Control deslizante de cámara de bricolaje con cabezal de giro e inclinación - Proyecto basado en Arduino

Código Arduino del deslizador de cámara DIY

Ahora lo que queda en este tutorial es echar un vistazo al código de Arduino y explicar cómo funciona el programa. Como el código es un poco más largo, para una mejor comprensión, publicaré el código fuente del programa en secciones con descripción para cada sección. Y al final de este artículo publicaré el código fuente completo.

El programa se basa en la biblioteca AccelStepper de Mike McCauley. Esta es una biblioteca increíble que permite un fácil control de múltiples motores paso a paso al mismo tiempo. Entonces, una vez que incluimos esta biblioteca y la biblioteca MultiStepper.h que forma parte de ella, debemos definir todos los pines Arduino que se utilizarán, definir las instancias para los motores paso a paso, así como algunas variables necesarias para el programa a continuación. /P>

#include <AccelStepper.h>
#include <MultiStepper.h>

#define JoyX A0       // Joystick X pin
#define JoyY A1       // Joystick Y pin
#define slider A2     // Slider potentiometer
#define inOutPot A3   // In and Out speed potentiometer
#define JoySwitch 10  // Joystick switch connected
#define InOutSet 12   // Set Button
#define limitSwitch 11
#define inLED 8
#define outLED 9

// Define the stepper motors and the pins the will use
AccelStepper stepper1(1, 7, 6); // (Type:driver, STEP, DIR)
AccelStepper stepper2(1, 5, 4);
AccelStepper stepper3(1, 3, 2);

MultiStepper StepperControl;  // Create instance of MultiStepper

long gotoposition[3]; // An array to store the In or Out position for each stepper motor

int JoyXPos = 0;
int JoyYPos = 0;
int sliderPos = 0;
int currentSpeed = 100;
int inOutSpeed = 100;

int XInPoint = 0;
int YInPoint = 0;
int ZInPoint = 0;
int XOutPoint = 0;
int YOutPoint = 0;
int ZOutPoint = 0;
int InandOut = 0;Code language: Arduino (arduino)

En la sección de configuración, establecemos los valores de velocidad iniciales para los motores paso a paso, definimos algunos modos de pin y agregamos los tres motores paso a paso a la instancia de control de pasos múltiples llamada "StepperControl". Usando los bucles while, movemos el control deslizante a la posición inicial, o se mueve hasta que presiona el interruptor de límite y luego retrocede 200 pasos para liberar el interruptor de límite.

void setup() {
  // Set initial seed values for the steppers
  stepper1.setMaxSpeed(3000);
  stepper1.setSpeed(200);
  stepper2.setMaxSpeed(3000);
  stepper2.setSpeed(200);
  stepper3.setMaxSpeed(3000);
  stepper3.setSpeed(200);
  pinMode(JoySwitch, INPUT_PULLUP);
  pinMode(InOutSet, INPUT_PULLUP);
  pinMode(limitSwitch, INPUT_PULLUP);
  pinMode(inLED, OUTPUT);
  pinMode(outLED, OUTPUT);

  // Create instances for MultiStepper - Adding the 3 steppers to the StepperControl instance for multi control
  StepperControl.addStepper(stepper1);
  StepperControl.addStepper(stepper2);
  StepperControl.addStepper(stepper3);

  // Move the slider to the initial position - homing
  while (digitalRead(limitSwitch) != 0) {
    stepper1.setSpeed(3000);
    stepper1.runSpeed();
    stepper1.setCurrentPosition(0); // When limit switch pressed set position to 0 steps
  }
  delay(20);
  // Move 200 steps back from the limit switch
  while (stepper1.currentPosition() != -200) {
    stepper1.setSpeed(-3000);
    stepper1.run();
  }
}Code language: Arduino (arduino)

En la sección de bucle, comenzamos comprobando si el control deslizante ha alcanzado las posiciones límite, o si es el interruptor de límite o 80 cm al otro lado.

// Limiting the movement - Do nothing if limit switch pressed or distance traveled in other direction greater then 80cm
  while (digitalRead(limitSwitch) == 0 || stepper1.currentPosition() < -64800) {}Code language: Arduino (arduino)

Con la siguiente instrucción if aumentamos las velocidades de giro e inclinación con cada pulsación del interruptor del joystick.

