Интелектуальный , умный и независимый подвес камеры? Реально!
Демонстрация:
Алексей, понятно, что эта конструкция имеет свои преимущества. Многие моменты при использовании Force Servo в подвесах будут интереснее БК мотора.
Когда будет доступна эта красота? Чем управляться будет? Программа для настройки системы подвеса? Хотя бы точные размеры габаритов? Что бы можно было чертеж подвеса на Force Servo набросать.
Что бы продемонстрировать не линейность работы прямого привода я использовал бесколлекторный двигатель в режиме генератора.
Но мы обсуждаем режим привода, а не генератора, в подвесах камер на БК, движения очень плавные без рывков и пульсаций, много видео, тому доказательство.
Может у сервы посмотреть картинку на выходе в режиме генератора?
Это значит, что двигатель постоянно создает высокочастотные вибрации.
К примеру на 16кГц полная тишина.
Но мы обсуждаем режим привода, а не генератора, в подвесах камер на БК, движения очень плавные без рывков и пульсаций, много видео, тому доказательство.
Может у сервы посмотреть картинку на выходе в режиме генератора?К примеру на 16кГц полная тишина.
- У F-Servo усилие на выходе контролируется обратной связью от датчика “фактического” воздействия.
- У прямого привода датчика нет, а сила задается током. По этому обратный режим генератора отображает нелинейную связь между током и моментом.
- 16кГц не слышит ваше ухо, но датчик это фиксирует.
- Корректное сравнение - использование лазерного луча с измерением отклонений. Это позволяет точно сравнивать и амплитуду раскачиваний и амплитуду шумов. Изображение с камеры - это показатель сомнительный, так как слишком много дополнительных обстоятельств : оптический стабилизатор, пост-обработка, разные объективы.
- Амплитуда колебаний от бесколлекторника будет не велика при высокой массе нагрузки, но если это колебание имеет уголовое значение сопоставимое или превышающее угловое значение оптического разрешения камеры, то в результате появится “размыленное” изображение. Телеобъектив и фотокамера высокого разрешения это покажет. При разрешении 24МР и горизонтальном угле обзора 30 градусов получаем угловое разрешение в 18 угловых секунд.
Алексей, понятно, что эта конструкция имеет свои преимущества. Многие моменты при использовании Force Servo в подвесах будут интереснее БК мотора.
Когда будет доступна эта красота? Чем управляться будет? Программа для настройки системы подвеса? Хотя бы точные размеры габаритов? Что бы можно было чертеж подвеса на Force Servo набросать.
К сожалению, сам пока не имею таких прототипов. Это в разработке.
ставьте датчик угла в БК. замеряйте нелинейность датчиком момента, заносите в табл.используйте в коде. еще можно оставить датчик момента. еще можно поставить передачу ременную вида
PS.для справки. max частота звука, которая слышна человеку, уменьшается с старением человека. 16кГц отлично слышно молодым людям.
Нелинейности, шумы прямого привода - это все временные трудности, к тому же не сильно влиящие на работу благодаря обратной связи. Статические залипания и нелинейности могут быть решены как конструкцией моторов, так и программными калибровками. Просто сейчас китайцы гонятся за сроками и ценой и особо никто не выдает в масс-маркет действительно грамотные инженерные разработки по моторам.
Фактически нужно сравнивать редукторный привод, редукторный+пружинная муфта, и прямой привод. Первые - обычные сервы - уже ясно, что полностью утратили свои позиции в подвесостроении, тогда как у редукторного с пружиной, благодаря Алексею Зайцевскому, есть все шансы занять свою нишу и соперничать с прямым приводом.
По моему, очевидный факт - скорость отработки редукторного привода никогда не сравнится со скоростью прямого привода. Помимо банального понижения скорости редуктором, есть ещё и люфты, есть и задержки которые вносит муфта (в ней нужно пройти некоторое расстояние прежде чем система выдаст заданный момент). Тогда как нужный момент на прямом приводе получается практически мгновенно.
И таже очевидно, что момент, выдаваемый прямым приводом, никогда не сравнится с моментом редукторного, из тех же соображений.
Сравнивать КПД этих систем бессмысленно - обе работают в режиме удержания, совершают нулевую работу и следовательно энергоэффективность у них равна 0 - вся подводимая мощность греет атмосферу.
Я на досуге иногда пытаюсь придумать симбиоз двух систем, но сразу становится очевидно что эта задача не из легких, и требует некоторого конструкторского опыта, которого у меня не хватает. Предлагаю подумать всем желающим 😃
На затравку: прямой привод не обязательно должен быть циллиндрической формы. Достаточно нескольких магнитов и катушек на длинном плече, и мы сразу получаем высокий момент, но на ограниченном угле. Он отработает быстро. А редукторный привод может крутить медленно, но на любой угол.
