DropArt - Precíziós két csepp fényképes ütköző: 11 lépés (képekkel)

2024 Szerző: John Day | [email protected]. Utoljára módosítva: 2024-01-30 09:40

Sziasztok, mindenki, Ebben az utasításban bemutatom a számítógép által vezérelt két folyadékcsepp -ütköző tervét. Mielőtt belekezdenénk a tervezési részletekbe, szerintem érdemes elmagyarázni, hogy pontosan mi a tervezés célja.

A fotózás szórakoztató, érdekes és gyönyörű ága a folyadékcseppek képeinek rögzítése, amikor hasonló folyadékgyűjtőbe ütköznek. Ez önmagában érdekes képeket hozhat létre. Ahhoz, hogy igazán jó képeket kapjunk, két folyadékcseppet kell ütnünk. Tehát az első csepp a folyadékmedencébe ütközik, és úgynevezett „kifolyócsövet” hoz létre, amely a medencéből közvetlenül fölé emelkedik, ahol az első csepp ütközött. Most egy második csepp, precíz időzítéssel, a „kifolyócső” tetejét érinti, és kifelé robbantja a folyadékot, hogy elképesztő és egyedi formákat hozzon létre.

DropArt dizájnom célja a következő szolgáltatások biztosítása:

• Megismételhető méretű folyadékcsepp felszabadítása
• Egy második folyadékcsepp felszabadítása megismételhető méretű és pontos időzítéssel az első csepphez képest
• A kamera redőnyének vezérlése az ütközés rögzítésére
• Vakuvezérlő vezérlése az ütközés lefagyasztásához az adott pillanatban
• Felhasználóbarát önálló vezérlő biztosítása, amely lehetővé teszi az összes paraméter és több konfiguráció vezérlését
• Felhasználóbarát Windows-alapú felhasználói felület vagy USB-n keresztül csatlakoztatott grafikus felhasználói felület biztosítása
• Rendszerbetöltő biztosítása a firmware USB-n keresztül történő újbóli villogásának megkönnyítése érdekében

Megfelelő védelmet kell biztosítani a vezérlőpanel, valamint a csatlakoztatott kamera és vakueszközök között.

Lépés: Először nézzük meg az eredményeket…

Mielőtt belekezdenénk a tervezés részleteibe, először nézzük meg a DropArt projekt néhány eredményét. Ha Önnek, mint olvasónak, tetszenek az eredmények, érdemes alaposabban körülnézni a tervezésben, és lehet, hogy nem sikerül saját maga építeni egyet, amelyhez támogatást nyújtok.

A DropArt fotózás fontos szempontjai

Meg kell jegyezni, hogy a legjobb eredmény érdekében a fényképezőgép B (vagy izzó) módba van állítva. Ez azt jelenti, hogy amíg a redőny le van nyomva, a zár nyitva marad. Ez az üzemmód működik a legjobban a DropArt fényképezéshez. Valójában a vaku rögzíti a pillanatot, és nem a fényképezőgép zárja. A vaku rövid időtartamának elérése érdekében a vaku teljesítményét a minimálisra kell csökkenteni. Hajlamos vagyok két kis vakuegységet használni, kézi alacsony kimeneti teljesítményre állítva (lásd a képet a következtetésben). Az egyik vakuegység a DropArt vezérlőhöz van csatlakoztatva, és kábelen keresztül világít. A második vakufej opikusan slave az elsőtől.

Mivel B módban vagyunk, a túlzott környezeti fény a kép elmosódását okozza. Ezért a cseppfotózást gyenge megvilágításban kell elvégezni - éppen annyi fényt, hogy lássa, mit csinál. Általában f11 körül készítek képeket, és így a környezeti fény által okozott hatások minimálisra csökkennek.

Alapvető technika és beállítás

Meg kell jegyezni, hogy minden beállítás kissé eltérhet, és türelmesnek és módszeresnek kell lennie. Ha egyszer két csepp ütközik, az eredmények majdnem 100% -ban megismételhetők. Az alábbi alapbeállításokhoz csapvizet használtam piros ételfestékkel. A cseppadagoló körülbelül 25 cm -rel a folyékony medence felett volt.

