Stabilisierter 3-Achs-Kamera-Gimbal - Konstruktionsbericht und Servofrage
Hi liebe Leute,
einige von euch habens vielleicht schon mitbekommen, ich hab mir das Helifliegen zu einem Großteil unter dem Vorwand angefangen, früher oder später mal meine große Kamera da dran zu hängen, und damit das Hobby ein wenig in Richtung meines Broterwerbs zu schieben (bin hauptberuflich Fotograf). Nachdem ich jetzt im letzen Jahr ne Menge übers Helifliegen gelernt hab, bin ich seit ner Woche dabei einen 3-Achs-Gimbal zu Konstruieren. Das Ding soll über Gyros soweit stabilisiert sein, das ein separater Kameramann damit Fotos und flüssige Videos mit einem minimum and Wacklern steuern kann.
So sieht das Ding jetzt erstmal aus (unten nochmal groß):
Es gibt ja Mitlerweile eine Vielzahl an kommerziell erhältlichen Gimbals. Allen voran copterworks.com und skyshutter.com. Leider verfolgen alle das gleiche Konzept, erst Gierachse, dann Nickachse, und innerhalb der Nickachse die Rollachse. Das gibt dann aber ein Problem: es funktioniert nur 100% wenn die Kamera auf der Nickachse waagerecht ist. Schon bei 45% gibts Probleme die Heckrotorbedingte Schrägstellung des Helis auszugleichen. Ist die Kamera um 90° nach unten geneigt funktioniert diese Kompensation schonmal gar nicht mehr. Deshalb hab ich beschlossen das Ding selbst zu konstruieren. Wie ihr seht Kommt oben Gieren (ist noch in Arbeit), dann rollen und erst innerhalb des Rollkreises kommt der Nickkreis. Tollerweile ist die Konstruktion dadurch gleich halb so groß und halb so aufwändig wie die der Konkurrenz.
Freu mich natürlich über Feedback zu der ganzen Mechanik, ich hoff ihr könnt auf dem Bild halbwegs erkennen wie es funktioniert. Ist letztendlich meine erste Konstruktion, und es steckt erst eine Woche arbeit drin.
Jetzt zu meinem eigentlich Problem. Ich hab die Servomounts jetzt mal für Standardservos ausgelegt. Mir wären die Futaba BLS 341 vorgeschwebt. Recht schnell und 150N Stellkraft bei 6V, das sollte eine EOS 5D MK II mit 24-105mm Objektiv schnell genug bewegen können, gefühlvolle Flugweise vorausgesetzt. Aber das Problem ist natürlich, dass die Standardservos max. 180° fahren, und dann stehenbleiben. Ich bin jetzt erstmal davon ausgegangen, dass man bei den Servos einfach das Poti entfernt, und die dann unendlich im Kreis fahren können, je nachdem wie das Signal kommt mehr oder weniger Schnell.
Ich bin mir allerdings überhaupt nicht mehr sicher ob das so funktionieren kann, hab einfach Null erfahrung mit endlos drehenden/manipulierten Servos. Ich brauch aber leider Servos die mehrere Umdrehungen fahren können, und das sehr Schnell und mit ordentlich Drehmoment. Für den Nickkreis hab ich z.b. vorläufig mal eine ßbersetzung von 1:6 errechnet. Sprich, damit die Kamera einmal im Kreis fährt muss das Servo 6 Umdrehungen fahren. Jetzt bin ich noch auf die Hightec HS785 Seilwinden-Servos gestoßen. Die sind von den Daten her recht gut (Stellkraft 4,8 V: 110N, Stellzeit 4,8V/Grad: 1,38s/360°), kosten gegen die Futabas einen Witz und fahren von Haus aus im Kreis. Allerdings sind die größer als Standardservos, ich kann also nicht ohne weiteres beide Varianten probieren.
