Автоматизирана макрофокусна релса: 13 стъпки (със снимки)

2024 Автор: John Day | [email protected]. Последно модифициран: 2024-01-30 07:50

Здравейте общност, Бих искал да представя моя дизайн за автоматизирана макрофокусна релса. Добре, така че първият въпрос какво за дявола е фокусната шина и за какво се използва? Макро или фотографията отблизо е изкуството да се изобразяват много малките. Това може да се направи с различни увеличения или съотношения. Например съотношение на изображения 1: 1 означава, че сниманият обект се проектира върху сензора на камерата в естествен размер. Съотношението на изображения 2: 1 означава, че обектът ще бъде проектиран в два пъти по -голям размер върху сензора и така нататък …

Често срещан артефакт от макро фотографията е много малка дълбочина на рязкост. Независимо дали използвате специални макро обективи, вземате стандартни обективи и ги обръщате или използвате мехове като цяло дълбочината на рязкост е малка. До сравнително наскоро това беше творчески проблем с макро фотографията. Въпреки това, сега е възможно да се създават макро изображения с толкова дълбочина на рязкост, колкото желаете чрез процес, наречен подреждане на фокус.

Подреждането на фокуса включва заснемане на серия или „купчина“изображения в различни фокусни точки от най -близката точка на обекта до най -отдалечената точка на обекта. Стекът от изображения след това се комбинира цифрово, за да се създаде едно изображение с много по -дълбока дълбочина на рязкост. Това е фантастично от творческа гледна точка, тъй като фотографът може да избере как иска да се появи изображението им и колко трябва да бъде фокусирано, за да постигне максимално въздействие. Подреждането може да се постигне по различни начини - възможно е да се използва Photoshop за подреждане или специален софтуер като Helicon Focus.

Стъпка 1: Принцип на фокус на железопътната линия и критерии за проектиране

Принципът зад фокусната шина е доста прав. Взимаме нашата камера и обектив и ги монтираме на линейна шина с висока разделителна способност, която позволява комбинацията от камера/обектив да бъде преместена по-близо или по-далеч от обекта. Така че, използвайки тази техника, ние не докосваме обектива на камерата, освен може би за постигане на първоначален фокус на преден план, а движим камерата и обектива по отношение на обекта. Ако смятаме, че дълбочината на полето на лещата е плитка, тази техника генерира фокусни срезове в различни точки на обекта. Ако срезовете за фокусиране се генерират така, че дълбочината на рязкост леко да се припокрива, те могат да бъдат комбинирани по цифров път, за да се създаде изображение с непрекъсната дълбочина на фокусиране върху обекта.

Добре, така че защо да преместите голямата тежка камера и обектив, а не относително малкия и лек обект на интерес? Е, субектът може да е жив, например насекомо. Преместването на жив обект, когато се опитвате да го задържите неподвижно, може да не работи твърде добре. В допълнение, ние се опитваме да поддържаме последователно осветление от един кадър на следващ, така че преместването на обекта би означавало и преместване на цялото осветление, за да се избегне движението на сянка.

Преместването на камерата и обектива е най -добрият подход.

Стъпка 2: Основните характеристики на дизайна на My Focus Rail

Проектираната от мен релса за фокусиране носи камерата и обектива върху здрава механична линейна релса с моторно задвижване. Камерата може лесно да бъде прикрепена и свалена с помощта на бързо освобождаваща се опашка за гълъб.

Механичната релса се задвижва и извежда с помощта на стъпков двигател на компютърен контролер и може да осигури линейна разделителна способност от приблизително 5um, което според мен е повече от адекватно в повечето сценарии.

Контролът на релсата се постига с помощта на лесен за използване компютър/Windows базиран потребителски интерфейс или графичен интерфейс.

Контролът на позицията на релсата може да се постигне и ръчно с помощта на въртящо се управление с програмируема разделителна способност, разположено на платката за управление на двигателя (въпреки че може да се позиционира навсякъде, да речем като ръчно управление).

Фърмуерът на приложението, работещ на микропроцесора на таблото за управление, може да се мига повторно чрез USB, за да се смекчи нуждата от специализиран програмист.

Стъпка 3: Фокусната релса в действие

Преди да се впуснем в детайлите на конструкцията и изграждането, нека разгледаме релсата за фокусиране в действие. Заснел съм поредица от видеоклипове, детайлизиращи различни аспекти на дизайна - те може да обхващат някои аспекти извън реда.

Стъпка 4: Фокусна релса - първият пробен изстрел, който получих от релсата

На този етап мислех, че ще споделя едно просто изображение, получено с помощта на фокусната шина. Това беше по същество първият пробен изстрел, който направих, след като релсата беше готова. Просто грабнах малко цвете от градината и го пуснах върху парче тел, за да го поддържам пред обектива.

Комбинираното изображение на цвете е съставено от 39 отделни изображения, 10 стъпки на филийка на 400 стъпки. Няколко изображения бяха изхвърлени преди подреждането.

Прилагам три изображения.

• Крайният фокус подрежда изстрел от Helicon Focus
• Изображението в горната част на стека - forground
• Изображението в долната част на стека - фон

Стъпка 5: Детайли на контролния съвет и преминаване през него

В този раздел представям видео с подробности за компонентите на таблото за управление на двигателя и строителната техника.

Стъпка 6: Ръчно управление на стъпката за управление

В този раздел предварително зададох още един кратък видеоклип с подробности за ръчното управление.

