Grupo 5: Slider controlado por App

 IES. Vicente Aleixandre  

 Componentes del grupo:

-Miguel Granero

-Luis López Berrocal

-Marta Salas Arroyo

 

Índice:

➢ Introducción: ………………… 2 , 3

➢ Funcionamiento ………………… 4

➢ Historia ………………… 5

➢ Referencias ………………… 5

➢ Subsistemas:

● Motores paso a paso ………………… 6 , 7 , 8

● Driver motores ………………… 9

● App inventor ………………… 10

● Bluetooth ………………… 10, 11

● Slide ………………… 12

● Arduino ………………… 12

➢ Presupuesto y materiales ………………… 15

1 

Introducción:

-Roles principales:

Software Miguel Granero Ramos

Hardware Luis López Berrocal

Busqueda de informacion Marta Salas Arroyo

-Normas:

-Cumplir con los plazos fijados

-Ser responsable con las tareas asignadas.

-Respetar opiniones y críticas constructivas

-Canales:

➢ Carpetas compartidas de drive

➢ Organización mediante Trello.

➢ Whatsapp.

➢ Gmail

-Finalidad:

Abordar la construcción de un carril motorizado para fotografía y video, también

llamado slider motorizado.

Nuestra idea es construir un slider controlado por App que use motores paso a paso

para su movimiento lineal, hemos de hacerlo de manera que sea lo suficientemente

suave y preciso para que pueda tomar fotografías y videos nítidos con buena calidad

o simplemente mover la cámara por los raíles a nuestro antojo.

2 

-Objetivos:

➢ Principales: Crear el raíl controlado por una APP. Para ello utilizaremos

motores paso a paso y piezas personalizadas para el proyecto.

➢ Secundarios: Utilizar un circuito integrado en lugar de un Arduino para

poder disminuir el tamaño del hardware.

-Diagrama de Gantt:

-Opciones

Para elaborar este proyecto nos hemos encontrado ante una serie de problemas en los

que hemos tenido que tomar decisiones que afectan al funcionamiento o construcción

de este.

➢ Ejes de movimiento: Hemos elegido que la cámara solo se moviese

(motorizadamente) en un eje, ya que incluir otro eje, como la inclinación

encarece mucho el coste final del proyecto.

➢ Método de control: Creemos que controlar el raíl a través de un App y

Bluetooth es una idea correcta ya que es una manera sencilla y eficaz de

comunicación entre el Arduino y el móvil. De esta manera además

podemos crear una aplicación personalizada a nuestro proyecto.

➢ Diseño y piezas: Hemos decidido usar diseños 3D y piezas ya hechas, ya

que así nos libramos de posibles errores y nos aseguramos de su correcto

funcionamiento.

3 

Funcionamiento:

-Esquema de entradas y salidas:

-Funcionamiento del sistema:

Para este sistema contamos con un motor paso a paso, un raíl y una montura para una

cámara que permite cambiar la inclinación de esta.

Utilizamos una App creada con App Inventor que nos permite comunicarnos vía

bluetooth con el Arduino. En la App hemos dispuesto flechas de dirección que

actuarán sobre los motores haciendo mover la cámara por el raíl.

El motor se va a colocar verticalmente, conectado a una polea con una correa de

rueda dentada. La cámara se va a desplazar sobre un soporte que se acopla a un raíl,

haciendo que se pueda mover con precisión y en línea recta sobre el mismo.

Por último, necesitamos un soporte de cámara que va a tener la función de sujetar la

cámara sobre lo dicho anteriormente para que no se desplace, esté firme y tenga el

propósito final de realizar fotos y vídeos sin movimiento excesivo de la cámara, con

nitidez y con calidad.

4 

Historia: Sistemas de estabilización de la imagen: estos sistemas sirven para contrarrestar y

eliminar todo tipo de vibración o movimiento que puede sufrir la cámara y que puede

afectar a la imagen.

El primero de ellos fue el trípode, que aparece incorporado en las primeras cámaras

fotográficas y en el cinematógrafo inventado por los hermanos lumiere en 1895.

Es un sistema muy rudimentario pero eficaz que aún se utiliza y que consta de tres patas

ajustables que sostienen la cámara.

