Rel Fokus Makro Otomatis: 13 Langkah (dengan Gambar)

2024 Pengarang: John Day | [email protected]. Terakhir diubah: 2024-01-30 09:54

Halo komunitas, Saya ingin mempresentasikan desain saya untuk rel fokus makro otomatis. Ok, jadi pertanyaan pertama apa iblis itu rel fokus dan untuk apa digunakan? Fotografi makro atau close up adalah seni pencitraan yang sangat kecil. Hal ini dapat dilakukan pada berbagai perbesaran atau rasio. Misalnya rasio pencitraan 1:1 berarti subjek yang akan difoto diproyeksikan ke sensor kamera pada ukuran sebenarnya. Rasio pencitraan 2:1 berarti subjek akan diproyeksikan dua kali ukuran aslinya ke sensor dan seterusnya …

Artefak umum fotografi makro adalah depth of field yang sangat dangkal. Baik menggunakan lensa makro khusus, mengambil lensa standar dan membalikkannya, atau menggunakan bellow secara umum, kedalaman bidangnya dangkal. Hingga baru-baru ini, ini telah menjadi masalah kreatif dengan fotografi makro. Namun, sekarang dimungkinkan untuk membuat gambar makro dengan kedalaman bidang sebanyak yang Anda inginkan dengan proses yang disebut penumpukan fokus.

Penumpukan fokus melibatkan pengambilan serangkaian atau "tumpukan" gambar pada titik fokus yang berbeda dari titik subjek terdekat ke titik subjek terjauh. Tumpukan gambar kemudian digabungkan secara digital untuk membuat satu gambar dengan kedalaman bidang yang jauh lebih dalam. Ini fantastis dari sudut pandang kreatif karena fotografer dapat memilih bagaimana mereka ingin gambar mereka muncul dan seberapa banyak yang harus difokuskan untuk mencapai dampak maksimal. Penumpukan dapat dicapai dengan berbagai cara - dimungkinkan untuk menggunakan Photoshop untuk menumpuk atau perangkat lunak khusus seperti Helicon Focus.

Langkah 1: Prinsip Rel Fokus dan Kriteria Desain

Prinsip di balik rel fokus cukup lurus ke depan. Kami mengambil kamera dan lensa kami dan memasangnya pada rel linier resolusi tinggi yang memungkinkan kombinasi kamera/lensa dipindahkan lebih dekat atau lebih jauh dari subjek. Jadi, dengan menggunakan teknik ini, kita tidak menyentuh lensa kamera, selain mungkin untuk mencapai fokus latar depan awal, tetapi menggerakkan kamera dan lensa sesuai dengan subjeknya. Jika kita menganggap kedalaman bidang lensa dangkal, teknik ini menghasilkan irisan fokus pada berbagai titik melalui subjek. Jika irisan fokus dihasilkan sedemikian rupa sehingga kedalaman bidang sedikit tumpang tindih, irisan tersebut dapat digabungkan secara digital untuk membuat gambar dengan kedalaman fokus berkelanjutan di seluruh subjek.

Oke, jadi mengapa memindahkan kamera dan lensa besar yang berat dan bukan subjek yang relatif kecil dan ringan yang menarik? Yah, subjeknya mungkin masih hidup, kata seekor serangga. Memindahkan subjek hidup ketika Anda mencoba untuk mempertahankannya mungkin tidak akan berhasil dengan baik. Selain itu, kami mencoba untuk menjaga pencahayaan yang konsisten dari satu bidikan ke bidikan berikutnya sehingga memindahkan subjek berarti memindahkan semua pencahayaan juga untuk menghindari bayangan bergerak.

Memindahkan kamera dan lensa adalah pendekatan terbaik.

Langkah 2: Fitur Desain Utama Rel Fokus Saya

Rel fokus yang saya rancang membawa kamera dan lensa pada rel linier mekanis yang digerakkan oleh motor yang kokoh. Kamera dapat dengan mudah dipasang dan dilepas menggunakan pemasangan ekor dove rilis cepat.

Rel mekanis didorong masuk dan keluar menggunakan motor stepper pengontrol komputer dan dapat memberikan resolusi linier sekitar 5um yang menurut saya pribadi lebih dari cukup untuk sebagian besar skenario.

