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Komplexer Kamera Timelaeps Steuerung (Gimbal/Slider Kombination)
23.10.2015, 16:20
Beitrag #1
Komplexer Kamera Timelaeps Steuerung (Gimbal/Slider Kombination)
Hallo alle zusammen,

Ich Arbeite gerade an eine Idee, verschiedene Komponenten meines Film-Equipments für einen Timeleaps Slider samt 3-Achs Kamerakopf (Gimbal) und Objektiv Verstellung zusammen zu bringen. Und über eine zentrale Steuerung an zu steuern.
Man bekommt so etwas zwar auch fertig gekauft, jedoch liegt das im Preisbereich von fast 10t Euro aufwärts... und es wäre wider zusätzliches Equipment, was gerade auf Reisen sehr unvorteilhaft sein kann. Also direkt zwei Nachteile auf einmal... Undecided

Mechanisch gibt es hier keine Probleme, mein Kamerakopf lässt sich ohne weiteres Mechanisch mit einem Kamera Slider verbinden. Und andere haben bereits rudimentäre Timeleaps Aufnahmen mit meinem Kamerakopf Typ gemacht! Insofern ist die grundsätzliche Funktionalität schon mal geklärt. Gesamt-Steuerungstechnisch sieht das ganze allerdings schon wider anders aus. Dodgy

Folgendes Szenario:

Das System besteht aus drei bis vier Baugruppen...

1. Kamera Slider mit einem Motor für die Lineare Bewegung Vor- und Zurück.
2. Kamerakopf (Gimbal) für die Bewegung der Kamera in 3-Achsen (YAW/ROLL/PITCH) und ggf. Auslösung der Kamera.
3. Lensmotor System für die Verstellung der Brennweite (Zoom), des Schärfepunkts (Focus) und ggf. der Blende.
4. Auslösung der Kamera (kann ggf. aber auch über den Kamerakopf mit laufen).

Im Aktuellen zustand müsste ich alle drei bis vier Baugruppen separat Steuern! Was natürlich für eine Timeleaps Aufnahme schwer zu bewerkstelligen ist. Wink

Meine Idee ist nun, eine einheitliche Schnittstelle zu entwerfen. Die in der Lage ist alle drei bis vier Systeme Zentral auf einander abgestimmt zu steuern. Und die zuvor einprogrammierte Bewegung automatisch in die zuvor ebenfalls festgelegte Anzahl an Auslösungen unterteilt!

So, und jetzt wird es Kompliziert...

Und um den ganzen noch das Sahnehäubchen oben drauf zu setzten... möchte ich die Ein Programmierung der Bewegung aller Achsen/Funktionen, zuvor mit einer Klassischen „Fernsteuerung“ durchführen. Also so, das die Zentrale Steuerungseinheit in eine Art „Aufnahme“ Modus gestartet wird, man die Bewegung von Anfang bis Ende einmal von Hand Steuert und dann die Aufzeichnung der Bewegung wider Stopt.
Hat man den Bewegungsablauf dann so wie man ihn haben möchte, geht man einen Schritt weiter. Nun kann man der Zentralen Steuereinheit noch die Anzahl der Auslösungen und eine „Wartezeit“ einstellen (für Langzeit Belichtungen). Ist dies passiert und man Startet das Programm zur Ausführung, unterteilt die Zentrale Steuereinheit automatisch den eingespeicherten Bewegungsablauf durch die Anzahl der eingespeicherten Auslösungen. Um so nach jeder Auslösung + Wartezeit zum nächsten Auslösepunkt weiter verfahren zu können.

Da es ja grundsätzlich eine recht ausführliche PPM Libary gibt für Arduino, und alle meine Geräte das unterstützen. Sollte es zu mindestens von der Grundsätzlichen Steuerbarkeit her realisierbar sein.

Die Primäre frage die sich mir stellt ist, in wie weit kann man einen oder mehrere PPM Datenströme aufzeichnen und innerhalb des Arduino Controllers Manipulieren und an mehrere Endpunkte verteilen. So das im Anschluss das gewünschte Ergebnis da bei raus kommt. Zur vereinfachten Darstellung hab ich mal ein grobes Diagram erstellt und angehangen.

