Proyecto StackBlackBox. Controlador carril macro, micro, timelapses,...

fujista73
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Proyecto StackBlackBox. Controlador carril macro, micro, timelapses,...

Mensaje por fujista73 » Dom Mar 31, 2019 10:35 am

ACTUALIZADO EL 16/09/2019 **********

StackBlackBox ® v9.41

(StackBlackBox ® X - doble carril)

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Pensado y diseñado con la idea de ser un carril sencillo y económico para fotografia macro, el StackBlackBox ® se ha convertido en un sistema potente y preciso que permite controlar de forma exacta desde carriles para fotografia macro extrema hasta carriles movidos por correas para realizar timelapses dinámicos.

Basado en arduino, un microcontrolador pequeño y potente, el StackBlackBox ® es la "caja" que permite controlar un motor paso a paso de forma minuciosa y precisa y a la vez disparar una cámara de fotos conectada a el mediante una salida estándar tipo jack stereo de 2.5mm. Esta salida es compatible con cámaras Fujifilm, Nikon, Canon, Sony, ...


INTRODUCCION.

"Hace tiempo tuve la idea de hacer un carril para macro que fuera programable y dándole vueltas a la cabeza la idea final y más completa sería el poder "decir": desde esta posición, haz 80 fotos moviendo la cámara 0,1mm hacia delante en cada foto y esperando un segundo entre foto y foto..."

Para el carril he montado (con ayuda de mi amigo Roberto, que es un fiera) un "Eje Z" usado en CNCs y en impresoras 3D. La electrónica se controla con Arduino, que es muy fácil de programar y deja abiertas muchas puertas para ampliar el proyecto. He usado una pantalla LCD de 20 caracteres x 4 lineas para mostrar el menú y los datos necesarios. El motor que se encargará de mover todo es un paso a paso de 1.8º y el husillo puede tener una precisión de hasta 1 mm por vuelta. Teniendo en cuenta que el motor da 200 pasos por vuelta, la precisión que se obtiene sin "engañar" al SBB es de 0,005 mm de avance. Si se necesita más precisión se puede poner un motor de 0.9º (400 pasos por vuelta) con lo que se obtiene una precisión real de 0,0025 mm (2,5 micras que se dice pronto). Si aún se necesita más precisión se puede "engañar" al SBB activando los micropulsos en el driver del motor paso a paso y ajustando la opción "Pulsos x Paso" a un valor inferior al real del driver. Resumiendo, hay muchas formas de conseguir más precisión. El programa es muy flexible, muy preciso y muy potente.

La alimentación la obtengo de una fuente de alimentación de 12V y 1.5 o 2A (depende del consumo del motor), pero se puede usar una batería LiPo 3S de entre 1500 y 2000 mAh. El carril se puede montar en trípode con un adaptador que lleva. Si se monta en una base, debería se algo pesada para minimizar las vibraciones producidas por el movimiento del motor y el disparo del obturador.

Como consejo, indicar que es mejor montar el objeto a fotografiar en el carril y dejar la cámara fija en un buen trípode o soporte.

Las características principales del StackBlackBox® son:

* Permite especificar la distancia que avanzará la cámara entre foto y foto. Ajustando esta distancia a "0,000" es posible hacer timelapses estáticos disparando la cámara cada cierto tiempo sin desplazarla.

* Numero de fotos programable entre 0 y 9999. Al Indicar "0" fotos, solo mueve el carril la distancia especificada sin disparar la cámara. Se usa para hacer fotos de prueba o sesiones de fotos desde un PC con ayuda de un software como Capture One, Helicon Remote, Lightroom, donde solo nos interesa mover la cámara de forma muy precisa haciendo la foto solamente cuando nos interese a nosotros.

* Tiempo de espera entre foto y foto programable desde 1 hasta 9999 segundos. Este tiempo se ajustará en función del tipo de fotografías que estemos tomando, para apilados macro, para timelapses estáticos, para timelapses dinámicos, para objetos 3D, ....

* La opción "Ajustar Posicion" que permite mover el carril para colocarlo en la posición deseada o ajustar el enfoque con precisión antes de iniciar el programa actual. Uno de los modelos permite utilizar finales de carrera para llevar automáticamente la base de la cámara al principio o al final del carril. El movimiento se puede poner gradual o fijo en función de lo que necesitemos.