// If Joystick pressed increase the Pan and Tilt speeds
  if (digitalRead(JoySwitch) == 0) {
    currentSpeed = currentSpeed + 50;
    delay(200);
  }Code language: Arduino (arduino)

Luego verificamos si hemos presionado el botón Set, que se usa para configurar las posiciones IN y OUT. Con la primera pulsación del botón almacenamos las posiciones IN de los motores paso a paso y también encendemos el LED IN.

switch (InandOut) { 
      case 0:   // Set IN position
        InandOut = 1;
        XInPoint = stepper1.currentPosition(); // Set the IN position for steppers 1
        YInPoint = stepper2.currentPosition(); // Set the IN position for steppers 2
        ZInPoint = stepper3.currentPosition(); // Set the IN position for steppers 3
        digitalWrite(inLED, HIGH); // Light up inLed
        break;Code language: Arduino (arduino)

Del mismo modo, con la segunda pulsación memorizamos las posiciones OUT y encendemos el LED OUT.

case 1: // Set OUT position
        InandOut = 2;
        XOutPoint = stepper1.currentPosition(); //  Set the OUT Points for both steppers
        YOutPoint = stepper2.currentPosition();
        ZOutPoint = stepper3.currentPosition();
        digitalWrite(outLED, HIGH);
        break;Code language: Arduino (arduino)

Luego, con la siguiente pulsación del botón, leemos el valor del potenciómetro de velocidad automática que se utiliza para establecer la velocidad máxima de los motores. También colocamos las posiciones IN en la matriz "gotoposition" que se usa en la función moveTo () que calcula la velocidad requerida para todos los motores por separado. Luego, usando la función runSpeedToPosition(), el control deslizante se mueve automáticamente a la posición de entrada.

case 2: // Move to IN position / go to case 3
        InandOut = 3;
        inOutSpeed = analogRead(inOutPot); // Auto speed potentiometer
        // Place the IN position into the Array
        gotoposition[0] = XInPoint;
        gotoposition[1] = YInPoint;
        gotoposition[2] = ZInPoint;
        stepper1.setMaxSpeed(inOutSpeed);
        stepper2.setMaxSpeed(inOutSpeed);
        stepper3.setMaxSpeed(inOutSpeed);
        StepperControl.moveTo(gotoposition); // Calculates the required speed for all motors
        StepperControl.runSpeedToPosition(); // Blocks until all steppers are in position
        delay(200);
        break;Code language: Arduino (arduino)

Exactamente de la misma manera, en el caso número 3 o con otra pulsación del botón, movemos el control deslizante a la posición OUT.

case 3: // Move to OUT position / go back to case 2
        InandOut = 2;
        inOutSpeed = analogRead(inOutPot);
        // Place the OUT position into the Array
        gotoposition[0] = XOutPoint;
        gotoposition[1] = YOutPoint;
        gotoposition[2] = ZOutPoint;
        stepper1.setMaxSpeed(inOutSpeed);
        stepper2.setMaxSpeed(inOutSpeed);
        stepper3.setMaxSpeed(inOutSpeed);
        StepperControl.moveTo(gotoposition); // Calculates the required speed for all motors
        StepperControl.runSpeedToPosition(); // Blocks until all are in position
        delay(200);
        break;Code language: Arduino (arduino)

En caso de que mantengamos presionado el botón Establecer durante más de medio segundo, se ejecutará la declaración del cuarto caso, que restablece la posición de ENTRADA y SALIDA para que podamos establecer otras nuevas.

El siguiente es el control Pan y Tilt del joystick. El valor analógico que estamos obteniendo del joystick es de 0 a 1024, o cuando está en el medio los valores rondan los 500. Entonces, si movemos el joystick hacia la izquierda y el valor analógico es mayor a 600, estableceremos la velocidad. del motor en particular a positivo, y al contrario, si movemos el joystick hacia la derecha, estableceremos la velocidad del motor en negativo, lo que significa que girará en sentido contrario.

// Joystick X - Pan movement
  JoyXPos = analogRead(JoyX);
  // if Joystick is moved left, move stepper 2 or pan to left
  if (JoyXPos > 600) {
    stepper2.setSpeed(currentSpeed);
  }
  // if Joystick is moved right, move stepper 2 or pan to right
  else if (JoyXPos < 400) {
    stepper2.setSpeed(-currentSpeed);
  }
  // if Joystick stays in middle, no movement
  else {
    stepper2.setSpeed(0);
  }Code language: Arduino (arduino)

En caso de que permanezca en el medio, la velocidad se establece en 0. Este método se utiliza tanto para el eje del joystick como para el potenciómetro deslizante. En realidad, en el caso del potenciómetro, usamos su valor analógico para aumentar también la velocidad del motor a medida que giramos más el potenciómetro.

