sábado, 18 de junio de 2016

Estabilizador de gopro barato


Empecemos por la lista de materiales:

  • Gimbal Walkera g 2d  (Lo tengo para uso en un dron)
  • Placa arduino  (tenía una placa clónica rondando por casa)
  • Batería Lipo de 3 celdas (Tengo varias y ésta en concreto la uso para dar energía al transmisor de vídeo del FPV del Dron)
  • 2 micropulsadores   (valor 1 €)
  • 1 microinterruptor (valor 0,60€)
  • Placa de aluminio de 4 mm espesor y 18 mm de largo (No me cobraron nada)
  • Tubo de PVC y 2 tapas de PVC (0,60 €)
  • Cables y microconectores (Los tenía por casa).
  • Pegamento, soldador y herramientas de corte.
  • Caja de cerillas (la tenía por casa)
Los materiales pueden variar según nuestro propio diseño. Concretamente la placa arduino que será usada para controlar el tilt del gimbal puede sustituirse por servo tester, que se pueden encontrar por muy poco dinero (5€ aproximadamente).

La idea de este proyecto es dar un doble uso al gimbal Walkera, es decir, sin perder la posibilidad de su uso inicial (como estabilizador de cámara en un dron) poderlo usar también como estabilizador de una cámara pero de forma manual.
El reto era que el gimbal pudiera desacoplarse del proyecto fácilmente para poderse usar también para su uso inicial.

Un esquema de la posición de las piezas sería:
Las piezas de la imagen son arduino en caja de cerillas, tapa caja de cerillas forrada, tubo de PVC con lámina de aluminio y 2 pulsadores y un interruptor insertados, tapas de PVC y batería lipo de 3 celdas



Esquema eléctrico:

Los pulsadores van a las entradas 11 y 12 y la señal que va a la controladora sale del puerto 3.
El código arduino necesario para controlar el servo correspondiente del gimbal es:

#include <Servo.h>

Servo myservo; 
int pos = 100;

void setup() 
  myservo.attach(3);
  myservo.write(100);
  delay(1000);
  pinMode(12, INPUT_PULLUP);
  pinMode(11, INPUT_PULLUP);
}


void loop() 
{
  if(digitalRead(12)==LOW && pos<=140)
  {
    pos++;
    myservo.write(pos);
    delay(150);
  }
  if(digitalRead(11)==LOW && pos>72)
  {
    pos--;
    myservo.write(pos);
    delay(150);
  }
}




lunes, 8 de febrero de 2016

Fotografía digital


FOTOGRAFÍA

Vamos a imaginarnos la luz como compuestas de partículas pequeñísimas. A diferencia de la materia normal no son átomos sino que se llaman fotones. Una diferencia evidente entre los átomos y los fotones es que estos últimos están siempre moviéndose en línea recta a gran velocidad 300 000 000 m/s (velocidad grandísima) que son 1 080 000 000 Km/h. Estos fotones siempre van a esa velocidad y no se pueden ralentizar. Para nuestros propósitos será interesante comparar un flujo de fotones, es decir, luz normal con otro tipo de fluido por ejemplo agua.

SENSOR
El sensor de nuestra cámara es un dispositivo capaz de detectar la luz, se divide en millones de detectores individuales llamados pixeles, en nuestra comparativa podemos imaginárnoslo como  una bandeja dividida en muchos secciones (en realidad millones de secciones) que detectaran agua, para nuestra comparativa la detectaran por su masa. Cada sección será capaz de pesar el agua que le llegue.



Cada cajita es un pixel y puede detectar la cantidad de luz que le llegue. En nuestra comparación la cantidad de agua que le llega es medida en cada cajita. Es como si hubiera  una balanza en cada una.
La luz llega el sensor atreves del objetivo que la enfoca. Además existe el diafragma que nos regula la cantidad de luz que puede pasar el sensor. En nuestra comparativa seria como si pudiéramos abrir o cerrar la abertura que deja pasar el agua que podemos considerarla como una lluvia.




DIAFRAGMA


Cuanto mayor sea la abertura más cantidad de agua puede llegar a las cajitas. Debajo del diafragma estaría el objetivo en nuestro caso sería el que difundiría las gotitas de agua entre las distintas cajitas dependiendo de la imagen de agua del exterior.

OBTURADOR

Una manera de llenar las cajitas a diferente velocidad es variando la abertura pero otra manera es interponer un obturador, es decir una compuerta que pueda abrirse y cerrarse de manera que solo dejamos que pase agua durante un periodo de tiempo que regulamos. Esto mismo pasa con los fotones lumínicos.

SENSIBILIDAD

Para que la fotografía se pueda detectar es necesario un mínimo número de fotones por pixeles o una mínima cantidad de agua por cajita (sería la sensibilidad de la balanza de cada cajita). Este número lo da la sensibilidad del sensor y es fijo. Por lo además de tener muchos pixeles para tener mayor definición es también importante que la sensibilidad de cada pixel sea alta para que con pocos pixeles podremos tomar la imagen. La sensibilidad de los pixeles viene fijadas por el sensor de la cámara ( es por tanto fija para cada cámara) pero la podemos regular ficticiamente de la siguiente forma:
Si agrupamos, por ejemplo 4 pixeles en uno tendremos que la cantidad de fotones es aproximadamente 4 veces mayor (aproximadamente porque los cuatro pixeles no tiene que haber detectado igual número de fotones) y habrá superado la sensibilidad de nuestro sensor es decir podemos hacer más sensible nuestro sensor con pérdida de resolución como si tuviéramos menos pixeles.


PROBLEMAS CON OBTURADOR Y DIAFRAGMA. PROFUNDIDAD DE CAMPO

Podemos jugar con el diafragma y el obturador para obtener más luz. En principio lo lógico sería abrir al máximo nuestro diafragma y dejar el obturador abierto el mayor tiempo posible pero el problema es que hay contrapartidas negativas, veámoslas:
Si abrimos el obturador por mucho tiempo la imagen puede moverse, a no ser que sea una imagen estática y por  lo que si la imagen se mueve quedara movida.
Por tanto para imagen en alto movimiento debemos poner el obturador muy rápido y perder luz por lo que la imagen puede salir oscura o no salir si no llega al umbral de sensibilidad del sensor.
Entonces lo mejor será abrir cuanto más sea posible el diafragma. Esto sería la mejor solución si no fuera que aparece un efecto óptico indeseado. El enfoque de una imagen se realiza variando la distancia de las lentes al sensor, este enfoque dejara nítido una zona de la imagen a una distancia de la cámara con un rango más o menos de distancia , este rango se denomina profundidad de campo y resulta que si abrimos mucho el diafragma la profundidad de campo es muy pequeña y solo enfoca a una distancia muy concreta, si el diafragma es muy pequeño, con lo que entra menos luz al sensor, la profundidad de campo es mayor y la zona de nitidez se amplia y puede ser, para aberturas de diafragma muy pequeñas, muy grande. Si nos interesa que toda la escena este enfocada y hay elementos a varias distancias es necesario que el diafragma este muy cerrado por lo que debemos poner el obturador abierto más tiempo o usar mayor iluminación (con luz de sol de mediodía o usando medios artificiales como puede ser flash aunque sea de día)