* Tiene 2 entradas digitales para sensores y una para un final de carrera.

* Tiene 1 modo de funcionamiento actual que se almacena en EEPROM lo que permite recuperar todos los parámetros que teníamos ajustados antes de apagar el equipo.

* Tiene 4 modos de usuario personalizables (U1 - U4) y almacenados en EEPROM. Podemos programar cada uno de ellos con unos parámetros específicos para un uso en concreto: macro extremo, macro, timelapse, fotografia para modelos 3D, ....

* Permite indicar el sentido del desplazamiento del carril en la que está la cámara (A->B ó B->A).

* Permite ajustar por hardware el número de micropulsos que se usan para mover el motor: 1, 2, 4, 8, 16 y 32.

* La duración de los micropulsos que se envían al driver del motor paso a paso es programable desde 1 a 5000 microsegundos. Esto permite controlar distintos tipos de motores.

* Permite indicar si el movimiento del motor desplazará un eje lineal o rotativo. El movimiento lineal se usa en carriles o sistemas con correa para hacer macros o timelapses. El movimiento rotativo se usa para girar una plataforma y hacer fotos panorámicas (si colocamos la cámara en la plataforma) o fotos para modelos 3D del objeto fotografiado (si colocamos el objeto fotografiado en la plataforma).

* Para el movimiento rotativo, es posible ajustar el ángulo de giro del motor entre foto y foto entre 1 y 5550 pasos que para un motor de 1.8 grados equivale a 1.8 y 9990 grados. Se puede usar con motores con demultiplicadores.

* Permite indicar cuantas fotos se hacen en cada ciclo programado. Esta opción podría servir, si por ejemplo ponemos "2", para enviar un pulso y levantar el espejo de la cámara y enviar otro pulso para disparar la cámara y de esta forma minimizar las vibraciones o trepidación en la foto final. También podría servir para tomar fotos HDR o para realizar varias fotografías en cada posición con la intención de hacer un timelapse estático o dinámico.

* Se puede indicar si el carril debe volver a su posición inicial una vez terminado el ciclo de fotos.

* Permite especificar el "Paso" o la distancia que se mueve el carril con cada giro completo del motor en incrementos de 0.5mm. Este valor es programable entre 1.0mm y 50.0 mm/vuelta. Ajustando esta opción al valor correcto hace que se muestre correctamente la distancia que se moverá el carril en el ciclo de fotografías.

* Permite indicar un punto de inicio y un punto de fin y el StackBlackBox® calculará el numero de fotos que debe hacer en función de la "Distancia de Paso" programada.

* Permite indicar si el motor permanece siempre activo, durante el ciclo completo de trabajo o solamente cuando se va a mover. De esta forma evitamos que el driver y el motor se calienten si no es necesario.

* Se puede indicar un tiempo tras el cual el LCD se dejará de iluminar o se apagará totalmente con el fin de ahorrar energía o ser "discretos" en la toma de fotografías.


* Permite especificar el numero de pasos de una vuelta completa del motor, entre 0 y 9990.

* Permite indicar si se trabaja en micras o milimetros.


* Está pensado para ser portable y poder llevarlo sin problemas a cualquier sitio por lo que se puede alimentar con una batería LiPo de 11.1V (3S) aunque por supuesto se puede utilizar una fuente de alimentación estándar de entre 9 y 12V que proporcione al menos la intensidad que consume el motor. Para ir tranquilos lo mejor es una fuente de 1.5 o 2A. Lleva un indicador de tensión para baterías LiPo de 11.1V.

COLABORADORES.

Quiero agradecer públicamente aquí a los compañeros que se han interesado en este proyecto y han colaborado económicamente para que siga adelante.


CÓDIGO FUENTE.

Se adjunta el código fuente de la ultima versión disponible. 100% funcional. Está optimizado para funcionar en arduino nano.

IDE Arduino: https://www.arduino.cc/en/Main/Software
IDE Arduino antiguo (usar la v1.8.5 para compilar arduino nano): https://www.arduino.cc/download_handler ... indows.zip

Librería para pantalla I2C: https://1drv.ms/u/s!AsjC_7oRY5wuh2Oh6xZeCOBzbKNz

Código fuente version 9.31: https://1drv.ms/u/s!AsjC_7oRY5wuh1TbQ4m6EqbXaf11

Código fuente version 9.41: https://1drv.ms/u/s!AsjC_7oRY5wujUs1H7C ... h?e=EYMl8V

El firmware funciona con pantallas I2C con direcciones 0x27 ó 0x3F que son las que normalmente se venden.