// Slider potentiometer
  sliderPos = analogRead(slider);
  // If potentiometer is turned left, move slider left
  if (sliderPos > 600) {
    sliderPos = map(sliderPos, 600, 1024, 0, 3000);
    stepper1.setSpeed(sliderPos); // Increase speed as turning
  }
  // If potentiometer is turned right, move slider right
  else if (sliderPos < 400 ) {
    sliderPos = map(sliderPos, 400, 0, 0, 3000);
    stepper1.setSpeed(-sliderPos); // Increase speed as turning
  }
  // If potentiometer in middle, no movement
  else {
    stepper1.setSpeed(0);
  }Code language: Arduino (arduino)

Por último, llamamos a las funciones runSpeed() para cada uno de los tres motores paso a paso y eso ejecuta los comandos anteriores, o gira los motores apropiadamente.

// Execute the above commands - run the stepper motors
  stepper1.runSpeed();
  stepper2.runSpeed();
  stepper3.runSpeed();Code language: Arduino (arduino)

Aquí está el código fuente completo:

/*
  DIY Camera Slider with Pan and Tilt Head
  by Dejan Nedelkovski
  www.HowToMechatronics.com

  Library - AccelStepper by Mike McCauley:
  http://www.airspayce.com/mikem/arduino/AccelStepper/index.html

*/

#include <AccelStepper.h>
#include <MultiStepper.h>

#define JoyX A0       // Joystick X pin
#define JoyY A1       // Joystick Y pin
#define slider A2     // Slider potentiometer
#define inOutPot A3   // In and Out speed potentiometer
#define JoySwitch 10  // Joystick switch connected
#define InOutSet 12   // Set Button
#define limitSwitch 11
#define inLED 8
#define outLED 9

// Define the stepper motors and the pins the will use
AccelStepper stepper1(1, 7, 6); // (Type:driver, STEP, DIR)
AccelStepper stepper2(1, 5, 4);
AccelStepper stepper3(1, 3, 2);

MultiStepper StepperControl;  // Create instance of MultiStepper

long gotoposition[3]; // An array to store the In or Out position for each stepper motor

int JoyXPos = 0;
int JoyYPos = 0;
int sliderPos = 0;
int currentSpeed = 100;
int inOutSpeed = 100;

int XInPoint = 0;
int YInPoint = 0;
int ZInPoint = 0;
int XOutPoint = 0;
int YOutPoint = 0;
int ZOutPoint = 0;
int InandOut = 0;

void setup() {
  // Set initial seed values for the steppers
  stepper1.setMaxSpeed(3000);
  stepper1.setSpeed(200);
  stepper2.setMaxSpeed(3000);
  stepper2.setSpeed(200);
  stepper3.setMaxSpeed(3000);
  stepper3.setSpeed(200);
  pinMode(JoySwitch, INPUT_PULLUP);
  pinMode(InOutSet, INPUT_PULLUP);
  pinMode(limitSwitch, INPUT_PULLUP);
  pinMode(inLED, OUTPUT);
  pinMode(outLED, OUTPUT);

  // Create instances for MultiStepper - Adding the 3 steppers to the StepperControl instance for multi control
  StepperControl.addStepper(stepper1);
  StepperControl.addStepper(stepper2);
  StepperControl.addStepper(stepper3);

  // Move the slider to the initial position - homing
  while (digitalRead(limitSwitch) != 0) {
    stepper1.setSpeed(3000);
    stepper1.runSpeed();
    stepper1.setCurrentPosition(0); // When limit switch pressed set position to 0 steps
  }
  delay(20);
  // Move 200 steps back from the limit switch
  while (stepper1.currentPosition() != -200) {
    stepper1.setSpeed(-3000);
    stepper1.run();
  }

}

void loop() {
  // Limiting the movement - Do nothing if limit switch pressed or distance traveled in other direction greater then 80cm
  while (digitalRead(limitSwitch) == 0 || stepper1.currentPosition() < -64800) {}

