Automatická kolejnice zaostření makra: 13 kroků (s obrázky)

2024 Autor: John Day | [email protected]. Naposledy změněno: 2024-01-30 08:19

Ahoj komunita, Chtěl bych představit svůj návrh automatizované kolejnice makro zaostření. Dobře, takže první otázka, co je ďábel, je zaměřovací kolejnice a k čemu slouží? Makro nebo fotografování zblízka je umění zobrazování těch nejmenších. To lze provést při různých zvětšeních nebo poměrech. Například poměr zobrazení 1: 1 znamená, že fotografovaný objekt je promítán na snímač fotoaparátu v životní velikosti. Poměr zobrazení 2: 1 znamená, že objekt bude na snímač promítán v dvojnásobné životní velikosti atd.

Běžným artefaktem makrofotografie je velmi malá hloubka ostrosti. Ať už používáte vyhrazené makroobjektivy, vezmete standardní objektivy a obrátíte je nebo použijete měch, obecně je hloubka pole malá. Až donedávna to byl kreativní problém s makrofotografií. Nyní je však možné vytvářet makro snímky s takovou hloubkou ostrosti, kolik si přejete, procesem nazývaným fokusní skládání.

Soustředění ostření zahrnuje pořízení série nebo „hromádky“snímků v různých ohniskových bodech od nejbližšího subjektu k nejvzdálenějšímu bodu objektu. Stoh snímků se pak digitálně spojí a vytvoří jeden snímek s mnohem hlubší hloubkou ostrosti. Z kreativního hlediska je to fantastické, protože fotograf si může vybrat, jak si přeje, aby se jejich obrázek zobrazoval a kolik by mělo být zaostřeno, aby bylo dosaženo maximálního účinku. Stohování lze dosáhnout různými způsoby - je možné použít Photoshop ke stohování nebo vyhrazený software, jako je Helicon Focus.

Krok 1: Zaměřte se na zásady kolejnice a kritéria návrhu

Princip zaostřovací lišty je docela přímočarý. Vezmeme náš fotoaparát a objektiv a namontujeme je na lineární lištu s vysokým rozlišením, která umožňuje pohyb kamery/objektivu blíže nebo dále od objektu. Pomocí této techniky se tedy nedotýkáme objektivu fotoaparátu, jinak než abychom dosáhli počátečního zaostření v popředí, ale pohybujeme fotoaparátem a objektivem s ohledem na předmět. Pokud považujeme hloubku ostrosti objektivu za malou, tato technika generuje zaostřovací řezy v různých bodech předmětu. Pokud jsou řezy zaostření generovány tak, že se hloubka ostrosti mírně překrývá, lze je digitálně kombinovat a vytvořit tak obraz s nepřetržitou hloubkou ostření napříč objektem.

Dobře, proč tedy přesouvat velký těžký fotoaparát a objektiv, a ne relativně malý a lehký předmět zájmu? Předmět by mohl být velmi živý, řekněme hmyz. Pohyb živého předmětu, když se ho snažíte stále udržovat, nemusí fungovat příliš dobře. Kromě toho se snažíme zachovat konzistentní osvětlení od jednoho snímku k druhému, takže pohyb předmětu by znamenal také přesun veškerého osvětlení, aby se zabránilo pohybu stínů.

Pohyb kamery a objektivu je nejlepší přístup.

Krok 2: Hlavní funkce designu My Focus Rail

Zaostřovací kolejnice, kterou jsem navrhl, nese fotoaparát a objektiv na robustní motoricky poháněné mechanické lineární kolejnici. Kameru lze snadno připevnit a vyjmout pomocí rychloupínacího držáku pro holubí ocas.

Mechanická kolejnice je poháněna dovnitř a ven pomocí krokového motoru řídicí jednotky počítače a může poskytovat lineární rozlišení přibližně 5 um, což si osobně myslím, že je ve většině scénářů více než dostačující.

Ovládání kolejnice je dosaženo pomocí snadno použitelného uživatelského rozhraní založeného na PC/Windows nebo GUI.

Ovládání polohy kolejnice lze také dosáhnout ručně pomocí otočného ovladače s programovatelným rozlišením umístěného na ovládací desce motoru (i když by mohl být umístěn kdekoli, řekněme jako ruční ovladač).

Firmware aplikace běžící na mikroprocesoru řídicí desky lze znovu flashovat přes USB, což snižuje potřebu vyhrazeného programátoru.

Krok 3: Focus Rail v akci

Než se dostaneme k detailům stavby a stavby, podívejme se na focus rail v akci. Vzal jsem sérii videí s podrobnostmi o různých aspektech designu - mohou pokrývat některé aspekty mimo provoz.

Krok 4: Focus Rail - první testovací výstřel, který jsem získal z railu

V této fázi jsem si myslel, že se podělím o jednoduchý obrázek získaný pomocí zaostřovací lišty. Toto byl v podstatě první zkušební výstřel, který jsem udělal, když byla kolejnice v provozu. Jednoduše jsem popadl malou květinu ze zahrady a hodil ji na kousek drátu, abych ji podepřel před objektivem.

Složený obraz květiny byl složen z 39 samostatných obrázků, 10 kroků na plátek ve 400 krocích. Několik obrázků bylo vyřazeno před stohováním.

Přikládám tři obrázky.

• Konečný fokusovaný skládaný výstřel z Helicon Focus
• Obrázek v horní části zásobníku - na zemi
• Obrázek ve spodní části zásobníku - pozadí

Krok 5: Detail ovládacího panelu a procházení

V této části představuji video s podrobnostmi o součástech řídicí desky motoru a konstrukční technice.