Győződjön meg arról, hogy a Mariotte szifont kiürítette a folyadékból az öblítés funkcióval (lásd a videó példát), és győződjön meg arról is, hogy a folyadékszint nem esik le a Mariotte szifon alja alá.

• Először egy csepp 35 ms -os mérettel kezdje
• Állítsa a záridőt 100 ms -ra
• Állítsa a vaku késleltetését 150 ms -ra
• Növelje a vaku késleltetését +10 ms -os lépésekben, amíg meg nem jelenik a csepp a keret tetején
• Most növelheti a vaku késleltetését a teljes leesési sorrendben
• Növelje a vaku késleltetését mindaddig, amíg meg nem kap egy teljes leengedő kifolyót
• Most adjon hozzá egy második cseppméretet 35 ms -mal, és körülbelül 150 ms késleltetést
• Állítsa be a második ejtési késleltetést +/- 10 ms-os lépésekben, amíg meg nem jelenik a keret tetején az első leengedő kifolyó felett
• Állítsa be a második csepp késleltetését, amíg a második csepp nem ütközik az első csepp felfelé irányuló kifolyójával

Most van egy alapvető ütközés, amelyet játszhat a beállításokkal, hogy elérje a kívánt hatást.

A különböző sűrűségű folyadékok eltérő beállításokat igényelnek, de ezeket különböző konfigurációkban tárolhatja.

2. lépés: Időzített videó az egymást követő cseppekről

Itt mutatok be egy videót - ez egy sor egymást követő, egymást követő csepp sorozat, amelyeket állóképként veszünk, 10 ms vagy 5 ms előrehaladó vakuintervallumokkal a mozgás leállításához. Ezután összevarrtam az így kapott állóképeket, hogy rövid animációt készítsek egy csepp életéről és az azt követő ütközésről egy második cseppel.

3. lépés: DropArt mechanikus cseppadagoló

A DropArt projekt vitathatatlanul legfontosabb része a mechanikus cseppadagoló. A tervezés ezen része kritikus fontosságú a következetes, rendszeres cseppméret biztosítása érdekében.

A kialakítás lényege egy mechanikus szelep, amelyet 12 V -os rugós, normálisan zárt szolonoid segítségével nyitnak és zárnak. Ez a szolonoid precízen vezérelhető a mikroprocesszoros vezérlőpanel segítségével.

A folyadéktartály egy 36 mm átmérőjű, 30 mm átmérőjű akrilcső. A cső lezárásához 3D -ben HIPS -ben kinyomtam egy zárókupakot, amelyet úgy terveztek, hogy elfogadja a szabványos 1/4 hüvelykes csőszerelvényeket (lásd a képeket). A cseppeket szöges tömlõfarokból adagoljuk - szintén 1/4 hüvelykes menet.

Az akrilcső tetejét 29 -es méretű gumitömlővel lezárják. A gumitömlő középső lyukkal van ellátva, amelybe egy műanyag csövet illesztettem, hogy létrehozzam a Mariotte szifont (lásd a Mariotte szifon külön fejezetét).

A szolonoid egy kis műanyag dobozba van zárva, és egy külső hálózati aljzathoz van csatlakoztatva.

4. lépés: A DropArt vezérlőpanel tervezése és áttekintése

Ebben a részben bemutatok egy rövid videót, amely a DropArt prototípus vezérlőpanelt és annak felépítését mutatja be.

5. lépés: DropArt vezérlőpult vázlata

Az itt látható kép a vezérlőpanel sematikus ábráját mutatja. Láthatjuk, hogy a nagy teljesítményű PIC mikrovezérlő használatával a vázlat viszonylag egyszerű.

A vázlatot itt töltheti le:

www.dropbox.com/sh/y4c6jrt41z2zpbp/AAC1ZKA…

MEGJEGYZÉS: a videókban a feszültségszabályozó a kicsi 78L05 típusú. Javaslom, hogy bárki, aki ezt a konstrukciót építi, használja a TO220 csomag nagyobb 7805 -ösét

6. lépés: DropArt - A rendszer tényleges használata

Ebben a részben bemutatok egy videót, amely részletesen bemutatja a DropArt vezérlőrendszer tényleges használatát. A videó magában foglalja az önálló hardver és a Windows-alapú felhasználói felület vagy GUI használatát.

