DropArt - Precision Two Drop Photographic Collider: 11 stappe (met foto's)

2024 Outeur: John Day | [email protected]. Laas verander: 2024-01-30 07:24

Hallo almal, In hierdie instruksies bied ek my ontwerp aan vir 'n rekenaarbeheerde twee vloeistof -valbotser. Voordat ons begin met die ontwerpbesonderhede, dink ek dat dit sinvol is om presies te verduidelik wat die doel van die ontwerp is.

'N Prettige, interessante en pragtige tak van fotografie behels die neem van beelde van vloeistofdruppels terwyl hulle 'n poel soortgelyke vloeistof tref. Dit op sigself kan interessante beelde lewer. Om 'n paar wonderlike beelde te kry, moet ons twee vloeistofdruppels bots. Die eerste druppel tref die poel vloeistof en skep wat ek noem 'n 'uitloop' wat uit die swembad styg, net daarbo, waar die eerste druppel 'n invloed gehad het. Nou tref 'n tweede druppel, presisie-tyd, die bokant van die 'op-tuit' wat die vloeistof na buite ontplof om ongelooflike en unieke vorms te genereer.

Die doel van my DropArt -ontwerp is om die volgende funksies te bied:

• Om 'n vloeistofdruppel met 'n herhaalbare grootte vry te laat
• Om 'n tweede vloeistofdruppel met herhaalbare grootte en presiese tydsberekening met betrekking tot die eerste druppel vry te stel
• Om 'n kameraluiter te beheer om 'n valbotsing op te neem
• Om 'n flitskop te beheer om die botsing op 'n presiese tydstip te vries
• Om 'n gebruikersvriendelike alleenstaande beheerder te bied wat die vermoë het om alle parameters en verskeie konfigurasies te beheer
• Om 'n gebruikersvriendelike Windows-gebaseerde gebruikerskoppelvlak of GUI te bied wat via USB gekoppel is
• Om 'n selflaaiprogram te voorsien om die herlaai van firmware via USB te vergemaklik

Daar moet ook voldoende beskerming wees tussen die beheerbord en die aangehegte kamera- en flitsapparate.

Stap 1: Kom ons kyk eers na enkele resultate …

Laat ons eers kyk na 'n paar resultate van die DropArt -projek voordat ons in die ontwerpdetail gaan. As u as leser van die resultate hou, wil u miskien meer na die ontwerp kyk en miskien self 'n skeuring bou, waarvoor ek u kan ondersteun.

Belangrike aspekte van DropArt -fotografie

Daar moet op gelet word dat die kamera vir die beste resultate op B (of gloeilamp) -modus is. Dit beteken dat die sluiter oop bly solank die sluiter ingedruk is. Dit is die manier wat ek vind die beste werk vir DropArt -fotografie. Dit is eintlik die flits wat die oomblik vasvang en nie die kamera se sluiter nie. Om 'n kort flitsduur te bereik, moet die flitsuitset tot die minimum beperk word. Ek is geneig om twee klein flitseenhede te gebruik wat ingestel is op 'n handmatige lae uitsetkrag (sien prent in die gevolgtrekking). Een flitser word gekoppel aan die DropArt -kontroleerder en word deur 'n kabel gevuur. Die tweede flits kop is opies 'n slaaf van die eerste.

Aangesien ons in die B -modus is, kan oormatige omgevingslig die beeld vervaag. Daarom moet druppelfotografie in gedempte beligting uitgevoer word - net genoeg lig om te sien wat u doen. Ek neem gewoonlik beelde op ongeveer f11, en daarom word effekte as gevolg van omringende lig tot 'n minimum beperk.

Basiese tegniek en opset

Daar moet op gelet word dat elke opstelling effens sal verskil en dat u geduldig en metodies moet wees. As u eers 'n basiese botsing van twee druppels het, vind u die resultate byna 100% herhaalbaar. Vir die basiese opstelling hieronder gebruik ek kraanwater met rooi voedselkleursel. Die druppelbak was ongeveer 25 cm bokant die vloeistofbad.