Krok 6: Ruční krokové ovládání ovládací desky

V této části přednastavuji další krátké video s podrobnostmi o ručním ovládání.

Krok 7: Schéma řídicí desky

Na obrázku je schéma ovládacího panelu. Vidíme, že pomocí výkonného mikrokontroléru PIC je schéma relativně jednoduché.

Zde je odkaz na schéma s vysokým rozlišením:

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

Krok 8: Software uživatelského rozhraní na bázi PC nebo GUI

V této části znovu používám video k demonstraci softwaru pro ovládání aplikací na bázi PC, který se často označuje jako GUI (grafické uživatelské rozhraní).

Krok 9: Princip a provoz bootloaderu

I když to v žádném případě nesouvisí s provozem focus rail, je bootloader nezbytnou součástí projektu.

Pro zopakování - co je to bootloader?

Účelem zavaděče je umožnit uživateli přeprogramovat nebo přeformátovat hlavní kód aplikace (v tomto případě aplikaci Focus Rail) bez potřeby specializovaného specializovaného programátoru PIC. Pokud bych distribuoval předprogramované mikroprocesory PIC a potřeboval bych vydat aktualizaci firmwaru, bootloader umožňuje uživateli provést aktualizaci nového firmwaru, aniž by musel kupovat programátor PIC nebo mi vrátit PIC na reflash.

Bootloader je prostě kus softwaru běžícího na počítači. V tomto případě bootloader běží na mikrokontroléru PIC a označuji to jako firmware. Zavaděč může být umístěn kdekoli v programové paměti, ale pro mě je výhodnější najít jej hned na začátku programové paměti na první stránce 0x1000 bajtů.

Když je mikroprocesor zapnut nebo resetován, spustí provádění programu z vektoru resetování. U mikroprocesoru PIC je resetovací vektor umístěn na 0x0 a normálně (bez zavaděče) by to byl buď začátek kódu aplikace, nebo skok na začátek v závislosti na tom, jak je kód umístěn kompilátorem.

S přítomným zavaděčem po zapnutí nebo obnovení je spuštěn kód zavaděče a skutečná aplikace je umístěna výše v paměti (nazývaná přemístěna) od 0x1000 a výše. První věc, kterou bootloader provede, je zkontrolovat stav hardwarového tlačítka bootloaderu. Pokud toto tlačítko není stisknuto, zavaděč automaticky přenese řízení programu do hlavního kódu, v tomto případě aplikace Focus Rail. Z pohledu uživatelů je to bezproblémové a zdá se, že kód aplikace se spouští podle očekávání.

Pokud je však během zapnutí nebo resetování stisknuto hardwarové tlačítko bootloaderu, bootloader se v našem případě pokusí navázat komunikaci s hostitelským počítačem prostřednictvím rádiového sériového rozhraní. PC bootloader aplikace detekuje a komunikuje s firmwarem PIC a my jsme nyní připraveni zahájit proceduru reflash.

Postup je přímočarý a probíhá takto:

Při zapnutí nebo resetování hardwaru je stisknuto tlačítko Maunal focus

PC aplikace detekuje zavaděč PIC a zobrazí se zelený stavový řádek 100% plus zobrazí se zpráva PIC detekováno

Uživatel zvolí „Otevřít hex soubor“a pomocí nástroje pro výběr souborů přejde na nový soubor HEX firmwaru

Uživatel nyní vybere „Program/Ověřit“a začne blikat. Nejprve nový firmware načte zavaděč PIC a poté jej přečtěte a ověřte. Pokrok je ve všech fázích hlášen zeleným indikátorem průběhu

Jakmile je program a ověření dokončeno, uživatel stiskne tlačítko „Reset Device“(tlačítko bootloaderu není stisknuto) a spustí se nový firmware

Krok 10: Přehled mikrokontroléru PIC18F2550

S ohledem na PIC18F2550 je příliš mnoho podrobností na to, abychom se jimi zabývali. V příloze je specifikace nejvyšší úrovně datového listu. Pokud vás zajímá, celý datový list je možné stáhnout z webových stránek MicroChip nebo jednoduše vygooglit zařízení.

Krok 11: Ovladač krokového motoru AD4988

AD4988 je fantastický modul, ideální pro řízení jakéhokoli čtyřvodičového bipolárního krokového motoru až do 1,5 A.

Funkce: Výstup s nízkým RDS (zapnuto) Automatická detekce / výběr režimu poklesu proudu Směs s režimy pomalého poklesu proudu Synchronní rektifikace pro nízký ztrátový výkon Interní ochrana proti zkratu UVLOC3,3 V a 5 V Tepelné vypínání obvodů Ochrana proti zemnímu zkratu Ochrana proti zkratu na zatížení Volitelný krok pět modelů: plný, 1/2, 1/4, 1/8 a 1/16

Krok 12: Mechanická montáž kolejnice

Tato kolejnice byla vyzvednuta z eBay za skvělou cenu. Je velmi robustní a dobře vyrobený a je dodáván s krokovým motorem.

Krok 13: Shrnutí projektu

Velmi se mi líbilo navrhování a budování tohoto projektu a skončil jsem s něčím, co mohu skutečně použít pro svou makrofotografii.

Mám tendenci stavět pouze věci, které jsou praktické a které osobně budu používat. Jsem rád, že mohu sdílet mnohem více detailů návrhu, než bylo popsáno v tomto článku, včetně naprogramovaných testovaných PIC řadičů, pokud máte zájem o stavbu kolejnice makro zaostření pro sebe. Zanechte mi prosím komentář nebo soukromou zprávu a já se vám ozvu. Mnohokrát děkuji za přečtení, doufám, že se vám líbilo! S pozdravem, Dave