„DropArt“- tikslus dviejų lašų fotografinis greitintuvas: 11 žingsnių (su nuotraukomis)

2024 Autorius: John Day | [email protected]. Paskutinį kartą keistas: 2024-01-30 10:45

Sveiki visi, Šioje instrukcijoje pateikiu savo kompiuteriu valdomo dviejų skysčių lašelių greitintuvo dizainą. Prieš pradėdami kurti dizaino detales, manau, tikslinga tiksliai paaiškinti, koks yra dizaino tikslas.

Smagi, įdomi ir graži fotografijos šaka apima skysčių lašelių vaizdų fiksavimą, kai jie patenka į panašaus skysčio baseiną. Tai savaime gali sukurti įdomių vaizdų. Norėdami gauti tikrai šaunių vaizdų, turime susidurti su dviem skysčio lašais. Taigi pirmasis lašas patenka į skysčio baseiną ir sukuria vadinamąjį „išpylimą“, kuris kyla iš baseino tiesiai virš tos vietos, kur atsitrenkė pirmasis lašas. Dabar antrasis lašas, tiksliai suplanuotas, patenka į „išpylimo snapelio“viršūnę, sprogdindamas skystį į išorę, taip sukurdamas nuostabias ir unikalias formas.

Mano „DropArt“dizaino tikslas yra suteikti šias funkcijas:

• Norėdami išleisti pakartotino dydžio skysčio lašą
• Išleisti antrą skysčio lašą, kurio dydis ir pasikartojimo laikas yra tikslūs pirmojo lašo atžvilgiu
• Norėdami valdyti fotoaparato užraktą, kad užfiksuotumėte kritimą
• Norėdami valdyti blykstės galvutę, kad tiksliai užfiksuotumėte susidūrimą
• Suteikti vartotojui patogų atskirą valdiklį, suteikiantį galimybę valdyti visus parametrus ir kelias konfigūracijas
• Suteikti vartotojui patogią „Windows“vartotojo sąsają arba GUI, prijungtą per USB
• Pateikti įkrovos įkėlimo programą, kad būtų lengviau pakartotinai mirksėti programinei įrangai per USB

Taip pat turėtų būti tinkama apsauga tarp valdymo plokštės ir pridedamų fotoaparatų bei blykstės įrenginių.

1 žingsnis: pirmiausia pažvelkime į kai kuriuos rezultatus …

Prieš pradėdami gilintis į dizaino detales, pirmiausia pažvelkime į kai kuriuos „DropArt“projekto rezultatus. Jei jums, kaip skaitytojui, patinka rezultatai, galbūt norėsite atidžiau pažvelgti į dizainą ir galbūt neteksite patiems pasigaminti tokį, kuriam aš suteiksiu paramą.

Svarbūs „DropArt“fotografavimo aspektai

Reikėtų pažymėti, kad norint gauti geriausius rezultatus fotoaparatas yra nustatytas B (arba lemputės) režimu. Tai reiškia, kad kol bus nuspaustas užraktas, užraktas lieka atidarytas. Manau, kad šis režimas geriausiai tinka „DropArt“fotografavimui. Iš tikrųjų akimirkas fiksuoja blykstė, o ne fotoaparato užraktas. Kad blykstės trukmė būtų trumpa, blykstės išėjimo galia turėtų būti minimali. Aš linkęs naudoti du mažus blykstės įrenginius, nustatytus rankiniu būdu esant mažai išėjimo galiai (žr. Paveikslėlį išvadoje). Vienas blykstės įrenginys yra prijungtas prie „DropArt“valdiklio ir įjungiamas laidu. Antroji blykstės galvutė optiškai paverčiama nuo pirmosios.

Kadangi esame B režime, aplinkos apšvietimas perteiks vaizdą. Todėl lašų fotografavimas turėtų būti atliekamas esant silpnam apšvietimui - tik tiek šviesos, kad pamatytumėte, ką darote. Aš paprastai fotografuoju maždaug f11, todėl poveikis dėl aplinkos šviesos yra sumažintas.

Pagrindinė technika ir sąranka

Reikėtų pažymėti, kad kiekviena sąranka šiek tiek skirsis, todėl turite būti kantrūs ir metodiški. Kai susidursite su dviem lašais, rezultatai bus beveik 100% pakartojami. Žemiau pateiktoje pagrindinėje sąrankoje naudojau vandentiekio vandenį su raudonais maistiniais dažais. Lašų dozatorius buvo apie 25 cm virš skysčio baseino.