Maak seker dat die Mariotte -sifon met vloeistof gesuiwer word met behulp van die spoelfunksie (sien video -voorbeeld) en maak ook seker dat die vloeistofpeil nie onder die bodem van die Mariotte -sifon val nie.

• Begin eers met 'n enkele druppelgrootte van 35 ms
• Stel die sluitervertraging op 100 ms
• Stel die flitsvertraging op 150 ms
• Verhoog die flitsvertraging met +10 ms toenames totdat u sien dat die druppel bo -aan die raam verskyn
• U kan nou die flitsvertraging verhoog deur die hele valvolgorde
• Hou aan om die flitsvertraging te verhoog totdat u 'n volledige uitloopuitloop het
• Voeg nou 'n tweede druppelgrootte van 35ms by en 'n vertraging van ongeveer 150 ms
• Pas die daling twee vertragings in +/- 10ms-verhogings aan totdat dit bo-aan die raam bokant die eerste druppeluitloop verskyn
• Pas die druppelvertraging tot die tweede druppel bots met die opwaartse tuit van die eerste druppel

Nou het u 'n basiese botsing, wat u met instellings kan speel om die gewenste effek te kry.

Vloeistowwe met verskillende digtheid benodig verskillende instellings, maar u kan dit in verskillende konfigurasies stoor.

Stap 2: Time Lapse -video van opeenvolgende druppels

Hier bied ek 'n video aan - 'n reeks afsonderlike opeenvolgende druppels wat geneem is as foto's met 10ms of 5ms wat flitsintervalle vorder om beweging te vries. Ek het die gevolglike stilstaande beelde saamgevoeg om 'n kort animasie van die lewe van 'n druppel en die daaropvolgende botsing met 'n tweede druppel te maak.

Stap 3: DropArt meganiese druppeldispenser

Die belangrikste deel van die DropArt -projek is waarskynlik die meganiese druppeldispenser. Hierdie deel van die ontwerp is van kritieke belang om 'n konstante grootte van die druppel te verseker.

Die kern van die ontwerp is 'n meganiese klep wat oopgemaak en toegemaak word met 'n 12V veerbelaaide normaal geslote solonoïde. Hierdie solonoïde word presies beheer met behulp van die mikroprosessor -gebaseerde beheerbord.

Die vloeibare houer is 'n 36 mm OD, 30 mm ID akrielbuis. Om die buis af te sluit, het ek 3D gedruk in HIPS, 'n einddop wat ontwerp is om standaard 1/4 duim pypbeslag te aanvaar (sien prente). Die druppels word uitgegee uit 'n doringstert - ook 'n 1/4 duim draad.

Die bokant van die akrielbuis is verseël met 'n rubberstokkie van grootte 29. Die rubberstert word voorsien van 'n middelste gat waarin ek 'n plastiekbuis aangebring het om 'n Mariotte -sifon te maak (sien spesifieke gedeelte oor die Mariotte -sifon).

Die solonoïde is omhul in 'n klein plastiekprojekboks en gekoppel aan 'n buite -aansluiting.

Stap 4: Ontwerp en oorsig van DropArt -beheerraad

In hierdie afdeling bied ek 'n kort video met 'n oorsig van die DropArt -prototipe -beheerbord en die konstruksie daarvan.

Stap 5: DropArt Control Board skematiese

Die prentjie hier toon die skema van die bedieningsbord. Ons kan sien dat die skema relatief eenvoudig is deur die kragtige PIC -mikrobeheerder te gebruik.

U kan die skema hier aflaai:

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

LET WEL: in die video's is die gebruikte spanningsreguleerder die klein 78L05 -tipe. Ek stel voor dat almal wat hierdie ontwerp bou, die groter 7805 in die TO220 -pakket gebruik

Stap 6: DropArt - Werklik met behulp van die stelsel

In hierdie afdeling bied ek 'n video met 'n uiteensetting van hoe u die DropArt -beheerstelsel werklik kan gebruik. Die video dek die gebruik van die losstaande hardeware en ook die Windows-gebaseerde gebruikerskoppelvlak of GUI.

