"Кинопередвижка" Форум любителей и коллекционеров плёночного кино.

Информация о пользователе

Привет, Гость! Войдите или зарегистрируйтесь.



Шаговые двигатели, их питание и управление

Сообщений 1 страница 20 из 51

1

Применение шаговых двигателей для прерывистого перемещения киноплёнки - насколько это реально, какие имеет преимущества и недостатки?
Как вообще этими двигателям управляют?
Можно ли задать шаг смещения киноплёнки на 1 кадр?
Меня интересуют все форматы, начиная с 8-мм и включая 9,5-мм. Есть мысль крепить киноплёнку на столике между двух стёкол от планшетных сканеров, и продвигать этот столик с шагом, равным расстоянию между центрами кадров.
Учитывая, что шаг смещения кадра для 8-мм киноплёнки составляет 3,81 мм, насколько это реально?
Какие для этого нужны двигатели? Какие программы? Какие контроллеры питания и управления?
Прошу знатоков поделиться мыслями и наработками.

http://forumupload.ru/uploads/0018/29/2a/44/t885766.jpg

2

Я как то не много юзал программу SMS Program V. 3.0.1. От НПФ Электрорривод. Санкт Петербург. Через треканальный, контроллер. Но двигатель был один и один канал. Прога чем удобна что не надо писать специально программу, все режимы а их очень много устанавливаются в интерфейсе программы. После набора  установок данные передаются в память контроллера и сохраняются  . Комп больше не нужен. На контроллере есть свои кнопки для пуска и остановки. Можно подключать разные датчики. Плохо сейчас наверно что подключать к кому  надо через устаревший порт RS232. Но возможно уже сейчас есть что то новое в этой проге. Да вообще она же не единственная. Типа  Ардуино ещё есть. Это я так вспомнил по теме, хотел тож пробовать на 24 кадра настроить да так все руки на дошли. Подарил всю смимтему другу. Он какой то там станок  изобретатать надумал.

Отредактировано Виктор (29-03-2022 14:38:08)

3

Виктор, спасибо.
Имеется ввиду вот эта программа - SMC_Program v.3.0.1?
RS232 - это который СОМ-порт?

4

Да, COM порт. Переходник  COM /USB не пробовал. Прога да это она. Но под неё нужен контроллер конкретный.

5

А какой контроллер под неё нужен?
Что-то поиском выходит какой-то пускатель для мощных двигателей, стоимость около 40000 руб. Это не наш вариант!
Вы каким контроллером с помощью этой программы управляли? И какой был двигатель?

6

GreifeR написал(а):

Применение шаговых двигателей для прерывистого перемещения киноплёнки - насколько это реально, какие имеет преимущества и недостатки?

В линейке оборудования Kinoton есть такой проектор, 35 мм. Там применены 3 двигателя - на тянущем, задерживающем и скачковом барабане, синхронизированы друг с другом. Аналогичные работы проводили в НИКФИ, в журналах "Киномеханик" второй половины 90-х читал интервью с пожилым конструктором, который проводил эксперименты с шаговым двигателем на 23КПК-3, говорил что есть положительный результат. Преимущество - простота механики, отсутствие износа сложных деталей, но реальный мотор скачкового барабана будет работать в очень напряжённом режиме. Применять приводы с двигателями другого типа проблематично, т.к. у них имеется довольно большая инерция ротора, которую нужно уметь быстро преодолевать при старте и гасить при остановке, а если добавить сюда инерцию вероятного редуктора, то почти нереально, ещё и точность пострадает.
Шаговые двигатели (ШД) обладают низкой инерцией ротора, и относительно малой скоростью вращения под нагрузкой без пропуска шагов (300-500 об/мин).

GreifeR написал(а):

Как вообще этими двигателям управляют? Можно ли задать шаг смещения киноплёнки на 1 кадр?

Для управления ШД применяют специализированные драйверы (множество клонов Leadshine DM542, DM870 и т.п.), которые умеют правильным образом переключать обмотки, поддерживать требуемый ток. Драйверы в свою очередь могут управляться аналоговым сигналом (например, с потенциометра), пачками импульсов (целая серия режимов - CW/CCW, DIR/STEP и т.п.) или по цифровому интерфейсу. Самый распространённый - это импульсный режим (при помощи контроллера верхнего уровня или генератора формируются прямоугольные импульсы). В основном, доступные контроллеры формируют непрерывный поток импульсов, а для фиксированного количества придётся делать счётчик на логических элементах, или осваивать программирование, например Ардуино.

Шаговые двигатели бывают на 0,9 и 1,8 градусов на шаг, т.е. 400 или 200 шагов на оборот. Драйверы управления ШД как правило имеют возможность импульсного управления. Вам будет достаточно подать нужное количество импульсов нужной частоты, и ротор ШД повернётся на требуемый угол с какой-то скоростью. Т.к. точность повторения шага обусловлена конструкцией мотора, при отсутствии перегрузки на валу, с большой вероятностью пропуска шагов не случится. Чем ниже скорость и меньше нагрузка на валу, тем точнее позиционирование.