Įsitikinkite, kad „Mariotte“sifonas yra išvalytas iš skysčio, naudojant valymo funkciją (žr. Vaizdo įrašo pavyzdį), taip pat įsitikinkite, kad skysčio lygis nenukris žemiau „Mariotte“sifono dugno.

• Pirmiausia pradėkite nuo vieno lašo dydžio 35ms
• Nustatykite užrakto uždelsimą iki 100 ms
• Nustatykite blykstės delsą iki 150 ms
• Padidinkite blykstės delsą +10 ms, kol pamatysite, kad kadras pasirodo kadro viršuje
• Dabar galite padidinti blykstės delsą per visą iškritimo seką
• Toliau didinkite blykstės delsą, kol turėsite pilną vieną nuleidimo snapelį
• Dabar pridėkite antrą lašo dydį 35 ms ir uždelsite apie 150 ms
• Sureguliuokite kritimo antrą delsą +/- 10ms žingsniais, kol ji pasirodys kadro viršuje virš pirmojo nuleidimo snapelio
• Sureguliuokite lašinimo antrą laiką, kol antrasis lašas susidurs su pirmojo lašelio snapeliu

Dabar turite pagrindinį susidūrimą, kurį galite žaisti su nustatymais, kad gautumėte norimą efektą.

Skirtingo tankio skysčiams reikės skirtingų nustatymų, tačiau juos galite laikyti skirtingomis konfigūracijomis.

2 veiksmas: nuoseklių kritimų vaizdo įrašas

Pateikiu vaizdo įrašą - tai serija atskirų nuoseklių lašų, paimtų kaip kadrai su 10 ms arba 5 ms blykstės intervalais, kad būtų sustabdytas judesys. Tada aš sujungiau gautus nejudančius vaizdus, kad būtų sukurta trumpa lašo gyvenimo animacija ir vėlesnis susidūrimas su antruoju lašeliu.

3 žingsnis: „DropArt“mechaninis lašų dozatorius

Neabejotinai svarbiausia „DropArt“projekto dalis yra mechaninis lašų dozatorius. Ši dizaino dalis yra labai svarbi norint užtikrinti pastovų reguliarų lašo dydį.

Konstrukcijos esmė yra mechaninis vožtuvas, kuris atidaromas ir uždaromas naudojant 12 V spyruoklinę paprastai uždarytą solonoidą. Šis solonoidas yra tiksliai valdomas naudojant mikroprocesoriaus valdymo plokštę.

Skystas indas yra 36 mm skersmens 30 mm ID akrilo vamzdelis. Norėdami uždaryti vamzdelį, HIPS formatu atspausdinau 3D galinį dangtelį, kuris yra skirtas standartinėms 1/4 colių vamzdžių jungiamosioms detalėms (žr. Paveikslėlius). Lašai išleidžiami iš spygliuotos žarnos uodegos - taip pat 1/4 colio sriegio.

Viršutinė akrilo vamzdelio dalis užsandarinta 29 dydžio guminiu kaiščiu. Guminis kaištis tiekiamas su centrine anga, į kurią įdėjau plastikinį vamzdelį Mariotte sifonui sukurti (žr. Specifinį skyrių apie Mariotte sifoną).

Soloidas yra uždarytas mažoje plastikinėje projektinėje dėžutėje ir prijungtas prie išorinio maitinimo lizdo.

4 žingsnis: „DropArt“valdymo plokštės dizainas ir apžvalga

Šiame skyriuje pateikiu trumpą vaizdo įrašą, kuriame apžvelgiama „DropArt“prototipo valdymo plokštė ir jos konstrukcija.

5 veiksmas: „DropArt“valdymo plokštės schema

Čia pateiktame paveikslėlyje parodyta valdymo valdymo plokštės schema. Matome, kad naudojant galingą PIC mikrovaldiklį schema yra gana paprasta.

Schemą galite atsisiųsti čia:

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

PASTABA: vaizdo įrašuose naudojamas mažas įtampos reguliatorius 78L05. Siūlau visiems, kuriantiems šį dizainą, naudoti didesnį 7805, esantį TO220 pakuotėje

6 veiksmas: „DropArt“- iš tikrųjų sistemos naudojimas

Šiame skyriuje pateikiu vaizdo įrašą, kuriame išsamiai aprašoma, kaip iš tikrųjų naudoti „DropArt“valdymo sistemą. Vaizdo įrašas apima atskirą aparatinę įrangą ir „Windows“pagrįstą vartotojo sąsają arba GUI.