7. lépés: DropArt - A pontosság és az ismételhetőség vizsgálata

Ebben a lépésben megpróbálok leírni egy két csepp sorozatot, és szemléltetni a DropArt projekt időzítési pontosságát.

Vízszintes oszcilloszkóp felosztás 50 ms / jel.

Kezdetben vegye figyelembe a két kép közül a másodikat. Ez egy nagyon egyszerű nyom az oszcilloszkópomból, amely az alapvető 1 ms -os kullancsot jeleníti meg, amely az összes projekt időzítésének időalapját képezi. Ezt a kullancsot a PIC mikroprocesszor generálja egy beágyazott hardver időzítő segítségével, amely egy megszakítást generál egy adott időpontban. Ezzel az időalap segítségével a cseppméret, az inter-drop késleltetés, a záridő és a vaku késleltetése nagyon pontosan szabályozható, így nagyon megismételhető eredmények születnek.

Tekintsük most a két kép közül az elsőt:

A középső kék nyom két ejtést enged. Minden csepp mérete 50 ms, a 2. csepp késleltetése 150 ms

Az alsó rózsaszín nyom a villogó tűz, 300 ms késleltetéssel az 1. csepp elengedése után és 30 ms tartási idővel

A felső sárga nyom a zárkioldást mutatja. Ennek programozott késleltetése 200 ms. Feltételezzük azonban, hogy a fényképezőgép 100 ms -os záridővel rendelkezik, így a zárkioldás 100 ms -tal korábban van, mint a programozott. A zár nyitva marad a sorozat időtartama alatt (B kamera mód). A redőny a 30 ms -os villanási idő letelte után le van zárva.

8. lépés: A Mariotte -szifon - megmagyarázva

A tervezés nagyon fontos szempontja, hogy hogyan lehet szabályozni a folyadéknyomást a szelep bemenetén. Amint a folyadékszint a tartályban csökken, a szelep bemenetén a nyomás csökken, ezért a folyadék áramlási sebessége is csökken. A cseppméret a nyitott szelep bármely időpontjában csökken, amikor a tartály szintje csökken. Ez a cseppütközések ellenőrzését dinamikussá és a folyadékszint függővé teszi. Ebben a lépésben a videó elmagyarázza, hogyan oldották meg ezt a problémát.

A második nagyon rövid videó bemutatja, hogyan használható a DropArt öblítő funkció a Mariotte szifon feltöltésére, valamint a mechanikus szelep tisztítására vagy tisztítására.

9. lépés: Bootloader, amelyet a PIC újravillantására használnak

Ez a rövid videó bemutatja és elmagyarázza a PIC rendszerbetöltő működését, amellyel a PIC USB-n keresztül újra villanhat, és nincs szükség külön PIC programozó használatára.

10. lépés: DropArt alkatrészlista

Mellékelve egy word dokumentum, amely felsorolja azokat a részeket, amelyeket az utasításhoz használtam

Ez a DropArt projekt felépítéséhez szükséges alkatrészek listája. Az összes alkatrészrúd önmagában elérhető. Ez alól kivételt képez az akril folyadéktartály zárósapkája, amelyet 3D -ben kinyomtattam. Ehhez a lépéshez csatoltam az OD 36 mm -es zárókupak módI (STL formátum) akrilcsövet.

Aktív összetevők

PIC18F2550 mikrovezérlő. A tartozékként ez nem programozott alkatrész, ezért a DropArt firmware-rel kell villogni. Ha van megfelelő programozója, akkor ezt maga is megteheti, vagy küldhetek egy előre felvillantott részt, vagy küldhet nekem egy üres részt villogásra

• Kék soros IIC 20x4 karakteres LCD modul
• 78L05 feszültségszabályozó
• AN25 opto-leválasztó vagy hasonló-2 off
• MOC3020 opto-triac
• IRF9530 P-csatornás FET vagy hasonló
• TLS106 SCR tirisztor vagy hasonló
• A LED -ek 2 kialszanak

