如何使用Arduino驅動的步進電機來驅動時間推移軌道

步驟1：工作原理：

對于時間推移攝影，我使用由Gunther Wegner設計的名為 LRTimelapse Pro-Timer 的間隔計。這是一款高品質的開源間隔計，適用于您可以自行構建的時間流逝，宏觀和天文攝影師。 Gunther，非常感謝您為時間推移社區提供的這個神奇工具。 （有關更多信息，請參閱lrtimelapse-pro-timer-free）

我剛添加了一些代碼來控制步進電機。

工作原理：時間Lapse Rail適用于 從屬模式 。這種方法非?？煽?。這意味著我正在使用LRTimelapse Pro-Timer Intervalometer設置拍攝張數和拍攝間隔。間隔計向相機發送信號以發射快門。拍攝照片后，相機會向運動控制器發送信號，以便在移動/拍攝/移動序列上移動導軌的滑塊。啟動序列的信號來自相機的閃光燈熱靴。相機的閃光燈設置為后簾同步，因此當相機的簾幕關閉時，信號將被發送回運動控制器。這意味著滑塊僅在快門關閉時才會移動，因此無論曝光長度如何都可以使用。

材料：從運動控制器到相機需要兩根電纜（相機）特定型號）1） 相機快門釋放電纜 ，帶2.5 mm插孔和2） 熱靴適配器 使用插頭到公頭閃存PC 同步電纜線 和一個3.5毫米插孔。

步驟2：運動控制器板

硬件：滑塊的移動是通過連接到 NEMA 17步進電機的螺釘進行的。步進電機由 Arduino UNO 控制的 EasyDriver 驅動。為了使用具有不同電源組（從9v到30v）的控制器，我添加了 LM2596 DC-DC Arduino兼容電源模塊來調整電壓。請參閱附帶的 “Arduino Wiring.PDF” 。

使用2.5 mm插孔將相機快門釋放電纜插入控制器。根據附件“ 快門釋放.PDF ”中的原理圖連接插孔。 Hot Shoe Adapter的電纜使用3.5 mm插孔插入控制器。有兩種不同的尺寸可以避免將電纜插入錯誤的端口。

步驟3：Arduino代碼

在編碼之前區分各種操作很重要你想實現。 Arduino允許使用所謂的 void 。 void是程序的一部分（代碼行），可以在必要時隨時調用。因此，將每個操作放在單獨的空白上可以使代碼保持井井有條并簡化編碼。

Sketch Logics.pdf 附件顯示了我想要實現的操作及其背后的邏輯。

第4步：Arduino代碼1 - 鐵路起始位置

第一個空白用于在啟動控制器時將導軌發送到起始位置。

控制器有一個方向切換開關。在啟動時，滑塊沿切換器選擇的方向移動，直到它碰到導軌末端的限位開關;然后它向后移動一個用戶定義的距離（這是0或對應于導軌另一端的值）?，F在這是滑塊的起始位置。

使用附件中的代碼 BB_Stepper_Rail_ini.txt

步驟5：Arduino代碼2 - 雙功能按鈕

第二個空白用于手動移動滑塊即可。在開始延時序列之前設置攝像機時，這非常有用。

控制器有一個按鈕，有兩個功能：1） 短按 （不到一秒鐘）按用戶定義的數量移動滑塊。 2） 長按 （超過一秒）將滑塊移動到導軌的中間或末端。兩個函數都按照切換開關選擇的方向發送滑塊。

使用附件中的代碼 BB_Dual-function-push-button.txt 《測試此void。/em》

步驟6：Arduino代碼3 - 從屬模式

第三個空白用于每次拍攝后將滑塊移動一定量 。相機閃光需要設置為“后簾”。在鏡頭結束時，閃光信號從閃光燈熱靴發送到控制器。這將啟動序列并將滑塊移動一定量。每次移動的距離通過將軌道長度除以 LRTimelapse Pro-Timer 中選擇的鏡頭數來計算。但是，可以定義最大距離以避免在拍攝次數較少時快速移動。

使用附件中名為 Slave mode.txt的代碼測試此空白。 的

第7步：Arduino Code 4 - Quad Ramping

第四個空白是一個漸變選項，可以更順暢地進出。這意味著每次移動的距離將逐漸增加到設定值，并且在軌道的末端將以相同的方式減小。因此，當觀察最終的延時序列時，攝像機的運動在軌道的開始處加速并且在軌道的末端處減速。典型的Quad加速度曲線顯示在附圖中（緩入和縮?。??？梢远x斜坡的距離。