7 žingsnis: „DropArt“- tikslumo ir pakartojamumo tyrimas

Šiame žingsnyje bandau apibūdinti dviejų lašų seką ir iliustruoti „DropArt“projekto laiko tikslumą.

Horizontalūs osciloskopo skyriai 50 ms / ženklas.

Iš pradžių apsvarstykite antrąjį iš dviejų vaizdų. Tai labai paprastas mano osciloskopo pėdsakas, rodantis pagrindinę 1 ms varnelę, kuri sudaro viso projekto laiko bazę. Ši varnelė sugeneruojama PIC mikroprocesoriuje, naudojant įterptąjį aparatūros laikmatį, užprogramuotą tam tikru momentu sugeneruoti pertrauką. Naudojant šią laiko bazę, labai tiksliai kontroliuojamas kritimo dydis, tarpasluoksnis, užrakto ir blykstės uždelsimas, todėl gaunami labai pakartojami rezultatai.

Dabar apsvarstykite pirmąjį iš dviejų vaizdų:

Vidurinis mėlynas pėdsakas rodo dviejų lašų išleidimą. Kiekvieno lašo dydis yra 50 ms, o 2 lašas - 150 ms

Apatinis rožinis pėdsakas yra blykstės ugnis, kurios delsimas yra 300 ms po 1 lašo išleidimo ir 30 sekundžių laikymo laikas

Viršutinis geltonas pėdsakas rodo užrakto atleidimą. Tai užprogramuotas 200 ms vėlavimas. Tačiau daroma prielaida, kad fotoaparato užrakto atsilikimas yra 100 ms, todėl užrakto atleidimas yra 100 ms anksčiau nei užprogramuotas. Užraktas lieka atidarytas visą sekos laiką (B kameros režimas). Užraktas uždaromas pasibaigus 30 ms blykstės įjungimo laikotarpiui.

8 žingsnis: Mariotte sifonas - paaiškinta

Labai svarbus dizaino aspektas yra tai, kaip valdyti skysčio slėgį vožtuvo įėjime. Sumažėjus skysčio lygiui rezervuare, sumažėja slėgis vožtuvo įėjime, todėl sumažėja ir skysčio srautas. Lašo dydis bet kuriuo metu, kai vožtuvas yra atidarytas, mažėja, kai krinta rezervuaro lygis. Dėl to kritimų susidūrimų valdymas yra dinamiškas ir priklauso nuo skysčio lygio. Šio veiksmo vaizdo įraše paaiškinta, kaip ši problema buvo išspręsta.

Antrasis labai trumpas vaizdo įrašas rodo, kaip „DropArt“valymo funkciją galima panaudoti „Mariotte“sifono užpildymui, taip pat mechaninio vožtuvo valymui ar valymui.

9 veiksmas: įkrovos įkroviklis, naudojamas PIC pakartotiniam mirksėjimui

Šiame trumpame vaizdo įraše parodomas ir paaiškinamas PIC įkrovos įkėlimo programos, kuri gali būti naudojama iš naujo blykstelėti PIC per USB, veikimas, todėl nereikia naudoti specialaus PIC programuotojo.

10 veiksmas: „DropArt“dalių sąrašas

Pridedamas žodinis dokumentas, kuriame išvardytos dalys, kurias naudoju nurodymui

Tai yra dalių, reikalingų „DropArt“projektui sukurti, sąrašas. Visos dalių juostos yra prieinamos atskirai. Išimtis yra akrilo skysčio indo, kurį atspausdinau 3D, galinis dangtelis. Prie šio žingsnio prijungiau akrilo vamzdžio OD 36 mm galinio dangtelio režimąI (STL formatas).

Aktyvūs komponentai

PIC18F2550 mikrovaldiklis. Tiekiama, tai yra neužprogramuota dalis, todėl ją reikia atnaujinti naudojant „DropArt“programinę-aparatinę įrangą. Jei turite tinkamą programuotoją, galite tai padaryti patys, arba aš galiu atsiųsti jums iš anksto paruoštą dalį arba galite atsiųsti tuščią dalį mirksėti

• Mėlynas serijinis IIC 20x4 simbolių LCD modulis
• 78L05 įtampos reguliatorius
• AN25 optinis izoliatorius ar panašus-2 išjungta
• MOC3020 opto-triacas
• IRF9530 P kanalo FET arba panašus
• TLS106 SCR tiristorius arba panašus
• Šviesos diodai 2 išjungti