Ich würd jetzt auf eure Modellbau-Erfahrung hoffen. Hat jemand Erfahrungen mit solchen Anwendungen? Kann ich aus den BLS341 das Poti entfernen oder stoß ich dann auf irgendwelche Probleme. Taugen die HS785 was oder soll ich auf ganz andere Servos zurückgreifen?
freu mich auf Feedback!
grüße,
Wolfgang
einige von euch habens vielleicht schon mitbekommen, ich hab mir das Helifliegen zu einem Großteil unter dem Vorwand angefangen, früher oder später mal meine große Kamera da dran zu hängen, und damit das Hobby ein wenig in Richtung meines Broterwerbs zu schieben (bin hauptberuflich Fotograf). Nachdem ich jetzt im letzen Jahr ne Menge übers Helifliegen gelernt hab, bin ich seit ner Woche dabei einen 3-Achs-Gimbal zu Konstruieren. Das Ding soll über Gyros soweit stabilisiert sein, das ein separater Kameramann damit Fotos und flüssige Videos mit einem minimum and Wacklern steuern kann.
So sieht das Ding jetzt erstmal aus (unten nochmal groß):
Es gibt ja Mitlerweile eine Vielzahl an kommerziell erhältlichen Gimbals. Allen voran copterworks.com und skyshutter.com. Leider verfolgen alle das gleiche Konzept, erst Gierachse, dann Nickachse, und innerhalb der Nickachse die Rollachse. Das gibt dann aber ein Problem: es funktioniert nur 100% wenn die Kamera auf der Nickachse waagerecht ist. Schon bei 45% gibts Probleme die Heckrotorbedingte Schrägstellung des Helis auszugleichen. Ist die Kamera um 90° nach unten geneigt funktioniert diese Kompensation schonmal gar nicht mehr. Deshalb hab ich beschlossen das Ding selbst zu konstruieren. Wie ihr seht Kommt oben Gieren (ist noch in Arbeit), dann rollen und erst innerhalb des Rollkreises kommt der Nickkreis. Tollerweile ist die Konstruktion dadurch gleich halb so groß und halb so aufwändig wie die der Konkurrenz.
Freu mich natürlich über Feedback zu der ganzen Mechanik, ich hoff ihr könnt auf dem Bild halbwegs erkennen wie es funktioniert. Ist letztendlich meine erste Konstruktion, und es steckt erst eine Woche arbeit drin.
Jetzt zu meinem eigentlich Problem. Ich hab die Servomounts jetzt mal für Standardservos ausgelegt. Mir wären die Futaba BLS 341 vorgeschwebt. Recht schnell und 150N Stellkraft bei 6V, das sollte eine EOS 5D MK II mit 24-105mm Objektiv schnell genug bewegen können, gefühlvolle Flugweise vorausgesetzt. Aber das Problem ist natürlich, dass die Standardservos max. 180° fahren, und dann stehenbleiben. Ich bin jetzt erstmal davon ausgegangen, dass man bei den Servos einfach das Poti entfernt, und die dann unendlich im Kreis fahren können, je nachdem wie das Signal kommt mehr oder weniger Schnell.
Ich bin mir allerdings überhaupt nicht mehr sicher ob das so funktionieren kann, hab einfach Null erfahrung mit endlos drehenden/manipulierten Servos. Ich brauch aber leider Servos die mehrere Umdrehungen fahren können, und das sehr Schnell und mit ordentlich Drehmoment. Für den Nickkreis hab ich z.b. vorläufig mal eine ßbersetzung von 1:6 errechnet. Sprich, damit die Kamera einmal im Kreis fährt muss das Servo 6 Umdrehungen fahren. Jetzt bin ich noch auf die Hightec HS785 Seilwinden-Servos gestoßen. Die sind von den Daten her recht gut (Stellkraft 4,8 V: 110N, Stellzeit 4,8V/Grad: 1,38s/360°), kosten gegen die Futabas einen Witz und fahren von Haus aus im Kreis. Allerdings sind die größer als Standardservos, ich kann also nicht ohne weiteres beide Varianten probieren.
Ich würd jetzt auf eure Modellbau-Erfahrung hoffen. Hat jemand Erfahrungen mit solchen Anwendungen? Kann ich aus den BLS341 das Poti entfernen oder stoß ich dann auf irgendwelche Probleme. Taugen die HS785 was oder soll ich auf ganz andere Servos zurückgreifen?
freu mich auf Feedback!
grüße,
Wolfgang
)
Verbaut hat er übrigens das Gimbal von copterworks.
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