Stap 7: DropArt - Ondersoek presisie en herhaalbaarheid

In hierdie stap probeer ek 'n volgorde van twee druppels beskryf en die akkuraatheid van die tydsberekening van die DropArt -projek illustreer.

Horisontale ossilloskoopafdelings 50 ms / punt.

Oorweeg aanvanklik die tweede van die twee beelde. Dit is 'n baie eenvoudige spoor van my ossilloskoop wat die basiese 1ms -regmerkie vertoon, wat die tydsbasis vorm vir al die projek se tydsberekening. Hierdie bosluis word in die PIC -mikroverwerker gegenereer met behulp van 'n ingeboude hardeware -timer wat geprogrammeer is om 'n onderbreking op 'n presiese tydstip te genereer. Met behulp van hierdie tydsbasis kan die druppelgrootte, vertraging tussen druppels, sluitervertraging en flitsvertraging baie akkuraat beheer word, wat baie herhaalbare resultate lewer.

Kyk nou na die eerste van die twee beelde:

Die middelblou spoor toon 'n vrystelling van twee druppels. Elke druppel het 'n grootte periode van 50 ms en 'n drop 2 vertraging van 150 ms

Die onderste pienk spoor is die vlamvuur met 'n vertraging van 300 ms na druppel 1 -vrylating en 'n houtyd van 30 ms

Die boonste geel spoor toon die ontspanknop. Dit het 'n geprogrammeerde vertraging van 200 ms. Daar word egter aanvaar dat die kamera 'n sluitervertraging van 100 ms het, sodat die sluiter 100 ms vroeër is as geprogrammeer. Die sluiter bly oop gedurende die hele reeks (kamera B -modus). Die sluiter word gesluit nadat die flitsperiode van 30 ms verstryk het.

Stap 8: Die Mariotte sifon - verduidelik

'N Baie belangrike aspek van die ontwerp is hoe u die vloeistofdruk by die ingang van die klep kan beheer. Namate die vloeistofpeil in die reservoir daal, daal die druk by die ingang na die klep dus die vloeistofvloeitempo. Die druppelgrootte vir 'n gegewe tydstip waarin die klep oop is, neem af namate die reservoirvlak daal. Dit maak die beheer van die druppelbotsings dinamies en afhanklik van die vloeistofvlak. Die video in hierdie stap verduidelik hoe hierdie probleem opgelos is.

Die tweede baie kort video wys hoe die DropArt -suiweringsfunksie gebruik kan word om die Mariotte -sifon voor te berei, asook om die meganiese klep skoon te maak of skoon te maak.

Stap 9: selflaaiprogram word gebruik vir die herflits van PIC

Hierdie kort video demonstreer en verduidelik die werking van die PIC selflaaiprogram wat gebruik kan word om die PIC weer via die USB te flits, wat die noodsaaklikheid om 'n toegewyde PIC programmeerder te gebruik ontken.

Stap 10: DropArt -onderdele -lys

Aangeheg is 'n woorddokument met die dele wat ek vir die instruksies gebruik het

Dit is 'n lys van die dele wat nodig is om die DropArt -projek te bou. Al die onderdele behalwe een is self beskikbaar. Die uitsondering hierop is die einddop vir die akriel vloeistofhouer wat ek 3D gedruk het. Ek het die akrielbuis OD 36mm einddop modeI (STL -formaat) aan hierdie stap geheg.