Pasyvūs komponentai

• 1N4001 diodas (apsauga nuo atvirkštinio poliškumo)
• 100nf keraminiai kondensatoriai 3 išjungti
• 22uf 16v elektrolitinis kondensatorius arba panašus 2 išjungtas
• 22pf keraminiai kondensatoriai 2 išjungti
• 4MHz kristalas HC49/4H su švinu
• SIL 8 kontaktų izoliuotas rezistorių tinklas 1,8K 2 išjungtas
• SIL 8 kontaktų bendras rezistorių tinklas 4,7k 1 išjungtas
• 470R 1/4 W rezistorius 1 išjungtas
• 10K 1/4 W rezistorius 2 išjungtas

Jungtys

• 2,5 mm plokštės maitinimo lizdas
• 2,5 mm važiuoklės tvirtinimo kištukas/lizdas
• 2,5 mm monofoninis lizdas (solenoidas)
• 3,5 mm monofoninio lizdo lizdas 2 išjungtas (užraktas ir blykstė)
• B tipo USB 90 laipsnių DIP jungtis
• Smeigtuko antgalis 2,54 mm 4 krypčių
• DIL 28 kontaktų sukamas kaiščio IC lizdas
• DIL 6 kontaktų išjungtas kaiščio IC lizdas 3

Kiti

• 12 cm x 8 cm FR-4 prototipų plokštė per skylę
• Paspauskite, kad padarytumėte skylutes miniatiūriniais mygtukais
• Rotacinis kodavimo jungiklis 2 bitų Pilkai koduotas
• Valdymo rankenėlė, skirta pritaikyti sukamąjį kodavimo įrenginį

Mechanikai

• Skaidrus akrilo vamzdis 36 mm OD 30 mm ID ir 18 cm ilgio
• Galinis dangtelis (3D spausdinimas) tinka akrilo vamzdžiui, kurio skersmuo 36 mm
• „Mariotte“sifono tipas tinka 16 cm ilgio mėgintuvėlio centrui
• 29 dydžio guminis kaištis su skylute centre
• Spygliuota žarnos uodega 1/4 colio sriegio x 4 mm diafragma
• BSPP moteriškoji pertvaros jungtis su tvirtinimo veržle 1/4 colio
• Statinės spenelis 1/4 colio
• 12V DC 4W elektrinis elektromagnetinis vožtuvas oras/dujos/vanduo/kuras paprastai uždaromas 1/4 colio į abi puses

11 žingsnis: Išvados ir mintys

Man labai patiko statyti ir tobulinti šį projektą. Mano projektai beveik visada prasideda nuo to paties pradinio taško. Mane domina tai, kam gali prireikti specialios įrangos. Radęs ir dažnai pirkęs įrangą, aš dažnai nusivylęs kokybe ir funkcionalumu, o vėliau jaučiuosi priverstas suprojektuoti ir pasigaminti savo įrangą, kad galėčiau tinkamai atlikti reikiamą darbą. Tai iš tikrųjų buvo „DropArt“projekto atveju.

„DropArt“projektas dabar leidžia atlikti skysčio lašų susidūrimus beveik 100% pakartojamumu, kad galėčiau susikoncentruoti ties vaizdais, o ne nusivylimu padarius šimtus vaizdų, tikintis, kad susidursiu kelis lašus.

Gaminu ir skelbiu šiuos instrukcinius straipsnius dėl trijų priežasčių. Pirma, man labai patinka gaminti „Instructable“, nes tai suteikia galimybę dokumentuoti projektą ir veikia kaip uždarymas. Antra, aš akivaizdžiai tikiuosi, kad žmonės ketina perskaityti straipsnį ir jam patiks, o gal net sužinos ką nors naujo. Trečia, teikti pagalbą ir paramą visiems, norintiems įtrūkti kuriant projektą. Visą savo darbo gyvenimą praleidau kaip elektronikos ir programinės įrangos projektavimo inžinierius; nuo pat mažens, itin aistringas elektronikos mėgėjas. Man labai patinka padėti kitiems, kurie galbūt nori kurti patys, tačiau jiems reikia šiek tiek patarimų ir paramos.

Pridedamuose paveikslėliuose parodyta mano „DropArt“sąranka mano dirbtuvėse.

Jei reikia išsamesnės informacijos, nedvejodami komentuokite arba rašykite asmeninę žinutę.

Didelis ačiū, Deivis