Думаю, что в случае с 35 мм киноплёнкой организовать транспортировку плёнки несложно, т.к. можно применить стандартный 16-зубый барабан. Кадр по высоте имеет 4 перфорации, т.е. за один оборот пройдёт 4 кадра. Делим оборот на 4 и получаем нужное количество импульсов, а между ними вставляем паузу нужной длины. При формировании пачек импульсов обычными средствами (при помощи какого-либо генератора), время паузы между импульсами будет одинаковым, т.е. не будет эффекта работы мальтийского механизма (скорость будет линейной), но для пересъёмки этого будет достаточно. Чтобы передвигать плёнку с бОльшой скоростью, и чтобы время демонстрации каждого кадра было максимальным, требуется реализация ускоренного разгона и торможения.

Спрашивайте, если что непонятно. Тема ШД и приводов очень обширна...

7

Georg, спасибо за разъяснения.
Для того, что я думаю воплотить в железе, скорость не требуется. Насчёт нагрузки - нужно рассчитывать на вес столика около 1 кг, наверное. Как минимум два стекла размером А3, рама, фиксаторы для плёнки... Ну или больше. Лёгким столик в любом случае быть не должен. Предполагается, что над ним расположена камера машинного зрения с макрообъективом, а под ним (напротив) - осветитель. Плёнка укладывается участками, фиксируется перфорациями на направляющих с обеих сторон стекла, прижимается покровным стеклом. Потом всё это покадрово о одного края стекла до другого продвигается шаговым двигателем. Затем каретка возвращается в исходное положение, перекладывается новый участок плёнки, и процесс повторяется.
Есть у этого дела большой минус - много ручной работы. С другой стороны, книги ведь мы сканируем постранично, и ничего.
Зато есть несколько плюсов. Первый - универсальность форматов. Сканировать можно хоть 8 мм, хоть 9,5 или 70, да хоть плёнку братьев Лбмьер с круглой перфорацией. Достаточно изготовить соответствующие направляющие и фиксаторы. А можно и слайды или крупноформатные негативы.
Второй - не имеет никакого значения состояние перфорации.
Третий - плёнка не подвергается ни механическим, ни химическим воздействиям.
Четвёртый - можно легко менять оптику, камеры, источники света и осветители.
Пятый - проще организовать охлаждение плёнки.
Так получается, что мне приходится работать с некачественными исходниками, а на них никакие даже промышленные сканеры не рассчитаны.

С оптикой и освещением я пока экспериментирую "на табуретке".
А вот относительно покадрового смещения стола я возлагаю надежды на шаговые двигатели. Они ведь во всяких ЧПУ-фрезерах и т.п. удачно используются. Большая сложность, конечно, с механической частью и регулированием шага движения плёнки. Шаг нужно иметь возможность соблюдать с высокой точностью и менять в широких пределах. Дело ведь не только в разных форматах. Возможно, придётся вводить поправку на усадку плёнки в каждом конкретном случае.

8

А, теперь понял, а я с барабанами пристал... ) Действительно, возможно для "всеядности" форматов без значительного усложнения конструкции идея планшетного сканера вполне применима.

На вскидку вижу несколько моментов:

1. Невозможно автоматизировать процесс пересъёмки без существенного усложнения конструкции (установка новых участков плёнки под стекло);
2. Источник света перемещается вместе с камерой, или установлен неподвижно в центре? Если неподвижно, то будет разная яркость кадров по краям и в центре;
3. Могут быть паразитные засветки из-за толщины стёкол (стекло работает как световод). Возможно, требуется применять ограничивающие рамки на источнике света и камере;
4. Требуется обеспечить хорошую параллельность каретки с поверхностью стекла. Отклонение должно быть меньше, чем глубина резкости объектива.

В своё время были попытки реализации бережного отношения к киноплёнке во время её прохождения по тракту, путём создания механизма, который в момент транспортировки плёнки через фильмовый канал максимально снижает усилие прижима. В первую очередь, это делали на кинокамерах, но видел и проекторы с таким механизмом. В кинопроекторах этот механизм распространения не получил, в виду быстрого износа деталей и сложности регулировки. Существовали модели зарубежных прокторов-автоматов, где обратная перемотка после проекции не требовалась - поднимался прижим в ФК, реверсировалось движение механизма проекционной головки и в ускоренном режиме вращения механизма происходила перемотка, но это немного другое применение.

Я бы попробовал комбинированную версию с зубчатыми барабанами и автоматическим прижимом стекла. Конструкция получится практически та же самая, добавится только транспортирующий барабан, и датчик для счёта количества перфораций для передвижения на нужную длину. Барабаны 8, 16, 35 и 70 мм можно найти, а плёнку 9,5 мм можно и вручную переместить, т.к. фильмов несоизмеримо мало в сравнении с другими форматами...