Kontrol rel dicapai dengan menggunakan antarmuka pengguna atau GUI berbasis PC/Windows yang sederhana.

Kontrol posisi rel juga dapat dicapai secara manual menggunakan kontrol putar dengan resolusi yang dapat diprogram yang terletak di papan kontrol motor (meskipun dapat diposisikan di mana saja, katakanlah sebagai kontrol tangan).

Firmware aplikasi yang berjalan pada mikroprosesor papan kontrol dapat di-flash ulang melalui USB sehingga mengurangi kebutuhan akan programmer khusus.

Langkah 3: Rel Fokus beraksi

Sebelum masuk ke detail konstruksi dan pembangunan mari kita lihat rel fokus beraksi. Saya telah mengambil serangkaian video yang merinci berbagai aspek desain - mereka mungkin mencakup beberapa aspek yang rusak.

Langkah 4: Rel Fokus - Bidikan Uji Pertama yang Saya Dapatkan dari Rel

Pada tahap ini saya pikir saya akan membagikan gambar sederhana yang diperoleh dengan menggunakan rel fokus. Ini pada dasarnya adalah bidikan uji pertama yang saya ambil setelah rel terpasang dan berjalan. Saya hanya mengambil sekuntum bunga kecil dari taman dan meletakkannya di seutas kawat untuk menopangnya di depan lensa.

Gambar bunga komposit adalah gabungan dari 39 gambar terpisah, 10 langkah per irisan di 400 langkah. Beberapa gambar dibuang sebelum ditumpuk.

Saya telah melampirkan tiga gambar.

• Hasil bidikan tumpuk fokus terakhir dari Helicon Focus
• Gambar di atas tumpukan - depan
• Gambar di bagian bawah tumpukan - latar belakang

Langkah 5: Detail Papan Kontrol dan Berjalan Melalui

Pada bagian ini saya menyajikan video yang merinci bagian-bagian komponen papan kontrol motor dan teknik konstruksi.

Langkah 6: Kontrol Langkah Manual Papan Kontrol

Di bagian ini saya mengatur video pendek lainnya yang merinci operasi kontrol manual.

Langkah 7: Diagram Skema Papan Kontrol

Gambar di sini menunjukkan skema papan kontrol kontrol. Kita dapat melihat bahwa dengan memanfaatkan mikrokontroler PIC yang kuat, skemanya relatif sederhana.

Berikut ini tautan ke skema resolusi tinggi:

www.dropbox.com/sh/hv039yinfsl1anh/AADQjyy…

Langkah 8: Perangkat Lunak Antarmuka Pengguna Berbasis PC atau GUI

Pada bagian ini saya kembali menggunakan video untuk mendemonstrasikan perangkat lunak kontrol aplikasi berbasis PC yang sering disebut sebagai GUI (Graphical User Interface).

Langkah 9: Prinsip dan Operasi Bootloader

Meskipun tidak terkait dengan cara apa pun dengan operasi rel fokus, bootloader adalah bagian penting dari proyek.

Untuk mengulangi - apa itu bootloader?

Tujuan dari bootloader adalah untuk memungkinkan pengguna memprogram ulang atau mem-flash ulang kode aplikasi utama (dalam hal ini aplikasi Focus Rail) tanpa memerlukan programmer PIC khusus yang berdedikasi. Jika saya mendistribusikan mikroprosesor PIC yang telah diprogram sebelumnya dan perlu mengeluarkan pembaruan firmware, bootloader memungkinkan pengguna untuk mem-reflash firmware baru tanpa harus membeli pemrogram PIC atau mengembalikan PIC kepada saya untuk reflash.

Bootloader hanyalah bagian dari perangkat lunak yang berjalan di komputer. Dalam hal ini bootloader berjalan pada mikrokontroler PIC dan saya menyebutnya sebagai firmware. Bootloader dapat ditemukan di mana saja di memori program, tetapi menurut saya lebih mudah untuk menemukannya tepat di awal memori program dalam halaman 0x1000 byte pertama.