Ich kenne mich zwar ein wenig mit Arduino aus, hab aber noch nie ein so komplexes Projekt umgesetzt auf der Plattform. Und bevor ich jetzt groß anfang zu Programmieren oder die Hardware zu Verkabeln, erst einmal von mir die Frage in die runde...

Ist so etwas grundsätzlich mit Arduino Realisierbar?

Danke und viele Grüße

Florian

   
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23.10.2015, 18:25
Beitrag #2
RE: Komplexer Kamera Timelaeps Steuerung (Gimbal/Slider Kombination)
Hallo Florian,

du hast aber viel vor.Smile
Das ganze klinkt aber sehr interessant. Ich muss gestehen dass ich jetzt durch deinen Beitrag zum ersten mal etwas von PPM gehört habe. Weil es aber bereits Arduino Librarys dazu gibt sollte an der Stelle schon mal nicht klemmen.

Wenn ich das richtig verstehe geht es darum über PPM in 1 und PPM in 2 einen Funktionsablauf zu empfangen. Diesen dann mit zusätzlichen Informationen über die zeitliche Abfolge an PPM out 1, PPM out 2 und dem Stepperausgan, ect. wieder auszugeben.

Kannst du abschätzen wie groß die Datenmenge ist die über PPM in 1 und PPM in 2 empfangen wird?
Die Arduinos haben leider eine sehr begrenzte Anzahl an Speicherstellen im RAM und EEPROM.
Nicht dass es an der Stelle zu Problemen kommt.

Gruß
Arne

ExclamationMit zunehmender Anzahl qualifizierter Informationen bei einer Problemstellung, erhöht sich zwangsläufig die Gefahr auf eine zielführende Antwort.Exclamation
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24.10.2015, 06:15 (Dieser Beitrag wurde zuletzt bearbeitet: 24.10.2015 06:20 von fknobel.)
Beitrag #3
RE: Komplexer Kamera Timelaeps Steuerung (Gimbal/Slider Kombination)
(23.10.2015 18:25)ardu_arne schrieb:  Wenn ich das richtig verstehe geht es darum über PPM in 1 und PPM in 2 einen Funktionsablauf zu empfangen. Diesen dann mit zusätzlichen Informationen über die zeitliche Abfolge an PPM out 1, PPM out 2 und dem Stepperausgan, ect. wieder auszugeben.

Kannst du abschätzen wie groß die Datenmenge ist die über PPM in 1 und PPM in 2 empfangen wird?
Die Arduinos haben leider eine sehr begrenzte Anzahl an Speicherstellen im RAM und EEPROM.
Nicht dass es an der Stelle zu Problemen kommt.

Moin Arne,

Exakt so meinte ich das... Big Grin

PPM Signal 1 + 2 werden in der "Aufzeichnungs-Phase" zum einen "durchgereicht" und gleichzeitig mit Aufgezeichnet. Wo bei aus PPM Signal 1 gleichzeitig der wert für einen Motor (für die Vor- und Zurückbewegung des Kamera Sliders), der direkt am Arduino Board Angeschlossen ist, abgegriffen wird. PPM Signal 2 hingegen wird einfach „nur“ durchgereicht und Aufgezeichnet.

Über die exakte Digitale-Größe eines PPM Signals kann ich noch nichts sagen. Nur so viel, es ist ein Analoges Signal welches eine fest definierte Laufzeit von 20ms hat und bis zu 16 Positions-Werte + einen Sync-Wert beinhaltet. Ich vermag jedoch nicht zu sagen wie viel Bytes das digital sind. Hier wäre dann erst mal zu ermitteln wie viel Daten bei einer Aufzeichnung von z.B. einem PPM Signal bei einer Sekunde Aufzeichnungsdauer Anfallen. Anhand dieser Information könnte ich dann Theoretisch beliebig hochrechnen...

Eine für mein Projekt nützliche Basis sind sicher diese beiden codes hier...

