ITEM_View

Lineární posuv s ručním řízením

Robotika, to nemusí být jen různá vozítka, hledající si cestu bludištěm či náhodně se pohybující prostorem. Za robotiku můžeme třeba považovat například i manipulátory, zajišťující plynulý pohyb filmové kamery nebo fotoaparátu.

Pro sestavení bytelného lineárního posuvu se výtečně hodí profilový konstukční systém ITEM. A právě z něj je sestaveno lineární vedení, které vám chci představit v tomto článku.

Lineární vedení, sestavené z profilů ITEM, nabízí téměř libovolnou stavební délku, dostatečnou tuhost a mnoho užitečného montážního příslušenství. Profil o rozměrech 40x20mm a délce 1200 mm posloužil při experimentu jako kolejnice pro vozík, sestavený z odřezků těchže profilů a opatřený kluznými elementy, které zapadají do bočních drážek nosného profilu. Vozík je tažen ozubeným řemínkem HTD3M šířky 6 mm, který pohání krokový motor. Ozubený řemínek je na vozíku jedním koncem zakotven, veden přes pohonnou kladku na motoru a přes kladku napínací, umístěnou na opačném konci nosného profilu, přiveden zpět k vozíku, kde je opět zakotven. Vznikla tak nekonečná smyčka, umožňující pohyb vozíku oběma směry. Kladky i řemínek jsou od firmy Matis.

Krokový motor je řízen bipolárnim budičem krokového motoru SMCB10, který může do každé fáze motoru dodat proud až 1 A. Tento modul je řízen pomocí dvou vstupů, označených STEP a DIR. Počet impulzů na vstupu STEP odpovídá počtu kroků motoru a logickou úrovní na vstupu DIR se určuje směr jeho otáčení. Modul SMCB10 nabízí i další možnosti: nastavení velikostí výstupního proudu, povolovací a resetovací vstup a také může napájet napětím 5 V  externí zařízení s maximálním odebíraným proudem 100 mA. K tomu umožňuje nastavení krokování motoru plným krokem a polovičním krokováním.

Pro pohodlné řízení rychlosti a směru posuvu vozíku je k budiči dostatečně dlouhým kabelem připojen modul StepGen, osazený mikrokontrolérem PIC, který se napájí přímo z budiče SMCB10 a dodává krokovací pulzy potřebné frekvence a také přepínačem mění směr otáčení motoru. Celá řídící jednotka je napájena stejnosměrným napětím 12 V, aby bylo možno v exteriéru použít pro napájení běžný akumulátor. Olověný gelový akumulátor 12 V/1,3 Ah vystačí asi na hodinu provozu.

Jak již bylo zmíněno výše, posuv se dobře hodí pro pohybové triky s fotoaparátem nebo filmovou kamerou, třeba pro švenkování, synchronní přejezdy nebo time-lapse snímky. Stejně dobře se na pousuv ovšem může zavěsit robotický manipulátor nebo kamera pro strojové vidění.

Osobně jsem pro první zkoušku použil natáčení videa na fotoaparát. Tím jsem si vyzkoušel plynulost a tuhost celého vedení. Provedl jsem dva testy. V prvním testu bylo vedení v horizontální poloze a v druhém v poloze vertikální. Ve vertikální poloze muselo být vedení pochopitelně podepřeno; já pro tento účel použil U profil ze stavebnice Merkur. Natáčel jsem v různých rychlostech pohybu fotoaparátu; výsledek můžete vidět na přiložených videích.

Do budoucna plánuji dva různé způsoby využití: pro trikové pohyby fotoaparátů a kamer řízené mikrokontrolérem a po záměně krokového motoru za motor stejnosměrný s převodovkou jako vertikální posuv manipulátoru na mobilním robotu.

Pokud si nechcete vyrábět vedení sami, veškeré uvedené díly naleznete na: shop.snailinstruments.com.