По моему, очевидный факт - скорость отработки редукторного привода никогда не сравнится со скоростью прямого привода. Помимо банального понижения скорости редуктором, есть ещё и люфты, есть и задержки которые вносит муфта (в ней нужно пройти некоторое расстояние прежде чем система выдаст заданный момент). Тогда как нужный момент на прямом приводе получается практически мгновенно.
И таже очевидно, что момент, выдаваемый прямым приводом, никогда не сравнится с моментом редукторного, из тех же соображений.
Сравнивать КПД этих систем бессмысленно - обе работают в режиме удержания, совершают нулевую работу и следовательно энергоэффективность у них равна 0 - вся подводимая мощность греет атмосферу.
В стабилизации не нужно очень быстро создавать усилие. Качественное видео получается как раз за счет того, что механизм не препятствует инерционному положению камеры. Скорость должна быть достаточной, что бы “уходить” без нагрузки (пример со сгоревшей спичкой).
Сравнение лог файлов с мультикотеров и параметров редукторных моторов говорит о полной пригодности по угловым скоростям.
Упоминать люфты уместно для обычной сервы. Но для муфты зона люфта это нулевое усилие, т.е. это просто не передается через муфту с упругими элементами.
У бесколлекторника без питания есть фиксированные позиции залипания, что бы ротор находился в промежуточной позиции надо постоянно греть обмотки током. Конечно, этот ток не так велик, но если придираться по мелочам, то надо и это упомянуть.
Я на досуге иногда пытаюсь придумать симбиоз двух систем, но сразу становится очевидно что эта задача не из легких, и требует некоторого конструкторского опыта, которого у меня не хватает. Предлагаю подумать всем желающим
Хотел бы коментировать, но не могу по некоторым соображениям. Мысли у Алексея верные.
обе работают в режиме удержания, совершают нулевую работу
Странное противоречие, работает не работая,
когда держишь вес на вытянутой руке без движения, устаёшь от нулевой работы?
Главное определиться для конкретного приложения (светить, греть-охлаждать, перемещать, удерживать…), что считать полезной работой и что бесполезной и сразу КПД будет больше нуля.
У бесколлекторника без питания есть фиксированные позиции залипания, что бы ротор находился в промежуточной позиции надо постоянно греть обмотки током. Конечно, этот ток не так велик, но если придираться по мелочам, то надо и это упомянуть.
Есть несколько вариантов гладкого статора с полным отсутствием фиксирующего момента.
Обновил англоязычный текст.
Русский выложу тут:
Объяснение различий между Force Servo и прямым приводом.
Будет рассматриваться ситуация, когда сервопривод создает усилие, но не вращает нагрузку циклически.
Сила
В Force Servo между двигателем и датчиком силы установлен редуктор, который повышает крутящий момент. При помощи редуктора можно адаптировать баланс силы и скорости в широком диапазоне значений. Прямой привод всегда действует в не эффективном режиме. На графике представлено наглядное сравнение крутящих моментов.
Скорость
Force Servo проектируется с таким редуктором, что бы обеспечить оптимальное соотношение по запасу скорости и запасу мощности. Передаточное число редуктора может быть в интервале от 1 (быстрое вращение) до 1000 (высокий крутящий момент). Обычно, оптимальное передаточное число редуктора для небольшой платформы с камерой примерно равно 100.
Прямой привод не использует редуктор. Так как двигатель нагружен тяжелой платформой с камерой, то прямому бесколлекторному приводу не хватает мощности, что бы достаточно быстро повернуть или затормозить массу нагрузки. Большая часть энергии прямого привода идет не на вращение, а на нагрев обмоток в двигателе.
Точность
Force Servo содержит датчик силы и создаваемое усилие соответствует заданному, не зависимо от положения качалки. Механический шум в Force Servo поглощается упругим элементом в муфте.
В прямом приводе усилие задается подаваемым током, но необходимо делать поправку на циклические колебания и на силу трения. Из-за импульсного управления прямой привод передает на нагрузку высокочастотные колебания.
Контроль
Для управления прямым бесколлекторным приводом необходимо учитывать положение ротора относительно статора. Иными словами дополнительная обратная связь по положению является обязательной. Управление Force Servo проще: по прямой и дифференциальной обратной связи дается команда на движение для сокращения ошибки относительно заданной величины. Заданную величину могут устанавливать различные датчики и их комбинации: оператор, гироскоп, акселерометр, оптический маркер, смещение объекта в видеоряде.
Результат
Если речь идет о стабилизируемой платформе для видеокамеры, то корректнее всего использовать измеряемые характеристики. Установим на стабилизируемую платформу лазерный указатель и измерим величину колебаний с дистанции в 10 или 100 метров. Лазерный луч позволяет отличить эффект стабилизации платформы от эффекта оптической или цифровой стабилизации видео.
