Індикатор кутів повороту для предметної 3D фотозйомки на основі оптичного датчика

2024-07-25

В основі приладу - датчик оптопари, який при проході через його оптичну перешкоду вмикає світлодіод.

Матеріали, що використовуються:

• оптичний датчик перешкоди FC-03 (кінцевий ввимикач) [DAT219]
• кабель сигнальний, 4 жили (1м, 4х0,22мм CCA) [RKT120]
• світлодіод 3 вольта
• невеликий перемикач [SKV545]
• латунні клеми (2 шт) [NPN314]
• 2-х піновий кабель з клемною колодкою XH2.54-2P (3 шт) [SKV518]
• 4-х піновий кабель з клемною колодкою
• термоусадкова трубка [WTU132]
• монтажна плата
• опір 1.3К
• опір 510 Ом
• акумулятор 18650
• відсік для акумулятора 1x18650 [AOC579]
• зарядний модуль TP4056 Type-C [AOC777]
• корпус пластиковий для електроніки N8AU 28x70x134мм (для настінного кріплення) [BOX120]

Ідея фотозйомки у 3D полягає в тому, що предмет обертається навколо певної точки та покадрово фотографується з усіх ракурсів через певні кутові проміжки. Сам столик для фотозйомки має поворотний диск, який обертається навколо центральної вісі. Мною було зроблено поворотний столик діаметром 55 см для великих та важких предметів (до 150 кг), що обертатиметься вручну. Положенням для фотозйомки, про які індикатор має сигналізувати, відповідатимуть механічні мітки по периметру, наклеєні з нижньої частини диску що обертатиметься.

Для кращої та однозначної відповідності вибраних положень, зсередини поверхні що обертається по периметру наклеюються однакові кутки довжиною полки 10 мм. В моєму випадку було задіяно 24 кутки - мітки, які за допомогою двостороннього скотчу були приклеєні через рівні кутові проміжки. Оскільки я використовував доволі еластичний пластиковий куток, наклеювання проходило покроково - щоб запобігти перекосів та механічного зіткнення міток з датчиком. Саме оптичний метод спрацьовування датчика дозволяє використовувати прості та легкі в наклеюванні кутки - мітки, кількість яких в разі необхідності можна міняти. Бо в іншому випадку, при механічному контакті, наприклад з мікровимикачем, кріплення мали бути більш міцними та надійними, що потребувало б ретельної монтажної роботи.

Сам датчик вже має світлодіод, який вимикається при проході оптичної перешкоди. Завдяки невеличкій схемі сигнал про спрацьовування датчика можна передати за допомогою дроту - адже сам датчик буде розміщено в середині закритого столику, і зовні його індикації видно не буде. Тож датчик кріпимо за допомогою гвинта, з'єднуючи проводом з елементом живлення, схемою керування на транзисторі та головним світлодіодом, що сигналізуватиме про положення диску

Все збираємо на роз'ємах, щоб у разі випадкового виходу з ладу якогось з елементів його можна було замінити або швидко полагодити. Елемент живлення я використав зі старої акумуляторної батареї ноутбука. Елемент живлення поміщено у пластиковий контейнер, до якого підведено дроти. Схема керування має транзистор та два опори, її зібрано на невеличкій монтажні платі. Її розміри дозволяють підпаяти та зафіксувати всі дроти за допомогою термоусадочної трубки.

В цій схемі задіяно аналоговий вихід, сигнал від якого відкриває транзистор (n-p-n) та посилає сигнал на світлодіод - він загоряється коли датчик спрацьовує.

Крім того, в разі необхідності схему можна доопрацювати, адже датчик має цифровий вихід. Це буде доцільно, якщо обертання столику здійснюватиметься за допомогою двигуна. В цьому разі можна задіяти плату arduino, яка після програмування буде покроково вмикати і вимикати поворот платформи від однієї мітки до іншої. Готовий електронний пристрій можна розмістити в пластиковому корпусі - в залежності від умов використання. Оскільки я вирішив використовувати акумулятор, то додав у схему простий модуль для його заряджання через USB.

Висновок

Реалізована ідея індикатору виявилася досить вдалою, та дозволила швидко реалізувати декілька проектів по предметній фотозйомці, які без нього були б технічно складними або майже неможливими.