Passzív alkatrészek

• 1N4001 dióda (fordított polaritás elleni védelem)
• 100nf kerámia kondenzátorok 3 ki
• 22uf 16v elektrolit kondenzátor vagy hasonló 2 ki
• 22pf kerámia kondenzátorok 2 ki
• 4 MHz -es kristályos HC49/4H ólom
• SIL 8 tűs szigetelt ellenálláshálózat 1,8K 2 kikapcsolva
• SIL 8 tűs közös ellenállás hálózat 4,7k 1 off
• 470R 1/4W 1. ellenállás kikapcsolva
• 10K 1/4W 2. ellenállás kikapcsolva

Csatlakozók

• 2,5 mm -es táblatartó konnektor
• 2,5 mm -es alvázra szerelhető tápcsatlakozó/aljzat
• 2,5 mm -es mono jack aljzat (mágnesszelep)
• 3,5 mm -es mono jack aljzat 2 ki (zár és vaku)
• B típusú USB 90 fokos DIP női foglalat
• Csapfej 2,54 mm 4 irányban
• DIL 28 pólusú elfordított csap IC aljzat
• A 6 tűs DIL kapcsoló kikapcsolta a 3 érintkezős IC aljzatot

Egyéb

• 12 cm x 8 cm-es FR-4 prototípus-tábla lyukon keresztül
• Nyomja meg a lyukas miniatűr gombokat
• Forgó jeladó kapcsoló 2 bites Szürke kódolású
• Vezérlőgomb a forgó jeladóhoz

Mechanika

• Átlátszó akrilcső 36 mm OD 30 mm azonosítóval és 18 cm hosszú
• Végzáró (3D nyomtatás) az OD 36 mm -es akrilcsőhöz
• Mariotte szifon típus, amely 16 cm hosszúságú illeszkedik a bung középpontjához
• 29 -es méretű gumibot, középső lyukkal
• A szöges tömlõ farka 1/4”menet x 4 mm -es nyílás
• BSPP belső válaszfal szerelvény rögzítőanyával 1/4 hüvelyk
• Hordó mellbimbó 1/4 hüvelyk
• 12V DC 4W elektromos mágnesszelep levegő/gáz/víz/üzemanyag általában zárva 1/4 hüvelyk kétirányú

11. lépés: Konklúzió és gondolatok

Nagyon élveztem ennek a projektnek az építését és tökéletesítését. A projektjeim szinte mindig ugyanabból a kiindulópontból indulnak. Érdekel valami, ami speciális felszerelést igényelhet. Miután megtaláltam és gyakran vásároltam berendezéseket, gyakran csalódom a minőségben és a funkcionalitásban, és ezt követően kénytelennek érzem magam, hogy megtervezzem és megépítsem saját felszerelésemet a szükséges munka megfelelő elvégzéséhez. Ez valóban így volt a DropArt projekt esetében is.

A DropArt projekt lehetővé teszi számomra, hogy folyékony csepp ütközéseket hajtsak végre közel 100% -os megismételhetőséggel, így inkább a képekre tudok koncentrálni, mintsem a több száz kép készítésével kapcsolatos csalódottságra, néhány csepp ütközés reményében.

Három okból állítom elő és teszem közzé ezeket az utasításokat. Először is, nagyon élvezem az Instructable előállítását, mivel módot nyújt a projekt dokumentálására és lezárásként működik. Másodszor, nyilván remélem, hogy az emberek el fogják olvasni és élvezni fogják a cikket, esetleg valami újat is tanulnak. Harmadszor pedig, hogy segítséget és támogatást nyújtson mindazoknak, akik meg akarják szakítani a projektet. Egész életemet tervezőmérnökként töltöttem elektronikában és szoftverben; kiskorától kezdve kivételesen lelkes elektronikai hobbi. Nagyon szeretek segíteni másoknak, akik talán maguknak akarnak építeni, de csak egy kis útmutatásra és támogatásra van szükségük.

A mellékelt képeken látható a DropArt beállítása a műhelyemben.

Ha további részletekre van szüksége, nyugodtan írjon megjegyzést vagy privát üzenetet.

Nagyon köszönöm, Dave