1. read-any-ppm:
https://code.google.com/p/read-any-ppm/

2. generate-ppm-signal:
https://code.google.com/p/generate-ppm-signal/

Die da zu gehörige Diskussion und Quelle gibt es hier nach zu Lesen:
http://www.rcgroups.com/forums/showthread.php?t=1808432


Ich wühl mich noch durch die reichlich vorhanden Informationen bzw. PPM-Arduino Projekte die ich so gefunden hab. Das reicht vom klassischen PPM Signal -Auslesen und –Generieren (siehe oben), bis hin zum Bau einer Kompletten Fernsteuerung auf Basis eines Arduino DUE Boards. Es gibt also reichlich Information zu dem Thema... Wink

Was ich aber schon sagen kann, die meisten Projekte scheinen die Daten direkt in Echtzeit Weiter zu verarbeiten für eine direkt Ausgabe. Um z.B. einen Stepper Motor an zu Steuer oder ein PPM Signal in mehrere PWM Signale zu wandeln usw..
Ich werde in den nächsten Tagen erst mal schauen ob ich eine verlässliche Information zur anfallenden und zu verarbeitenden Datenmenge ermitteln kann. Im Anschluss wäre dann sicher der erste schritt erst mal eine einfach Aufzeichnung eines PPm Signals mit anschließender Wiedergabe zu realisieren an Hand eines einfachen Testaufbaus. Rolleyes

Das Projekt wird auf jeden fall sehr umfangreich... Tongue

Viele Grüße

Florian
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25.10.2015, 13:34
Beitrag #4
RE: Komplexer Kamera Timelaeps Steuerung (Gimbal/Slider Kombination)
Hi Florian,

PPM (Puls-Pausen-Modulation) wird ja auch im Modellbau zur Ansteuerung von Servos verwendet. Dafür gibt es auch viele Librarys die mit dem UNO/MEGA laufen.
PPM alleine sagt aber nichts über das Timing aus.
Wenn dein PPM Signal auch eine Periodendauer von 20ms hat, ist mit einem Arduino MEGA2560 bestimmt was machbar. Verwendest du denn Modellbauservos?

Ich kann aber nicht abschätzen ob die Leistung eines MEGA2560 ausreicht um PPMin1 und PPMin2 gleichzeitig zu empfangen, auszuwerten, zu speichern und an PPMout1 und PPMout2 auszugeben.

Vielleicht haben das andere auch schon probiert und verwenden weil das nicht funktioniert hat einen DUE.

Gruß
Arne

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25.10.2015, 13:56 (Dieser Beitrag wurde zuletzt bearbeitet: 25.10.2015 13:57 von Klaus(i).)
Beitrag #5
RE: Komplexer Kamera Timelaeps Steuerung (Gimbal/Slider Kombination)
(25.10.2015 13:34)ardu_arne schrieb:  PPM (Puls-Pausen-Modulation) wird ja auch im Modellbau zur Ansteuerung von Servos verwendet.
Nicht ganz.
Zur Ansteuerung von Analog-Servos wird PWM verwendet.
http://wiki.rc-network.de/index.php/PWM
An jedem Ausgang (Kanal) des Receivers liegt ein PWM-Signal an. Manche Empfänger unterstützen auch ein sogenanntes Summensignal, wo dann die Informationen aller Kanäle enthalten sind. Dies ist dann ein PPM-Signal.

Gruß, Klaus
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25.10.2015, 14:17
Beitrag #6
RE: Komplexer Kamera Timelaeps Steuerung (Gimbal/Slider Kombination)
Danke @ Klaus(i) für die Erklärung.
Modellbau ist auch nicht meine Welt. Smile

Demnach wäre das was Florian an PPMin1 und PPMin2 reinbekommt und an PPMout1 und PPMout2 rausschickt ein Summensignal?

Gruß
Arne

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25.10.2015, 14:25 (Dieser Beitrag wurde zuletzt bearbeitet: 25.10.2015 14:28 von Klaus(i).)
Beitrag #7
RE: Komplexer Kamera Timelaeps Steuerung (Gimbal/Slider Kombination)
Zitat:Demnach wäre das was Florian an PPMin1 und PPMin2 reinbekommt und an PPMout1 und PPMout2 rausschickt ein Summensignal?
Ja!
Ich habe da mit dem Arduino in der Richtung PPM auch noch nichts gemacht, habe aber mitbekommen, dass die Multicopterboards meistens beides können.
Da kann man entweder 4 PWM Signale anschließen oder ein PPM-Summensignal.

Wenn man da Arduino Code sucht, sollte man bei den Multicoptern speziell in rcgroups.com suchen.
Da wird man am ehesten fündig.
Florian ist da ja auch schon fündig geworden.

Gruß, Klaus
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