Стъпка 7: Схематична диаграма на таблото за управление

Изображението тук показва схемата на контролната платка. Можем да видим, че с помощта на мощния PIC микроконтролер схемата е сравнително проста.

Ето линк към схема с висока разделителна способност:

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

Стъпка 8: Софтуер или потребителски интерфейс, базиран на компютър

В този раздел отново използвам видео, за да демонстрирам софтуер за управление на приложения, базиран на компютър, често наричан GUI (графичен потребителски интерфейс).

Стъпка 9: Принцип и работа на буутлоудъра

Въпреки че не е свързан по никакъв начин с операцията на фокусна релса, буутлоудърът е съществена част от проекта.

Да повторя - какво е буутлоудър?

Целта на буутлоудъра е да позволи на потребителя да препрограмира или препрограмира основния код на приложението (в случая приложението Focus Rail), без да е необходим специализиран PIC програмист. Ако трябваше да разпространявам предварително програмирани PIC микропроцесори и трябва да издам актуализация на фърмуера, буутлоудърът позволява на потребителя да препрограмира новия фърмуер, без да се налага да купува PIC програмист или да ми върне PIC за препрограмиране.

Буутлоудър е просто софтуер, работещ на компютър. В този случай буутлоудъра работи на микроконтролера PIC и аз го наричам фърмуер. Буутлоудърът може да бъде разположен навсякъде в паметта на програмата, но намирам за по -удобно да го намеря точно в началото на програмната памет в рамките на първата страница 0x1000 байта.

Когато микропроцесор се включи или нулира, той ще започне изпълнението на програмата от вектор за нулиране. За микропроцесора PIC векторът за нулиране се намира в 0x0 и обикновено (без буутлоудър) това би било или началото на кода на приложението, или скок към началото в зависимост от това как кодът е разположен от компилатора.

При наличен буутлоудър след включване или нулиране се изпълнява кодът на зареждащия механизъм и действителното приложение се намира по -нагоре в паметта (наречено преместено) от 0x1000 и по -горе. Първото нещо, което буутлоудъра прави, е да провери състоянието на хардуерния бутон на буутлоудъра. Ако този бутон не е натиснат, зареждащият автоматично прехвърля управлението на програмата към основния код, в този случай приложението Focus Rail. От гледна точка на потребителите това е безпроблемно и кодът на приложението изглежда се изпълнява според очакванията.

Въпреки това, ако хардуерният бутон на буутлоудъра е натиснат по време на включване или нулиране, буутлоудъра ще се опита да установи комуникация с хост компютъра в нашия случай чрез радио серийния интерфейс. Приложението за зареждане на компютъра ще открие и комуникира с фърмуера на PIC и сега сме готови да започнем процедура за презареждане.

Процедурата е проста и се провежда, както следва:

Бутонът за ръчен фокус е натиснат, докато хардуерът е включен или нулиран

Компютърното приложение открива PIC буутлоудъра и зелената лента на състоянието показва 100% плюс съобщение PIC открито

Потребителят избира „Open Hex File“и с помощта на инструмента за избор на файл преминава към новия HEX файл на фърмуера

Потребителят вече избира „Програма/Проверка“и процесът на мигане започва. Първо новият фърмуер се мига от PIC буутлоудъра, след което се чете обратно и се проверява. Напредъкът се отчита от зелената лента за напредък на всички етапи

След като програмата и проверката приключат, потребителят натиска бутона „Нулиране на устройството“(бутонът за зареждане не е натиснат) и новият фърмуер започва да се изпълнява

Стъпка 10: Преглед на микроконтролера PIC18F2550

По отношение на PIC18F2550 има твърде много подробности, за да се влязат в него. Приложена е спецификацията на най -високо ниво на информационния лист. Ако се интересувате, целият лист с данни може да бъде изтеглен от уебсайта на MicroChip или просто да потърсите в Google устройството.

Стъпка 11: Драйвер за стъпков двигател AD4988

AD4988 е фантастичен модул, идеален за задвижване на всеки четирижилен биполярен стъпков двигател до 1.5A.

Характеристики: Нисък RDS (Вкл.) Изход Автоматично откриване / избор на режим на затихване на ток Смесете с режими на забавяне на бавен ток Синхронно коригиране за разсейване на ниска мощност Вътрешна UVLOC Защита от кръстосан ток 3,3 V и 5 V съвместимо логическо захранване Топлинна верига за изключване Защита от повреда на земята Защита от късо съединение Допълнителни стъпки от пет модела: пълни, 1/2, 1/4, 1/8 и 1/16

Стъпка 12: Сглобяване на механична релса

Тази релса беше взета от eBay на страхотна цена. Той е много здрав и добре направен и се предлага в комплект със стъпков двигател.

Стъпка 13: Резюме на проекта

Много ми хареса да проектирам и изграждам този проект и в крайна сметка получих нещо, което всъщност мога да използвам за моята макро фотография.

Склонен съм да изграждам само неща, които са от практическа полза и които лично ще използвам. Щастлив съм да споделя много повече подробности за дизайна, отколкото беше описано в тази статия, включително програмирани тествани PIC контролери, ако се интересувате от изграждането на макрофокусна релса за себе си. Оставете ми коментар или лично съобщение и аз ще се свържа с вас. Много благодаря за четенето, надявам се да ви е харесало! С най -добри пожелания, Дейв