|
|
Entschwingung des
Kameraschlittens
Um auf den Kameraschlitten möglichst wenig Schwingungen
zu übertragen, sollten diese beiden Module voneinander
entkoppelt werden
|
Stoßdämpfer
| Ein
Stoßdämpfer verfügt über eine Feder und einen Dämpfer. Je
nachdem wie die Feder-/Dämpferkonstante eingestellt ist,
werden bestimmte Frequenzspektren unterdrückt. Da
relativ wenig Platz zu Verfügung steht, muss ein
miniaturisierter Stoßdämpfer verwendet werden. Dafür bieten
sich solche, der Modellbautechnik an. |
Feder
| Um den die Spannung des Zahnriemens zu verändern und somit die Schwingung zu reduzieren werden verschiedene Federn mit unterschiedlichen Federkonstanten getestet. |
Gummikupplung
| Ähnlich wie beim Stoßdämpfer soll zwischen Kameraschiene und Zahnriemen eine nicht starre Verbindung gemacht werden. Anstelle des Stoßdämpfers soll hierbei ein Stück elastisches Kunstoffmaterial verwendet werden. |
Erhöhung der Masse
| Erhöht man die Masse eines
Feder-Masse-Dämpfungssystem wirkt es wie ein Tiefpass.
Hierfür können zusätzliche Gewichte am Schlitten befestigt
werden oder das Material des Schlittens selbst verändert
werden. |
|
Schwingungsreduzierung des
Motorschlittens
Kupplung nach dem Motor
| Um Motor und Zahnriemen zu trennen wird eine Kupplung verwendet. Dadurch sollte sich die Schwingung auf der Schiene verringern. |
Motor mit Dämpfer entkoppeln
| Um die Schwingungen des Motors auf
die komplette Schiene zu verringern wird zwischen Motor und
Schiene elastisches Material (Gummi) angebracht. |
|
Programmänderung
Release der Spule
| Standartmäßig ist der Schrittmotor so eingestellt, dass die Spulen immer bestromt werden, obwohl der Motor steht. Dadurch wird bei jedem Schritt der Motor abrupt angehalten. Dies führt zu den Schwingungen des Zahnriemens. Das Freigeben der Spule soll diesen Effekt verhindern, indem die Spule immer nur einen Stromimpuls gibt, welcher den Rotor anschieben soll, aber nicht abbremsen. Dadurch sollte diese langsam Ausrollen und einen flüssigeren Umlauf ermöglichen. |
Combined
| Hierbei werden, je nach Geschwindigkeit des Schrittmotors, eine unterschiedliche Anzahl an Spulen mit Strom durchflossen was bei mehr Spulen zu einem ruhigeren Anlauf führt. |
Mikrostepping
|
Um einen ruhigeren Motorlauf zu erhalten
wird der Mikroschrittbetrieb verwendet. Hierbei erhöht man
die Auflösung der einzelnen Schritte, indem man die Spulen
über eine pulsweitenmodulierte Spannung ansteuert. |
Rampenanlauf
| Der Rampenanlauf wird dazu verwendet, um die vom Motor angetriebenen Komponente (Zahnriemen und Schlitten) vor großen Drehzahlen zu schützen. Damit soll ein großes Drehmoment, welches zu Vibrationen führt, beim Einschalten des Motors verhindert werden. |
|
Endschalter
|
Damit der Schlitten an den
Enden nicht anstößt. Erreicht der Schlitten den Endschalter wird der
Motor gestoppt und der Schlitten kommt zum Stillstand.
|
3D gedruckte Halterung
| Die vorhandenen Halterungen führen
dazu, dass die Kamera nicht auf der ganzen Schienenlänge
verfahren werden kann. Der Überhang der Halterungen führen
dazu, dass auf jeder Seite ca. 5 cm Verfahrweg entfallen. Um
diese ebenfalls benutzen zu können werden neue 3D gedruckte
Teile angefertigt, welche das Verfahren auf der kompletten
Länge ermöglichen. |
Ultraschallsensor
| Als Endschalter können Ultraschallsensoren verwendet werden. Diese Arbeiten mit dem Prinzip der Laufzeitmessung. Dabei wird ein Ultraschallimpuls ausgesendet, am Objekt reflektiert und wieder empfangen. Aus der Laufzeit des Impulses wird dann die Entfernung berechnet. |
Integration der Mikroschritte
| Der Winkel, den der Motor je
Schritt dreht ist bekannt. Somit kann jeder Schritt in eine
Richtung aufaddiert werden. Über das
Übersetzungsverhältnis erhält man dann den Weg, welcher der
Schlitten bei einem Schritt verfahren wird. |
Drehmoment auslesen (vgl. virtueller Endschalter)
| Wenn der Schlitten an einen Anschlag (Ende der Schiene) stößt erhöht sich der Strom, welchen der Motor zieht. Wird ein gewisser Schwellenwert überschritten könnte man diesen als Anzeige für das
Erreichen des Endes der Schiene interpretieren und den Motor stoppen. |
|
Zahnriemen
Höhere Spannung
| Um eine höhere Spannung und dadurch eine Reduzierung der Schwingung zu erreichen kann eine zweite Feder an den Zahnriemen befestigt werden. Eine höhere Federkonstante verschiebt die Eigenfrequenzen in einen höheren Frequenzbereich. In Kombination mit einer größeren Masse des Schlittens wird die Schwingung dann reduziert. |
|