En 1926 aparece el monopod, funciona como un trípode pero solo tiene una pata, lo

que hace que sea menos eficaz y que no se utilicen mucho,

En 1976 aparece el primer sistema estabilizador de imagen: steadycam muy utilizado en

cine y televisión. Basa su acción en unos cuantos puntos de apoyo sobre una estructura

metálica y el centro de gravedad del cuerpo, la cámara que se utiliza. Su primera

utilización cinematográfica fue en la cinta de 1976 “Esta tierra es mi tierra” (Bound for

Glory), de Hal Ashby; su uso fue una revolución que sorprendió a los especialistas de

la materia. En el mismo año se utilizó en “Rocky” y en “Marathon Man”, que iniciaron su

uso generalizado.

Poco a poco van apareciendo sistemas estabilizadores de imagen para cámaras de foto

que graban video, como por ejemplo, el Cavision RS5DM2SET-S que utiliza como punto

de apoyo tu hombro. Una versión del mismo sistema para videocámaras domésticas y

semi profesionales es el soporte Anton Bauer STASIS FLEX Shoulder Mount Camera

Stabilizer.

Desde hace unos cuantos años se ha venido utilizando mucho en el campo profesional,

lo que se conoce como “volante”. Su nombre es Fig Rig, fue inventado por el director de

cine Mike Figgis y comercializado por Manfrotto.

El sistema de funcionamiento es tan sencillo como situar la cámara en el centro de un

círculo y manejarla con los dos brazos. De esta manera tenemos un control algo más

exacto sobre los movimientos y la imagen se mueve menos.

5 

El slider utiliza en el cine y la fotografía para hacer panorámicas y grabar distintos

tipos de planos , es un sistema muy preciso que consta de un carril por donde se

desliza la cámara y alguno de ellos posee también movimiento articular de abajo a

arriba.

Referencias: La idea del proyecto vino gracias al proyecto de Ben Heckendorn pero principalmente

hemos tomado la idea del proyecto de Adafruit, en el que realizan un rail motorizado

y controlado con una App vía bluetooth.

6 

Subsistemas: -Motores paso a paso:

Los motores paso a paso son motores que se caracterizan por su precisión. Estos

contienen unas bobinas en su interior que hacen rotar el eje cuando reciben un impulso

eléctrico. Se dividen en Unipolares y Bipolares dependiendo del número y tipo de

bobinas que poseen. Aquí puedes encontrar más información sobre los motores.

Vamos a usar motores paso a paso Nema17, Este motor tiene que dar 200 pasos

para completar una vuelta de 360º. Aunque este número de pasos puede variar en el

código dependiendo del controlador usado, ya que estos pueden tener más definición

que los motores en sí.

-Control: Cada vez que aplicamos tensión sobre el motor, este da un paso, por ellos

debemos crear una estructura for por ejemplo, para que de el número de pasos que

queremos. Podemos controlar la velocidad de este variando el tiempo de espera entre

cada paso. Un código de prueba para el motor podría ser:

Declaración de variables;

Hemos declarado seis variables.

➢ El driver nos da dos pines de

salida, el “dirPin”, que controla

la dirección y el “stepPin” que

hace que funcione.

➢ Posición y pasos por vuelta

➢ Velocidad de pausa

➢ Variable almacenada para la

posición

Setup:

Declaramos como salida “dirPin” y

“stepPin” y también los apagamos

para poder operar con ellos después.

Guardamos el valor de la posición

7 

como 1

Void Loop:

Queremos hacer que nuestro motor

avance del inicio hasta el final y

viceversa continuamente. Para ello

hacemos uso de una estructura if -

else if. Si la posición es 1 (en un

extremo) ponemos la dirección en un

sentido, y si está en el otro extremo

(200) la ponemos en el otro sentido.

Seguidamente hacemos que el

motor de un paso aplicando tensión y

actualizamos la posición del motor.

Esta es la manera más sencilla de controlar motores bipolares, ya que no hace falta

librería. Si tuviésemos que manejar un motor unipolar, ya si sería más necesario el uso

de la librería stepper.h (aunque esta en muchos casos no funciona correctamente). Sus

principales funciones son.

