Borstlösa Gimbal med Arduino

Detta är ett våren 2014 elektronik projekt på Pomona College skapad av Andreas Biekert och Jonah Grubb. Tack till Professor Dwight Whitaker, Tony Grigsby och Pomona Fysikum.

Vårt mål med detta projekt var att skapa en 2 axis borstlös gimbal styrs enbart av en Arduino Uno med ingång från en accelerometer/gyro. En gimbal är en kameran stabilisering system som använder motorer för att korrigera oönskade kamerarörelserna. Målet är att skapa perfekt jämn film, även om utjämning av eventuella knölar är ett rimligt första riktmärke. "Borstlös" hänvisar till borstlösa motorer som vi kommer att förklara mer om senare. Alla andra gimbal projekt vi hittade styrs med hjälp av påhittade gimbal kontroll styrelser så vi ville närma projektet från en mer grundläggande nivå. Vår förhoppning var att skapa borstlös gimbal kontroll utan denna typ av styrelsen, men hellre använder den mer generella Arduino Uno.

Vi kommer att behöva vara förskott; Vi fick aldrig gimbal vi letade. Men lärde vi sig mycket om hur enheten ska arbeta, så har vi skrivit våra tankar på förbättringar och riktningar för att fortsätta med projektet. Vi hoppas att detta är en bra resurs för att startpunkt. Låt oss veta om du har några frågor eller förslag till förbättringar.

Mellan att lära sig att kontrollera den borstlösa motorer och samverkar med accelerometern hört vi en hel del källor för detta projekt. Vi kommer att referera till material och använda bilder från detta projekt, som tjänade som vår stiftelse för borstlös motorstyrning. Vår kod är starkt baserat både på ovan nämnda motorstyrning projektet och detta I2C bibliotek med exempelkod för ett MPU6050 chip. Ett stort tack till båda dessa projekt för att ge oss ledning i vårt arbete!

Det finns flera sätt att gå tillväga få delar för denna typ av projekt. Naturligtvis är en av komponenterna som princip Arduino Uno.

Vi köpte en ram och borstlös motor på Amazon: ram och borstlösa motorer. Det går förmodligen att maskin eller skriva ut din egen ram, men vi var mer intresserade av elektronik portion av detta projekt, så vi gick med snabbare rutten för att helt enkelt köpa ramen färdiga.

Vi köpte också våra accelerometer från Amazon: Accelerometer/gyro. GY-521 breakout styrelsen är betydligt billigare än alla andra MPU6050 modeller vi hittade, men det fungerade alldeles utmärkt för vårt projekt. Men vi lyckades bryta ett och var tvungen att beställa en annan. Vi är fortfarande inte säker på om inte var vårt fel.

Vi använde två Mauser 511-L298 h-broar (med kylflänsar) att kontrollera motorerna---mer om det senare. Detta är kan hantera högre spänningar och strömmar behövs för att driva motorerna så de kan flytta ramen och kamera.

Några andra små komponenter vi använde var två 2.2 k motstånd, tre 0.1 microFarad kondensatorer och en hel del kabeldragning :)