Aktiewe komponente

PIC18F2550 mikrobeheerder. Soos verskaf, is dit 'n nie-geprogrammeerde onderdeel, dus moet dit met die DropArt-firmware geflits word. As u 'n geskikte programmeerder het, kan u dit self doen, of ek kan u 'n voorafgaande flits stuur, of u kan 'n leë deel vir my stuur

• Blou reeks IIC 20x4 karakter LCD -module
• 78L05 spanningsreguleerder
• AN25 opto-isolator of soortgelyk-2 af
• MOC3020 opto-triac
• IRF9530 P-kanaal VOO of soortgelyke
• TLS106 SCR Thyristor of soortgelyk
• LED's 2 af

Passiewe komponente

• 1N4001 -diode (beskerming teen omgekeerde polariteit)
• 100nf keramiek kondensators 3 af
• 22uf 16v elektrolitiese kondensator of soortgelyke 2 af
• 22pf keramiek kondensators 2 af
• 4MHz kristal HC49/4H lood
• SIL 8 -pins geïsoleerde weerstandsnetwerk 1.8K 2 af
• SIL 8 -pins gemeenskaplike weerstandsnetwerk 4.7k 1 af
• 470R 1/4W weerstand 1 af
• 10K 1/4W weerstand 2 af

Konnekteerders

• 2.5 mm -aansluiting vir bordmontering
• 2.5 mm onderstel -kragprop/-aansluiting
• 2.5 mm mono -aansluiting (solenoïde)
• 3,5 mm mono -aansluiting 2 af (sluiter en flits)
• USB tipe B 90-grade DIP vroulike aansluiting
• Speldopskrif 2.54mm 4 -weg
• DIL 28 -pins draai -pen IC -aansluiting
• DIL 6pin draai pin IC socket 3 af

Ander

• 12 cm x 8 cm FR-4 prototipe bord deur gatplaat
• Druk om miniatuur knoppies deur die gat te maak
• Draaikodeerder -skakelaar 2 -bits grys gekodeer
• Bedieningsknop om aan die draaiknop te voldoen

Meganika

• Duidelike akrielpyp 36mm OD 30mm ID en 18cm lank
• Eindkap (3D -afdruk) om by die akrielpyp OD 36mm te pas
• Mariotte sifon tipe wat by die middelpunt van 16 cm pas
• Rubberstrookmaat 29 met middelste gat
• Die doringstert met 'n 1/4 "draad x 4 mm bestaan uit 'n opening
• BSPP skottelpassing, met bevestigingsmoer 1/4 duim
• Vat tepel 1/4 duim
• 12V DC 4W elektriese solenoïde klep lug/gas/water/brandstof gewoonlik gesluit 1/4 duim tweerigting

Stap 11: Gevolgtrekking en gedagtes

Ek het dit baie geniet om hierdie projek te bou en te vervolmaak. My projekte begin byna altyd uit dieselfde beginpunt. Ek raak geïnteresseerd in iets wat spesiale toerusting benodig. Nadat ek toerusting gevind en gereeld gekoop het, is ek so teleurgesteld oor die kwaliteit en funksionaliteit, en voel ek verplig om my eie toerusting te ontwerp en te bou om die nodige werk behoorlik te doen. Dit was inderdaad die geval met die DropArt -projek.

Met die DropArt -projek kan ek nou botsings met vloeibare druppels uitvoer met byna 100% herhaalbaarheid, sodat ek kan konsentreer op die beelde eerder as op die frustrasie om honderde beelde te neem in die hoop om 'n paar druppelbotsings te kry.

Ek produseer en plaas hierdie instruksionele artikels om drie redes. Eerstens geniet ek dit baie om die Instructable te vervaardig, aangesien dit 'n manier bied om die projek te dokumenteer en as afsluiting dien. Tweedens, ek hoop natuurlik dat mense die artikel gaan lees en geniet, miskien selfs iets nuuts leer. En derdens, om hulp en ondersteuning te verleen aan almal wat die projek wil bou. Ek het my hele loopbaan as ontwerpingenieur in elektronika en sagteware deurgebring; van kleins af 'n buitengewoon kranige elektroniese stokperdjie. Ek geniet dit baie om ander te help wat miskien self wil bou, maar net 'n bietjie leiding en ondersteuning nodig het.

Bygevoegde prente toon my DropArt -opstelling in my werkswinkel.

U kan gerus kommentaar lewer of 'n privaat boodskap stuur as u meer inligting verlang.

Baie dankie, Dave