Team-Orientierte-Projektstudie WS 04/05 Fachhochschule-Karlsruhe Dozent: Prof. Dr. -Ing. Peter Weber...

Team-Orientierte-Projektstudie WS 04/05

Fachhochschule-Karlsruhe

Dozent: Prof. Dr. -Ing. Peter Weber

Gruppe 1: Kamerasteuerung

12.01.2005 1

Projekt: Kamerasteuerung





12.01.2005 2

Problem:

Wie filme ich mich selbst ohne fremde Hilfe?

Lösung:

Steuerung der LANC - Kamera -Funktionen und Bewegung der Kamera über eine PC - Oberfläche.

Jenny Hurth





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Stand der Technik

Jenny Hurth

Supertechno: Z-Head

Sony: EVI-D70

abc-products: Speedy





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Konstruktion – Was musste beachtet werden?

• Vorhandene Lineareinheit verwenden• Erweiterbarkeit für spätere Verbesserungen soll berücksichtigt werden

• ruckelfreies Verfahren der Kamera• hohe Tragfähigkeit• kostengünstige Konstruktion

Christian Bohl





12.01.2005 5

Konstruktion - Dreheinheit

Servomotor

Kugellager der Firma INA

Drehachse und Aufnahme für Schnellspanner

Christian Bohl





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Konstruktion – Dreh- und Lineareinheit

Christian Bohl





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Motorenauswahl

Verwendeter Motor - Digitalservo:

• programmierbar (Geschwindigkeit, Drehwinkel)• hohes Drehmoment • Metallgetriebe• doppelt kugelgelagert

Horizontal drehen :

Anforderungen: ±45° drehbar, schnelle ReaktionMöglichkeiten: Gleichstrommotor, Servomotor, Schrittmotor

Marianne Ruppert





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Motorenauswahl

Verwendet: Sony Lineareinheit

• hohes Drehmoment• Gleichstrommotor mit Encoder• Lichtschranken als Endschalter• spielfreie Kugelgewindespindel• 420 mm Verfahrweg

Vertikal verfahren:

Anforderungen: hohes Drehmoment, Positionsauswertung

Marianne Ruppert





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Gesamtschaltung

Marianne Ruppert

Encoder

µC





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Verstärkerschaltung für Lineareinheit

sehr kleiner Strom

Mikrocontroller- signal

12V

Darlington hat eine sehr hohe Verstärkung

Lineareinheit benötigt mehrere Ampere

Diode in Sperrrichtung

Marianne Ruppert





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Bestückte Leiterplatte

Marianne Ruppert





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Ablauf des Mikrocontroller Programms

Empfang von Steuerdaten durch den PC

Funktionen:

1. Steuerung der Lineareinheit zur Höhenverstellung der Kamera

2. Steuerung des Servomotors um die Kamera zu drehen

3. Steuerung der Kamerafunktionen über LANC

4. Initialisierung der Lineareinheit

Volker Schmalzriedt





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1. Steuerung der Lineareinheit #G28#GJ8

Soll-Höhe < Ist-Höhe

Soll-Höhe = Ist-Höhe

Soll-Höhe > Ist-Höhe

Volker Schmalzriedt





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2. Steuerung des Servo-Motors #SJ8#S38

+45°-45°

0°

Drehwinkel

Volker Schmalzriedt





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3. Steuerung der Kamerafunktionen

#ZW4

00h28h00h00h

Volker Schmalzriedt





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Av = 59%

Problem: Schnelligkeit des µC

Volker Schmalzriedt

0V

V++

Av = 50%Av = 53%Av = 56%Av = 62%Av = 65%Av = 95%

Interrupt

Schlitten der Lineareinheit verfährt jetzt.





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Anforderungen an das Kamerasteuerungs-System

• Steuerung der Kamera-Höhe(inkl. automatischer Berechnung)

• Steuerung des Kamera-Drehwinkels

• Steuerung des Zoomes über LANC

• Speichern der Kamerapositionen

• einfache Bedienung

Brigitte Klein





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Benutzeroberfläche

Brigitte Klein





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Protokoll

Brigitte Klein





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Benutzeroberfläche: Vorteile und Nachteile

Vorteile Nachteile

Einfachere Bedienung (statt Codes)

.Net Framework ist notwendig

Automatische Berechnungen der Kamerahöhe

Protokollfunktion

„Tool Tip“ (gibt weitere Erklärung zur Aktion)

Gleichzeitige Ansteuerung der Motoren möglich

Brigitte Klein





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Mögliche Erweiterungen - Software

• kabellose Datenübertragung

• Anbindung einer Datenbank

• PDA (Personal Digitial Assistant) Steuerung

• Kamerafahrten automatisieren

Brigitte Klein





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Mögliche Erweiterungen - Konstruktion

• Drehwinkel unbegrenzt• einfache Installation im Kameraträger• Dreheinheit ist spielfrei• Drehgeber für die Auswertung des Drehwinkels im Motor vorhanden• günstige Umrüstung, da keine Bauteilanpassung notwendig

Riemenantrieb

Über einen Gleichstrommotor wird mittelseines Riemens die Drehachse angetrieben.

Christian Bohl





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Vielen Dank für Ihre Aufmerksamkeit!

Bei Fragen stehen wir Ihnen gerne zur Verfügung!

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