  // If Joystick pressed increase the Pan and Tilt speeds
  if (digitalRead(JoySwitch) == 0) {
    currentSpeed = currentSpeed + 50;
    delay(200);
  }
  // If Set button is pressed - toggle between the switch cases
  if (digitalRead(InOutSet) == 0) {
    delay(500);
    // If we hold set button pressed longer then half a second, reset the in and out positions
    if (digitalRead(InOutSet) == 0) {
      InandOut = 4;
    }
    switch (InandOut) { 
      case 0:   // Set IN position
        InandOut = 1;
        XInPoint = stepper1.currentPosition(); // Set the IN position for steppers 1
        YInPoint = stepper2.currentPosition(); // Set the IN position for steppers 2
        ZInPoint = stepper3.currentPosition(); // Set the IN position for steppers 3
        digitalWrite(inLED, HIGH); // Light up inLed
        break;

      case 1: // Set OUT position
        InandOut = 2;
        XOutPoint = stepper1.currentPosition(); //  Set the OUT Points for both steppers
        YOutPoint = stepper2.currentPosition();
        ZOutPoint = stepper3.currentPosition();
        digitalWrite(outLED, HIGH);
        break;

      case 2: // Move to IN position / go to case 3
        InandOut = 3;
        inOutSpeed = analogRead(inOutPot); // Auto speed potentiometer
        // Place the IN position into the Array
        gotoposition[0] = XInPoint;
        gotoposition[1] = YInPoint;
        gotoposition[2] = ZInPoint;
        stepper1.setMaxSpeed(inOutSpeed);
        stepper2.setMaxSpeed(inOutSpeed);
        stepper3.setMaxSpeed(inOutSpeed);
        StepperControl.moveTo(gotoposition); // Calculates the required speed for all motors
        StepperControl.runSpeedToPosition(); // Blocks until all steppers are in position
        delay(200);
        break;

      case 3: // Move to OUT position / go back to case 2
        InandOut = 2;
        inOutSpeed = analogRead(inOutPot);
        // Place the OUT position into the Array
        gotoposition[0] = XOutPoint;
        gotoposition[1] = YOutPoint;
        gotoposition[2] = ZOutPoint;
        stepper1.setMaxSpeed(inOutSpeed);
        stepper2.setMaxSpeed(inOutSpeed);
        stepper3.setMaxSpeed(inOutSpeed);
        StepperControl.moveTo(gotoposition); // Calculates the required speed for all motors
        StepperControl.runSpeedToPosition(); // Blocks until all are in position
        delay(200);
        break;

      case 4: // If Set button is held longer then half a second go back to case 0
        InandOut = 0;
        digitalWrite(inLED, LOW);
        digitalWrite(outLED, LOW);
        delay(1000);
        break;
    }
  }

  // Joystick X - Pan movement
  JoyXPos = analogRead(JoyX);
  // if Joystick is moved left, move stepper 2 or pan to left
  if (JoyXPos > 600) {
    stepper2.setSpeed(currentSpeed);
  }
  // if Joystick is moved right, move stepper 2 or pan to right
  else if (JoyXPos < 400) {
    stepper2.setSpeed(-currentSpeed);
  }
  // if Joystick stays in middle, no movement
  else {
    stepper2.setSpeed(0);
  }

  //Joystick Y - Tilt movement
  JoyYPos = analogRead(JoyY);
  if (JoyYPos > 600) {
    stepper3.setSpeed(currentSpeed);
  }
  else if (JoyYPos < 400) {
    stepper3.setSpeed(-currentSpeed);
  }
  else {
    stepper3.setSpeed(0);
  }

  // Slider potentiometer
  sliderPos = analogRead(slider);
  // If potentiometer is turned left, move slider left
  if (sliderPos > 600) {
    sliderPos = map(sliderPos, 600, 1024, 0, 3000);
    stepper1.setSpeed(sliderPos); // Increase speed as turning
  }
  // If potentiometer is turned right, move slider right
  else if (sliderPos < 400 ) {
    sliderPos = map(sliderPos, 400, 0, 0, 3000);
    stepper1.setSpeed(-sliderPos); // Increase speed as turning
  }
  // If potentiometer in middle, no movement
  else {
    stepper1.setSpeed(0);
  }
  // Execute the above commands - run the stepper motors
  stepper1.runSpeed();
  stepper2.runSpeed();
  stepper3.runSpeed();
}Code language: Arduino (arduino)

Eso sería todo, espero que hayas disfrutado este proyecto Arduino y hayas aprendido algo nuevo. No dude en hacer cualquier pregunta en la sección de comentarios a continuación y consulte mi Colección de proyectos de Arduino.