На затравку: прямой привод не обязательно должен быть цилиндрической формы. Достаточно нескольких магнитов и катушек на длинном плече, и мы сразу получаем высокий момент, но на ограниченном угле. Он отработает быстро. А редукторный привод может крутить медленно, но на любой угол.
Для затравки,информация к размышлению: \\\ www.ruchservomotor.com/ruch/synch_linear.htm /// www.itrostov.ru/_3670520?good_id=79561 \\\ www.itrostov.ru/_3670520?good_id=79558 \\\ …com.ua/…/lineynye-servodvigateli-serii-accurax-gw \\\ обзор electroprivod.ru/linear_public.htm \\\ www.actuator.ru/lineinyeactuatori.html \\\ dalkos.ru/…/linejjnye-dvigateli-prjamogo-privoda-k…
Алексей, ваши разработки, это замечательно, никто не отрицает. Но подавляющее большинство пользователей хотят видеть конечный результат - подвес. Пока его не будет, то для многих, все это, только красивые слова.
А по поводу шумов БК моторов - они ничтожны по сравнению с вибрациями на коптере, с которыми многие, так и не научились правильно бороться. И все снова упрется в качество демпфирования.
Но подавляющее большинство пользователей хотят видеть конечный результат - подвес. Пока его не будет, то для многих, все это, только красивые слова.
Форум для слов и предназначен.
Я уже привык к особенностям форума с формулировкой “это фигня, нам нужно больше, еще больше”.
Стараемся. Хотя, и подвес уже есть, и не один.
Вот параметры последнего:
Максимальная нагрузка 10кг
Оптимальная нагрузка 5кг
Масса рамы и сервоприводов – 1,2кг
Максимальная скорость компенсируемого вращения – 1500град/сек
Максимальный крутящий момент – 10кг*см
Ограничение продольного наклона – от –75 до +135 градусов
Ограничение поперечного наклона – от –45 до +45 градусов
Ограничение панорамного вращения – неограниченное вращение
___________________________________
Да, шумы это не главное в списке сравнительных характеристик, но такой пункт тоже есть и разница в два порядка - это существенно.
Кстати, о линейных двигателях, состоящих из одной, единственной катушки - в камерах Canon используется такое решение как на картинках ниже ( вместо шагового мотора). Фокусная линза, приводимая в движение таким образом, имеет имеет как преимущество - полную бесшумность и скорость. Обратная связь построена на базе двух оптических энкодеров. Считывание происходит с линейного микрорастра установленного на подвижный блок. Также прилагаю микрофото кристалла энкодера. Здесь фото покрупнее - www.dropbox.com/sh/5yq0w8kykc3unqz/CDLGJQKnje
Вообще, фирма Canon очень любит использовать оптические энкодеры везде где это только возможно - особенно в кольцевых ультразвуковых моторах объективов. Эта система имеет только один существенный недостаток - попадание небольшого количества смазочного материала, влаги или пыли приводит к ошибкам считывания микрорастра. Хотя это лечится очень просто - чисткой изопропилом.
Я уже привык к особенностям форума с формулировкой “это фигня, нам нужно больше, еще больше”.
Алексей, не воспринимай все в штыки. Никто не говорит фигня. Разработка отличная. Просто хочется вместо “гантели” видеть камеру, и не на подставке, а в воздухе. Ведь название темы обязывает 😉
Алексей, не воспринимай все в штыки. Никто не говорит фигня. Разработка отличная. Просто хочется вместо “гантели” видеть камеру, и не на подставке, а в воздухе. Ведь название темы обязывает 😉
Эцилоп с камерами уже демонстрировался.
Че-то вспомнилась классика про “прикурить не найдется… а почему не зажигалкой…” офтоп от сюда: bash.im/quote/399358
Эцилоп с камерами уже демонстрировался.
Алексей, не в обиду, можно “на бис” стабилизацию камеры в полёте.
Алексей, не в обиду, можно “на бис” стабилизацию камеры в полёте.
аппарт уже месяца три назад продан, а видео это осталось в сети :
Такие тесты нагляднее на урбанистическом фоне, а не на фоне зелени растущей на склоне, но всё равно видны огрехи стабилизации, да и “тихие сервы” слышны сквозь шум ВМГ, может быть сильно придираюсь.
П.С. Потребитель голосует монетой, всем нам удачи.
Такие тесты нагляднее на урбанистическом фоне, а не на фоне зелени растущей на склоне, но всё равно видны огрехи стабилизации, да и “тихие сервы” слышны сквозь шум ВМГ, может быть сильно придираюсь.
Ранее речь шла о механическом шуме, сообщаемом непосредственно камере. Аккустические шумы устраняются иными средствами.
