень просто, надежно и легко разбирается.

Сборка

Для сборки потребуется приобрести следующий крепеж:

  1. М3х16 винт полиамид, 2шт
  2. М3 гайка барашковая, 2шт
  3. М3х30 винт полиамид, 1шт
  4. М3 гайка квадратная, 1шт
  5. М3х45 винт цинк, 1шт
  6. М2х30 винт цинк, 2шт
  7. М2х10 винт цинк, 2шт
  8. Гайки и шайбы М2 и М3
  9. Суперклей
  10. Двухсторонний скотч

Также необходимо купить два сервопривода. Общая стоимость всех комплектующих не более $8.
Пластиковый крепеж мы вклеили в напечатанные детали. Сами сервоприводы должны быть дополнительно склеены между собой двухсторонним скотчем. В итоге у нас получилось вот так:

Подвес в сборе

Подвес в сборе

Подвес в сборе

Подвес в сборе

Крепления к раме рассчитаны для квадратного профиля 13х13, но их можно легко перерисовать для другой рамы.

Настройка

Сервоприводы подключаются в каналам F1 и F2 полетного контроллера. Вся настройка происходит на вкладке Advanced-Gimbal:

Настройка подвеса

Настройка подвеса

Для начала необходимо разрешить работу с подвесом.
Далее подключить сервоприводы и установить их центры так, чтобы камера выровнялась. Затем поворачивая вокруг разных осей надо выставить ограничения углов управления.
Automatic Gain Control определяет насколько сильно отклоняется камера при кренах контролера. Эту калибровку можно вполне сделать на глаз. То есть можно просто повернуть контроллер на 45 градусов и подбором параметра добиться такого же крена на камере.
Если нужно настроить управление с пульта, то нужно просто один из каналов приемника завести на вход X1, сделать его калибровку и установить коэффициент скорости управления.

Работа

Надо сказать, что работает он настолько плохо, насколько мало он стоит. Обо всем этом вы можете судить сами по видео:

Заключение

Летные испытания пока не проводились, но как только появятся первые видео мы сделаем апдейт этой статьи.
3D-модель выполнена в программе SketchUp. Мы можете скачать ее здесь.
Файл для печати проекта на 3D-принтере можно скачать здесь.
И, как обычно, ссылки на остальные статьи цикла:
Часть 1. Что такое квадрокоптер
Часть 2. Элементы квадрокоптера
Часть 3. Все об аккумуляторах для квадрокоптеров
Часть 4. Рама квадрокоптера
Часть 5. Подсветка коптера
Часть 6. Подключение элементов квадрокоптера
Часть 7. Настройка пульта Turnigy9x для коптера
Часть 8. Настройка регуляторов оборотов бесколлекторного двигателя
Часть 9. Настройка полетного контроллера DJI NAZA

Мы будем очень рады, если вы поддержите наш ресурс и посетите магазин наших товаров shop.customelectronics.ru.

Метки: , , , , , , Просмотров: 22228