28 mm Digital Telecine

The Digital Telecine var ett mekatronik mellan mig och min universitet kollega Andrew Bornstein. Detta projekt var rekvireras av vår kund Arthur Makosinski som erhålls en stack av gamla 28mm filmer från en auktion men har ingen möjlighet att visa dem projektorer för dessa filmer uteblev sedan 1930-talet. Dessa filmer är värdefulla skatter som har skrivits ut som en form av utbildning för studenter. men de nu med tiden börjar förfalla. Målet för detta projekt är att transportera filmen på en digital form av media så innehållet kan sparas för framtida generationer att titta på. Se ursprungliga projektets sida.

Steg 1: komponenter

Att hålla en minimal design för enkelhet är ett bra sätt att spara på församlingen tid och kostnader. Vi ville bare minimum komponenterna krävs för detta projekt så vi har några forskat i frågan. Vi hamnade sammanställa en lista över 6 viktiga komponenter:

Film Gate - enheten håller filmen på plats medan filmen bilden fångas på kameran

Stepper Motor Drive - hög precision stepper motor kopplad till en drevet att framsteg exakt en filmruta i taget.

Hjul upp-ta och ta ut - detta är drivsystem unrolls filmen på en rulle och fångar filmen på filmen på den andra.

Film Tensioner - anpassad enhet som gäller en tillräcklig mängd spänning på filmen. Detta är nödvändigt för att hålla filmen från fångst till andra rörliga komponenter.

Ljuskälla & kamera - LED-ljuskälla med en mjuk filter att belysa filmen och en högupplöst kamera för att fånga alla bilder.

Mikrokontroller - vi brukade Arduino mikrokontroller övervaka enheten så att den kan köras självständigt och säkert hela natten.

Steg 2: Film Gate

Funktionen av utfärda utegångsförbud för film är att justera och räta ut filmen för kameran fånga. Denna enhet uppfördes huvudsakligen aluminium. För att förhindra slitage på filmen, var delarna anodiserad efter bearbetning. Aluminium valdes enligt klientens begäran eftersom det är mer hållbart än plast. De fjädrar som används i denna församling är kommersiellt tillgängliga för köp via Capital Iron™. I hela församlingen användes endast två typer av skruvar; båda av dem är standard ANSI tum storlek som gör det lättare för verkstad att göra gängning och hål. Monteringskåpan för tryckplattan är gjord av genomskinlig plexi-glas att exponera de inre komponenterna. Detta gör det lättare att montera utfärda utegångsförbud för film och den fungerar som en visuell kontroll av hur bra filmen passerar genom enheten

Steg 3: Stepper Motor Drive

Den filmar transport mekanismen är en drevet kopplas till en 5-fas stegmotor. Arc längder mellan tänderna på dessa kedjehjul motsvarar längderna mellan kedjekransar hål i 28 mm filmen. Noggrannhet i bildruta-för-bildruta rörelser uppnås genom ansättes stegmotor genom ett antal steg som kommer att gå filmen på ytan av sprocket av en båge längd motsvarar en enskild bildruta (15 mm). Radien av den filmen sprocket är 23.87 mm (detta är radien som filmen vilar). Advancing 36 grader motsvarar befordran av en ram på filmen. Varje steg i stegmotor är 0,09 grader; Därför kommer framåt av 400 steg framsteg en bildruta. Sprocket består av en serie av självständigt maskinbearbetade lager. Skikten hålls samman av två 1/8" stål stift, som är tryck passar in i hålen vinkelrätt mot lager av drevet.

Steg 4: Veva upp-ta & ta ut

Film reel drive systemet har två, nyckelharpa, rostfritt stål axlar som drivs genom en uppsättning av aluminium block av två likströmsmotorer. Axlarna roterar inuti mässing bussningar. Block används för att driva rullarna, i stället för att direkt köra axlar, att låta filmen hjulen att glida om filmen sätts i överdriven spänning. DC-motorer stöds av motor fästen gjorda från 1/8" aluminium vinkel.

Steg 5: Film spännaren

Film spänningen övervakning anordning för systemet översätter roterande omläggning av en fjäderbelastad potentiometer till ett digitalt värde för styrsystemet. Som spänningen förändringar i filmen och baren roterar, värdet av potentiometer ändringarna och kan översättas till en relativ spänning värde. Byggandet av en spänning arm består av en gratis spinning roller och en aluminium arm som är kopplad till en potentiometer och en fjäder. Armen fixeras till potentiometern med hjälp av en skruv och rullarna är placerade korrekt använder tre #10-32 brickor.