我在Excel中測試了算法，并根據附圖設置了加速和減速曲線。使用附件中的代碼測試此void，該文件名為 BB_Stepper_Quad-Ramping-calculation.txt

注意：此四邊形漸變是不要與曝光長度變化的燈泡漸變或者拍攝間隔改變的間隔漸變混淆。

步驟8：Arduino代碼5 - 與LRTimelapse Pro-集成計時器

LRTimelapse Pro-Timer 是一款免費的開源DIY間隔計，適用于由Gunther Wegner為延時攝影師社區提供的延時，微距和天文攝影師。在為我的相機建造一個單元后，我發現它非常好，以至于我開始考慮如何使用它來驅動我的軌道。隨附的 LRTimelapse Pro-Timer 091_Logics.pdf 是一個簡短的手冊，展示了如何導航程序。

附件 BB_Timelapse_Arduino-code.pdf 顯示LRTimelapse Pro-Timer Free 0.91的結構，綠色表示我為操作滑塊添加的代碼行。

BB_LRTimelapse_091_VIS.zip 包含Arduino代碼，如果你想要去。

附件 BB_LRTimer_Modif-Only.txt 文檔列出了我對Pro-Timer的補充。當Gunther使它們可用時，它可以更容易地將它們集成到新版本的Pro-Timer。

步驟9：Arduino代碼6 - 變量和設置值

螺釘的螺距可能不同，或者如果使用皮帶，皮帶的螺距和皮帶輪上的齒數也可能不同。此外，步進電機每轉的步數和導軌的長度可能不同。因此，跨越軌道長度的步數從一個軌道變為另一個軌道。

為了使控制器適應不同的軌道，可以在程序中調整一些變量：

計算與限位開關之間的導軌長度相對應的步數。在變量中輸入值： long endPos （即，使用此instructable中顯示的螺釘驅動的導軌，此值為126000）

在開始時查看框架組成當使用跨越效果時，我使用長按選項和按鈕。在變量中輸入與導軌中間相對應的步數： long midPos （即，使用此指示中顯示的螺釘驅動的導軌，此值為63000）

在LRTimelapse Pro-Timer中，您必須輸入要拍攝的照片數量。程序將軌道長度除以此數字。如果您拍攝400張照片并且您的導軌為1米，則每個滑塊移動將為1000：400 = 2.5 mm。對于100張圖片，該值為10毫米。這對于一個動作來說太過分了。所以你可能決定不使用你的全長。輸入變量中允許的最大移動： const int maxLength （即，使用此instructable中顯示的螺釘驅動的導軌，此值為500）

按下按鈕時比一秒鐘它將滑塊移動一定距離，該距離可以在變量中設置： int inchMoveval （即，使用此指示中顯示的螺釘驅動的導軌，此值為400）

Quad Ramping可以平滑進出。您可以決定斜坡在軌道開始和結束處的持續距離。該值以變量的軌道長度的百分比形式輸入：浮動比率（即0.2 =軌道長度的20％）

第10步：關于鐵路的幾句話

鐵路是一米長。它由重載線性軸承滑塊制成，用螺栓固定在開槽鋁擠壓桿上。我從RS.com購買了擠壓桿和配件（見圖片 rs items.jpg 附件）。導軌有四條腿，但也可以用標準螺釘安裝在三腳架上。

跨越：三腳架的球頭（根據 圖片附件 ）安裝在滑塊上。一個小臂將頭部連接到螺釘上。如果您將螺釘從一側的導軌上移開，則螺釘和導軌之間會形成一個角度。當滑塊沿著軌道移動時，它產生球頭的旋轉。如果您不想跨越，請保持螺釘與導軌平行。

控制器安裝在滑塊上。我選擇了這個選項 - 而不是軌道一端的控制器 - 以避免多根電纜沿著軌道運行。我在移動電源和控制器之間只有一根電纜。所有其他電纜，步進電機，限位開關，相機快門電纜和相機的同步電纜都隨控制器一起移動。

螺釘與皮帶：對于延時攝影，兩種設計都運作良好。與螺絲相比，皮帶允許更快的移動，如果您想將導軌轉換為視頻滑塊，這可能是一個優勢。螺釘設計的一個優點是當您將導軌垂直或以一定角度放置時，如果停電，滑塊將保持靜止且不會下降。我強烈建議您在使用皮帶驅動導軌做同樣的事情時要小心，如果停電或者電量耗盡，攝像機將滑到導軌底部，風險自負！