Esta función se usa para declarar los datos necesarios para el funcionamiento. Steps: Número de pasos por revolución pinX: Pines necesarios. (2 - bipolar)(4 - unipolar)

Para especificar la velocidad a la que quieres que vayan los motores.

El número de pasos que quieres que de el motor. Puede ser positivo o negativo (dependiendo del sentido de giro).

8 

-Driver Motores:

Para controlar el motor vamos a necesitar un controlador de motores paso paso.

Utilizaremos el A4988 el cual nos permite una conexión más simple para los motores

además de poder alimentarlos de manera externa. Este driver permite de 8 a 35 voltios

de entrada.

-La conexión de los motores y del driver a Arduino será:

El driver no afecta en la parte del software salvo en el número de pasos por vuelta.

Este driver dará 8 micropasos por cada paso del motor, por lo tanto debemos de dar

1600 pasos (8 x 200 pasos/rev.) para que el motor gire una vuelta completa.

En este vídeo podemos ver una explicación detallada de su uso.

9 

-App inventor:

App inventor es un software libre que sirve para crear aplicaciones en los dispositivos

android: (smartphones),

Nosotros lo vamos a utilizar para controlar los motores paso a paso. Tendrá varios

modos de control diferentes, como por ejemplo:

➢ control básico: (posiciones arriba-abajo, derecha-izquierda)

➢ control complejo: (crearemos tres fases de posicionamiento con

controles rigurosos)

El funcionamiento se subdivide en tres partes principales: Bluetooh, Slider y Botón.

➢ Bluetooth: Conexión que facilita las comunicaciones entre equipos, elimina cables

y conectores y ofrece la posibilidad de crear pequeñas redes inalámbricas y

facilitar la sincronización de datos.

Para conectarlo a nuestro Arduino hemos de colocar un módulo bluetooth

HC06.

App inventor se vincula con el módulo HC06 y actúa enviándole señales.

El server debe iniciarse primero en el dispositivo, luego ha de conectarse client

antes de que se mande información.

Para controlar nuestra App usaremos client y la información será recibida por

HC06 (server) como hemos explicado antes.

Una función importante es el Listpicker; almacena listas de conexiones y al

pulsarlo nos las muestra. Almacenará los dispositivos bluetooth con los que

podemos conectar.

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Bloques App inventor:

● Para conectarse por Bluetooth primero debemos abrir la lista de

conexiones y después de haber seleccionado una, efectuar la vinculación

● Para que el dispositivo reciba la información que le queremos enviar vía

bluetooth, un código simple es este (únicamente al pulsar un botón, le

envíamos al módulo bluetooth una letra y al volverlo a pulsar otra):

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➢ Slider: Un slider es un elemento de interfaz gráfica que permite seleccionar un

valor moviendo un indicador. Hemos de configurarlo de tal manera que le

pongamos dos valores límites, uno máximo y uno mínimo que delimiten el uso de

nuestro slider para que manejemos la posición de nuestra cámara

En nuestro proyecto necesitaremos mandar el valor del Slider a través del

Bluetooth, para ello podemos usar por ejemplo este pieza de código.

Cuando la posición al slider cambie, enviaremos vía Bluetooth la posición de

este.

-Arduino:

Para la programación de arduino, nos enfrentamos a un problema principal, la posición

de la cámara. Ya que cada vez que iniciamos el sistema debemos hacer correr un

programa que posicione la cámara, de esta manera la posición y el Arduino ya

estarán coordinadas. Otra manera sería usar la memoria EEPROM de Arduino,

guardando así de forma permanente el valor de una variable. Aquí puedes encontrar

como usar la memoria EEPROM de Arduino. En nuestro caso usaremos un sensor de

final de carrera que nos indicará cuando la cámara ha llegado al final del raíl.

Para hacer mover a la cámara simplemente usaremos un código similar al explicado

antes con los motores paso a paso.

Por último, para recibir información a través de Bluetooth, simplemente usaremos la

comunicación serial como si estuviese conectado a un ordenador por cable. Aquí,

puedes encontrar como usar este tipo de comunicación.

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Materiales y presupuesto: -Coste nuestro

Donación: 100 €

13 

-Coste total

14