Steg 6: Ljuskälla & kamera

LED-ljuskälla är monterad på ett block av aluminium med frästa hål att hålla den på plats. De två #10-32 knackade hål på botten av fästet används för att säkra delen på ramen och mindre #6-32 gängade hålet ovanpå används för att säkra den cirkulära lysdioder från en modifierad batteri ficklampa. LED fästet monteras under filmen porten att belysa filmen när den passerar genom grinden. Avståndet mellan ljuskällan från LED array och den vita diffusion papper (sitter på undersidan av utfärda utegångsförbud för film), är exakt 3.5 inches bort. Detta avstånd är nödvändigt för diffusion papper till helt diffus ljuskällan. Vid provning med diffusion papper, konstaterades att ett minsta avstånd som krävs för fullständig diffusion ske var 3,0 inches. Annars kommer konturerna av LED-lampor att visas.

Kamerafäste för den här enheten gjordes för Nikon J1 kameran. Den är justerbar i XYZ position att rymma olika kameran och objektivet storlekar. Fästet består av två metallplattor bearbetas av aluminium och fäst ramen med #10-32-skruvar. Slitsade hålen kan kameraposition justeras för varje kamera lins höjd och storlek.

Steg 7: Control System

Syftet med att ha ett system för spänningen i filmen är att behålla bra film integritet som det får överföras från ett hjul till en annan. I äldre projektorer som har denna typ av skulle system kontrolleras och tidsbestämda av mekaniska delar. För detta projekt men beslutat vi att installera ett system med hjälp av motorer och mikro-controller logik. Det visade sig vara ett mycket billigt alternativ eftersom bearbetning mekaniska delar blir allt dyrare. För att upprätthålla den perfekta mängden av spänning på filmen, måste motorerna reagera på olika sätt motsvarar olika statliga scenarier. De tre spänningar kontroll staterna är neutral, för snäv och för löst.

Neutral – i denna stat spänningen från armen är det inställt beloppet, därför motorerna bör bo på resten.

För hårt – som filmen är avancerad, spänningar börjar bygga upp och drar spänning armen mot ramen. Armen är kopplad till en förlängning av våren, så ju närmare det blir på ramen, den mer spänningen tillämpas på filmen. I detta tillstånd, dc-motor måste varva ner filmen ratten motsols för att frigöra spänningar på filmen.

Alltför lös – när filmen har varit utrullad för mycket våren påverkas spänningen armen kommer att dras från ramen. I detta tillstånd måste dc-motor rotera filmen ratten medurs för att avveckla och lägga spänningen tillbaka till filmen.

Steg 8: programvara

Denna spänning kontrollsystem genomförs bäst handkontroll PD eftersom det inte finns tillräckligt feedback från potentiometrar för att motorerna att ständigt rätta systemet och upprätthålla en önskad neutral stat. PD styrenheten som utvecklats för detta projekt faktiskt började som en PID-regulator men integrerad termen togs senare bort för att förenkla registeransvarige och göra det lättare att trimma och förfina. PD handkontrollen fungerar med hjälp av en insignal från potentiometer och bestämmer utsignalen PWM hastighet av likströmsmotorer utifrån inställt (önskad indatavärde), proportionell termen kp och derivatan sikt kd. Trimma värdet kp och kd en PD-styrenhet är lite av en prova process. Hur en PD bestämmer produktionsvärde är att använda fel term (skillnaden mellan setpoint och input) och förändring från föregående fel sikt (derivatan av felet). Proportionell benämna i formeln multipliceras direkt med benämna fel så det bidrar till den största korrigeringen av fel. Detta gör allmänt kpen värde det större värdet i en PD kontroller. Kd begreppet å den andra-multiplicerat med derivatan av felet. Detta gör kd begreppet att bidra till hur snabbt systemet kommer att nå inställt med avvägningen av överskridande av inställt och producerar oscillerande effekter. Den kompletta källkoden för detta projekt kan hittas här.

Resultat:

Det har föreslagits att användning av denna enhet ska erbjudas de kanadensiska filmarkiv. Ingen enhet av detta slag är kända i Kanada. Om andra 28 mm filmer kan digitaliseras, kan de avnjutas av alla (inte bara de besöker eller arbetar i arkiven, med tillgång till extremt sällsynta och specialiserad utrustning). Det är troligt att filmerna lagras i arkiven är i något bättre form än de som innehas av vår kund Arthur Makosinski. Vi skulle vara oerhört stolt, om enheten telecine kunde spela en roll i att bevara dessa filmer på obestämd tid i digital form.