MANUAL.

Aquí tenéis el manual actualizado de la versión 9.31.

https://1drv.ms/w/s!AsjC_7oRY5wuh1mYUsWu2FjWymYj


ESQUEMA.

He migrado el proyecto original de Fritzing a EasyEDA.

Enlace a proyecto en EasyEDA

Imagen

Imagen

Hay que tener en cuenta no confundir ni mezclar nunca la alimentación que va a la patilla "Vin" de arduino, que proviene de la batería de 9 a 12V con la alimentación (lógica) que va al driver del motor y al driver de pantalla I2C, que se obtiene de la patilla "5V" de arduino y que proporciona tensión para alimentar pequeños dispositivos.


CARRILES YA MONTADOS EN ALIEXPRESS - 100, 200 o 300 cm.

Para mi, una de las partes mas complicadas es montar el carril ya que conseguir las piezas no es fácil y luego lleva mucho tiempo montarlo y ajustarlo para que vaya lo mas fino posible. Siempre he estado buscando algún carril BBB y creo que he dado con el. Lo he probado y es muy estable. Lo recomiendo sin duda.

Carril - Eje Z (Aliexpress)

Paso: 8mm/vuelta, consigue una precisión de 0,040 mm que es más que suficiente para la gran mayoría de los apilados.
Motor: 200 pasos, 1.8º, yo lo he hecho funcionar sin problemas con 0,3 A (RMS)

Imagen


MATERIALES.

Arduino Nano, UNO o Mega. Depende de la caja donde queramos montar el StackBlackBox®.

http://www.ebay.es/itm/NANO-V3-0-ATmega ... 1722913123

Imagen

http://www.ebay.es/itm/UNO-R3-ATmega328 ... 1692201908

Imagen


1 pantalla LCD I2C de 20x4 caracteres. El software esta preparado para funcionar sin hacer nada con las pantallas con direccion 0x27 y 0x3F.

http://www.ebay.es/itm/IIC-I2C-TWI-SP-I ... 1856058777

Imagen

2 optoacopladores PC817

https://www.ebay.es/itm/222679812859

Imagen

2 resistencia de 150 ohm y 2 resistencias de 1k ohm de 1/4 W.

1 controlador de motor paso a paso DRV8825.

http://www.ebay.es/itm/222167944166

Imagen

1 condensador 100uF 25V.

1 Joystick para controlar todas las opciones del menú.

https://www.banggood.com/PS2-Game-Joyst ... 76465.html

Imagen

Conector jack hembra de 2.5" para disparar la cámara.

https://www.ebay.es/itm/10-Un-DIP-PCB-M ... 1762433395

Imagen

Conectores macho y hembra para las conexiones con pantalla LCD, Joystick, motor y jacks.

Pareja conector 3s

Imagen

Conector para el motor, recomiendo el de aviacion de 12mm y 4 pines.

Imagen

https://www.ebay.es/itm/GX12-4-4-Pin-12 ... 2078905454


Cable Mando Remoto de Disparador para la cámara que vayamos a usar.

https://www.amazon.es/LGSHOP-Disparador ... B076FV2WDB

https://i58.servimg.com/u/f58/17/78/85/58/conect10.png

Caja para montar la electrónica. Debe ser lo suficiente grande para que se puedan instalar todas los componentes en su interior.

Placa base de trípode, donde colocaremos la cámara si la vamos a mover desde el carril. Si lo que vamos a mover es la muestra, hará falta algun soporte en condiciones para ese propósito.

http://www.ebay.es/itm/Tripode-Articula ... 2001532692

Imagen

Para la alimentación del circuito tenemos varias opciones. Teniendo en cuenta que el motor paso a paso necesita unos 12V para funcionar, he optado por una batería de litio de 3 celdas (3S - 11.1V) que aunque no es la solución más económica, se pueden encontrar a buen precio, hará nuestro montaje muy portable y le dará una buena autonomía.