Ketika mikroprosesor dinyalakan atau disetel ulang, mikroprosesor akan memulai eksekusi program dari vektor reset. Untuk mikroprosesor PIC vektor reset terletak di 0x0 dan biasanya (tanpa bootloader) ini akan menjadi awal dari kode aplikasi atau melompat ke awal tergantung pada bagaimana kode ditempatkan oleh kompiler.

Dengan bootloader yang hadir setelah power up atau reset itu adalah kode bootloader yang dijalankan dan aplikasi yang sebenarnya terletak lebih tinggi di memori (disebut direlokasi) dari 0x1000 dan di atasnya. Hal pertama yang dilakukan bootloader adalah memeriksa status tombol perangkat keras bootloader. Jika tombol ini tidak ditekan maka bootloader secara otomatis mentransfer kontrol program ke kode utama dalam hal ini aplikasi Focus Rail. Dari sudut pandang pengguna, ini mulus dan kode aplikasi tampak berjalan seperti yang diharapkan.

Namun, jika tombol perangkat keras bootloader ditekan saat menyalakan atau mengatur ulang bootloader akan mencoba membangun komunikasi dengan PC host dalam kasus kami melalui antarmuka serial radio. Aplikasi bootloader PC akan mendeteksi dan berkomunikasi dengan firmware PIC dan kami sekarang siap untuk memulai prosedur reflash.

Prosedurnya mudah dan dilakukan sebagai berikut:

Tombol fokus maunal ditekan saat perangkat keras dihidupkan atau diatur ulang

Aplikasi PC mendeteksi bootloader PIC dan bilah status hijau menampilkan 100% plus pesan PIC terdeteksi ditampilkan

Pengguna memilih 'Buka File Hex' dan menggunakan pemilih file untuk menavigasi ke file HEX firmware baru

Pengguna sekarang memilih 'Program/Verifikasi' dan proses flashing dimulai. Pertama firmware baru di-flash oleh PIC bootloader dan kemudian dibaca kembali dan diverifikasi. Kemajuan dilaporkan oleh bilah kemajuan hijau di semua tahap

Setelah program dan verifikasi selesai, pengguna menekan tombol 'Reset Device' (tombol bootloader tidak ditekan) dan firmware baru memulai eksekusi

Langkah 10: Ikhtisar Mikrokontroler PIC18F2550

Ada terlalu banyak detail untuk membahas PIC18F2550. Terlampir adalah spesifikasi tingkat atas lembar data. Jika Anda tertarik, seluruh lembar data dapat diunduh dari situs web MicroChip atau hanya google perangkatnya.

Langkah 11: AD4988 Stepper Motor Driver

AD4988 adalah modul yang fantastis, sempurna untuk menggerakkan motor stepper bipolar empat kawat hingga 1,5A.

Fitur: Output RDS (Aktif) Rendah Deteksi / pemilihan mode peluruhan arus otomatis Campurkan dengan mode peluruhan arus lambat Penyearahan sinkron untuk disipasi daya rendah UVLO internalPerlindungan arus silang3,3 V dan 5 V pasokan logika yang kompatibelSirkuit shutdown termalPerlindungan kesalahan groundMemuat perlindungan hubung singkat Opsional langkah lima model: penuh, 1/2, 1/4, 1/8 dan 1/16

Langkah 12: Perakitan Rel Mekanik

Rel ini diambil dari eBay dengan harga yang mahal. Ini sangat kuat dan dibuat dengan baik dan dilengkapi dengan motor stepper.

Langkah 13: Ringkasan Proyek

Saya sangat menikmati merancang dan membangun proyek ini dan telah berakhir dengan sesuatu yang benar-benar dapat saya gunakan untuk fotografi makro saya.

Saya cenderung hanya membangun hal-hal yang berguna secara praktis dan yang akan saya gunakan secara pribadi. Saya lebih dari senang untuk berbagi detail desain yang jauh lebih banyak daripada yang telah dibahas dalam artikel ini termasuk pengontrol PIC terprogram yang telah diuji jika Anda tertarik untuk membangun rel fokus makro untuk Anda sendiri. Tinggalkan komentar atau pesan pribadi saya dan saya akan menghubungi Anda kembali. Banyak terima kasih telah membaca, saya harap Anda menikmati! Salam Hormat, Dave