Я че-то не наблюдаю у других производителей демонстраций с оптическим зумом, чтобы весь полет демонстрировался без нарезок, да и летают во время демонстраций в “летаргическом” стиле. На всякий случай напомню, что демонстрировался Эцилоп с двух-осевой стабилизаций (roll+tilt).
Начинаем тестировать подвес с вращаемой массой 9,5 кг:
На затравку: прямой привод не обязательно должен быть циллиндрической формы. Достаточно нескольких магнитов и катушек на длинном плече, и мы сразу получаем высокий момент, но на ограниченном угле. Он отработает быстро. А редукторный привод может крутить медленно, но на любой угол.
Последний пример в этом видео:
Ранее речь шла о механическом шуме, сообщаемом непосредственно камере. Аккустические шумы устраняются иными средствами.
Вы измеряли и сравнивали шумы в статике под нагрузкой, а если в динамике, то результат будет обратный. Жужание редуктора сервы слышны через звук ВМГ, и напротив, БК привод в динамике беззвучен на слух т.к. он не лучший излучатель 16ти кГц. Про неравномерность и низкий крутящий можно говорить про привод 14 зубов, но 72 зуба со сглаженным статором практически решают проблему, и это не предел. Прямой привод в выигрыше по умолчанию из-за отсутствия редуктора и возможности совершенствования, серва себя исчерпала, а обратную связь можно добавить и к БК приводу.
Вы измеряли и сравнивали шумы в статике под нагрузкой, а если в динамике, то результат будет обратный. Жужание редуктора сервы слышны через звук ВМГ, и напротив, БК привод в динамике беззвучен на слух т.к. он не лучший излучатель 16ти кГц. Про неравномерность и низкий крутящий можно говорить про привод 14 зубов, но 72 зуба со сглаженным статором практически решают проблему, и это не предел. Прямой привод в выигрыше по умолчанию из-за отсутствия редуктора и возможности совершенствования, серва себя исчерпала, а обратную связь можно добавить и к БК приводу.
- Серва с фактической обратной связью по силе - это и есть F-Servo, не зависимо от наличия редуктора.
- Серва под нагрузкой шумит и в зажатом варианте. Просто берете любую редукторную серву и слушаете - они все примерно одинаково шумят и этого не слышно на фоне пропеллеров. Задача снижения шума решается известными способами, но это не так актуально для массовых серв. Вокруг нас везде редукторы - начиная с настенных часов и кончая автомобилем.
- Стандарт записи звука - 48кГц, и 16кГц прекрасно записываются. Ухо воспринимает хуже, но давайте говорить об измеряемых параметрах для механики - разница в 2 порядка - 100 раз. Повышая еще частоту ШИМ возникают иные проблемы в проводке.
- увеличивая количество пар полюсов вы сокращаете периоды, но не устраняете нелинейность трехфазных переходов.
- выигрыш по “умолчанию”? или по замалчиванию недостатков? Развитие как живых, так и не живых систем идет в сторону усложнения и повышения эффективности. При этом редукторные сервы проще в массовом производстве, это можно видеть и по цене. Китайская женщина быстрее складывает шестерни в редуктор, нежели наматывает много-полюсники тонким проводом. Заменить шестерню - ерунда, а перемотать ваши 72 зуба - проблема.
- “Возможность совершенствования прямого привода”? покрасить линейный двигатель в другой цвет? или что концептуальное имеется в виду?
- “Серва себя исчерпала”?. Привод без редуктора был временным решением. Это было очень не эффективно, но позволяло камере не упираться в редуктор. Дополнение устройства упругим элементом и датчиком силы позволяет механизму работать лучше, чем прямой привод.
Инерционная стабилизация требует, что бы не было сопротивления со стороны привода, когда умышленное вращение не требуется. Попробуйте повторить пример со сгоревшей спичкой 😃
Бесколлекторные приводы будут встречаться в технике все чаще, так как упростилось их управление. Но там, где обороты низкие - будут устанавливаться редукторы. Для подвесов камер используются контроллеры с максимальной обрабатываемой скоростью 2000грд/сек - этого более, чем достаточно, и это диаппазон редукторных механизмов. Для “экстра” вариантов можно развивать комбинированные решения, о которых упомянул АлксМос, но это уже для систем наблюдения с сильным телезумом.
P.s. может зря я сюда залез поздней ночью в пятницу…
Последний пример в этом видео:
Я думаю активные дамперы вибраций, это следующий шаг в любительском подвесостроении 😃 Я тоже рисовал несколько конструкций, где можно их применить. В частности, при ходьбе с ручным подвесом вибрации от шагов довольно существенны. Но судя по многим видео, производители решили эту проблему обычным пассивным дампером, так что излишнее усложнение ни к чему. Но при съемках с движущейся техники, где уровень вибраций повыше, это будет очень востребовано.