Batería LiPo 3S 11.1V 2200 mAh para alimentar el circuito.

http://www.ebay.es/itm/FLOUREON-3S-11-1 ... 2192262949

Imagen

Comprobador de batería LiPo para evitar que se descargue sin que nos enteremos ya que provocaría que la batería se estropee. NECESARIO SI TRABAJAMOS CON BATERIA.

http://www.ebay.es/itm/2pcs-RC-Lipo-Bat ... 1614321573

Imagen

Si se usa bateria LiPo para alimentarlo, necesitaremos un cargador en caso de no disponer de uno. Yo recomiendo el iMAX B3 que es bastante pequeño, barato y carga baterias 2S y 3S balanceadas.

https://www.ebay.es/itm/172805441919


SOFTWARE DE APILADO o STACKING.

Personalmente uso Helicon Focus Lite porque es muy rápido a la hora de hacer el apilado, los resultados son muy buenos y la licencia tiene un precio razonable.

https://www.heliconsoft.com/software-downloads/

Tambien es muy conocido y usado el Zerene Stacker.

https://www.zerenesystems.com/cms/stack ... edownloads

Después del apilado, la foto se puede retocar con cualquier software según nuestros conocimientos: Capture One, lightroom, photoshop, ...

Salu2,
Daniel
Última edición por fujista73 el Lun Sep 16, 2019 5:10 pm, editado 15 veces en total.

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quenoteam
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Re: Proyecto StackBlackBox. Controlador carril macro, micro, timelapses,...

Mensaje por quenoteam » Dom Mar 31, 2019 12:50 pm

Un verdadero trabajazo.

Muchas gracias por todas estas aportaciones.

Un detalle: me parece que en este nuevo hilo unificado falta el enlace al esquema fritzing. No lo veo.

Y ya que estamos, planteo una duda:
Como yo uso mi propio carril Newport 436 (que tiene un recorrido completo de 50,80 mm - 2 pulgadas) con un tornillo Newport AJS100-2 de 100 hilos por pulgadas, lo que significa que recorre 0,254 mm cada vuelta completa.

Estaba pensando usarlo con este Proyecto StackBlackBox, ya que mi actual sistema arduino (placa mega 2560, controlando un motor unipolar 28BYJ-48 con driver ULN2003A.) no tiene tantas posibilidades, y sobre todo tanta resolución.

Lo único es que pensaba usarlo con este driver con posibilidad de selección de resolución de los micropasos en el propio driver.
http://www.leadshine.com/UploadFile/Down/M415Bd.pdf

Y este motor de resolución 400 pasos por vuelta
https://es.aliexpress.com/item/JK42HS34 ... 30063.html

ya que tengo ambos comprados hace tiempo.

El tema de la alimentación 24V del driver lo tengo resuelto, pero me pregunto si sería posible usar vuestro esquema con este driver y este motor.

Se agradece cualquier comentario.

Un saludo!
ImagenImagen

fujista73
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Re: Proyecto StackBlackBox. Controlador carril macro, micro, timelapses,...

Mensaje por fujista73 » Dom Mar 31, 2019 1:44 pm

Hola quenoteam. Ya he subido el esquema frizing. Cuando tenga un rato lo 'migraré' a EasyEDA que es mucho mas potente y tambien muy facil de manejar.

Respecto a usar tu driver, si que puedes si haces las conexiones adecuadas y si modificas el codigo fuente para controlar los micropulsos (lineas MS0, MS1 y MS2) respecto a tu driver. Ese motor lo he usado yo tambien en varios carriles ajustando el consumo del DRV8825 a unos 0,9A (70% de la intensidad maxima).

Saludos,
Daniel

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AntonioT
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Re: Proyecto StackBlackBox. Controlador carril macro, micro, timelapses,...

Mensaje por AntonioT » Dom Mar 31, 2019 3:26 pm

Me he bajado la actualización del SBB de este hilo y al abrirlo veo que se trata de la versión 2.4 de la SbbX. Supongo que no está actualizado.

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Alfredo M. Rubio
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Re: Proyecto StackBlackBox. Controlador carril macro, micro, timelapses,...

Mensaje por Alfredo M. Rubio » Dom Mar 31, 2019 4:07 pm

Pûes muy bien Daniel, si que es mejor separar los dos aparatos.
Todavía no he actualizado. Como parece ser que a Antonio, que sí lo hizo, le empezaba el paso del husillo en 1,5mm, pues preferí quedarme como estaba.
Confirmas esto, o no?
Permite especificar el "Paso" o la distancia que se mueve el carril con cada giro completo del motor en incrementos de 0.5mm. Este valor es programable entre 1.0mm y 50.0 mm/vuelta. Ajustando esta opción al valor correcto hace que se muestre correctamente la distancia que se moverá el carril en el ciclo de fotografías.

Una curiosodad, lo de 50mm para que es?
Saludos.
Alfredo

fujista73
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Re: Proyecto StackBlackBox. Controlador carril macro, micro, timelapses,...

Mensaje por fujista73 » Lun Abr 01, 2019 5:34 am

AntonioT escribió:
Dom Mar 31, 2019 3:26 pm
Me he bajado la actualización del SBB de este hilo y al abrirlo veo que se trata de la versión 2.4 de la SbbX. Supongo que no está actualizado.
Buenos dias, he actualizado de nuevo el enlace al codigo fuente y lo he bajado y es la version correcta.

Saludos,
Daniel

fujista73
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Re: Proyecto StackBlackBox. Controlador carril macro, micro, timelapses,...

Mensaje por fujista73 » Lun Abr 01, 2019 5:37 am

Alfredo M. Rubio escribió:
Dom Mar 31, 2019 4:07 pm
Pûes muy bien Daniel, si que es mejor separar los dos aparatos.
Todavía no he actualizado. Como parece ser que a Antonio, que sí lo hizo, le empezaba el paso del husillo en 1,5mm, pues preferí quedarme como estaba.
Confirmas esto, o no?
Permite especificar el "Paso" o la distancia que se mueve el carril con cada giro completo del motor en incrementos de 0.5mm. Este valor es programable entre 1.0mm y 50.0 mm/vuelta. Ajustando esta opción al valor correcto hace que se muestre correctamente la distancia que se moverá el carril en el ciclo de fotografías.

Una curiosodad, lo de 50mm para que es?
La version que está puesta es la v9.31 con el husillo entre 1.0 y 50.0mm. Los valores 'grandes' sirven para manejar carriles grandes de cinta y se han usado para hacer timelapses dinamicos.

Saludos,
Daniel

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AntonioT
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Re: Proyecto StackBlackBox. Controlador carril macro, micro, timelapses,...

Mensaje por AntonioT » Lun Abr 01, 2019 6:13 pm

Gracias Daniel,
He bajado la actualización y me encuentro con un pequeño problema:
Cuando instalo la versión aparece el paso con 1 mm, pero en cuando modifico este valor pasa de 1 a 2 mm y a partir de 2 mm sube de 0.5 en 0.5 mm, sin ningún problema hasta llegar a 50 pero no deja bajar de 2 mm, es decir no deja ni usar 1 ni 1,5 mm. No sé si algún compañero lo ha probado y le aparece el mismo problema.

fujista73
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Re: Proyecto StackBlackBox. Controlador carril macro, micro, timelapses,...

Mensaje por fujista73 » Lun Abr 01, 2019 6:21 pm

AntonioT escribió:
Lun Abr 01, 2019 6:13 pm
Gracias Daniel,
He bajado la actualización y me encuentro con un pequeño problema:
Cuando instalo la versión aparece el paso con 1 mm, pero en cuando modifico este valor pasa de 1 a 2 mm y a partir de 2 mm sube de 0.5 en 0.5 mm, sin ningún problema hasta llegar a 50 pero no deja bajar de 2 mm, es decir no deja ni usar 1 ni 1,5 mm. No sé si algún compañero lo ha probado y le aparece el mismo problema.
Haz un 'reset' a los valores por defecto a ver si se soluciona el problema.

De todas formas lo revisare.

Saludos,
Daniel

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Alfredo M. Rubio
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Re: Proyecto StackBlackBox. Controlador carril macro, micro, timelapses,...

Mensaje por Alfredo M. Rubio » Lun Abr 01, 2019 9:16 pm

Daniel viendo lo que está pasando, no actualizo.
Sigue en oferta el envío de la SBB.
Tu decides.
Saludos.
Alfredo

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