Для прижима стекла отлично подходит пневмопривод. Работает мягко и надёжно, разве что не очень быстро.

9

Georg, спасибо за участие в теме! Попробую ответить по пунктам.

1. Это я понимаю, хотя молодой спец (теоретик) по всяким роботзированным технологиям мне навскидку сказал, что "ничего сложного, манипуляторы поднимают стекло, поднимают плёнку, смещают её на заданную длину и укладывают на направляющие, опускают стекло, управляем через Ардуино". Я думаю, что на практике будут сложности, поэтому готов пока поперекладывать и вручную.  Есть много других вопросов, которые надо отрабатывать экспериментально.

2. Источник света установлен фиксированно напротив камеры с объективом, на одной оптической оси. Перемещается только каретка с фиксированной на ней между двух стёкол плёнкой. С осветителем предстоит экспериментировать, т.к от него очень зависит характер картинки (помню по плёночной фотографии). Но это уже другая история.

http://forumupload.ru/uploads/0018/29/2a/44/891443.jpg

3. Возможно придётся вообще оградить тракт "осветитель - снимаемый кадр - объектив" блендами и работать в затемнённом помещении. В фотоувеличителях влияние стёкол не очень заметно.

4. Параллельность - да, нужна точность. Но при такой схеме место прохождения кадра плёнки будет на постоянном расстоянии от объектива. Если каретка не будет кривой. Хотя могут быть проблемы.

В своё время были попытки реализации бережного отношения к киноплёнке во время её прохождения по тракту, путём создания механизма, который в момент транспортировки плёнки через фильмовый канал максимально снижает усилие прижима.

Вот это очень интересно! В принципе, в фотоувеличителях тоже при проматывании плёнки на следующий кадр стёкла немного разжимались.

Я бы попробовал комбинированную версию с зубчатыми барабанами и автоматическим прижимом стекла. Конструкция получится практически та же самая, добавится только транспортирующий барабан, и датчик для счёта количества перфораций для передвижения на нужную длину. Барабаны 8, 16, 35 и 70 мм можно найти, а плёнку 9,5 мм можно и вручную переместить, т.к. фильмов несоизмеримо мало в сравнении с другими форматами...

Была и у меня такая мысль. Барабаны найти можно. Даже для 9,5 мм ещё недавно можно было на ебее найти ЗИП или разбомблённывй кинопроектор, этот формат был очень распространён в Европе до и после Второй мировой войны. Сейчас с этим сложности, но будем надеяться, что не навсегда...

Для прижима стекла отлично подходит пневмопривод. Работает мягко и надёжно, разве что не очень быстро.

Вот это хорошее предложение, т.к. я не знал, как это можно технически реализовать. Не очень быстро - это не страшно. Получается второй вариант:

http://forumupload.ru/uploads/0018/29/2a/44/884773.jpg

Мне кажется, что у второго варианта есть преимущества -
1. Большая автоматизация процесса. Повреждение перфораций можно в большинстве случаев обойти, сканируя плёнку с конца на начало (передвигая за верхние края перфораций) и поставив синхронно два зубчатых барабана (подающий и протягивающий).
2. Уменьшаются габариты установки, можно обойтись стёклами меньшего размера, стабильность расположения плёнки относительно оптической системы.
Из минусов - уменьшается универсальность. В первом варианте никакие зубчатые барабаны не нужны вообще. Плёнку я уже пробовал фиксировать на двух площадках от склеечных 16-мм прессов (красные площадки на каретке на первой схеме). Сразу решается проблема двух форматов -  8 и 16 мм. Для остальных можно отфрезировать направляющие для перфораций по ГОСТам, а для экзотических форматов (типа круглой перфорации) - сделать для одноразовой работы на 3D-принтере.
В целом второй вариант предполагает более сложную механическую часть - барабаны, их синхронизация, подъёмники-прижимы стёкол. А реализовывать покадровое перемещение плёнки (самой или вместе с кареткой) нужно всё равно. Поперекладывать участки плёнки между склеечными прессами я могу и вручную. А вот покадрово перемещать плёнку с высокой точностью без ШД, драйверов и программ не получится. Нет, можно, конечно, поперекладывать плёнку на прессах покадрово, но на это я пойти не готов!  o.O
Пока больше хочется поэкспериментировать с оптикой и освещением, там много тонкостей.

Отредактировано GreifeR (30-03-2022 09:40:36)

10

У меня лежат несколько плёнок 9,5 мм, одна из них - начала прошлого века. В своё время приобрёл для них проектор. Он оказался в полностью рабочем состоянии, там очень сложная механика, переключение грейферного механизма на три формата чего стоит! К сожалению, прижимные ролики у него частично обрезиненные, резина рассыпалась от времени, а решить вопрос с качественной заменой пока не удалось. Чем заменить кольца прижимных роликов у трёхформатного проектора?
Фильмы нецарапанные, в очень хорошем состоянии и гонять их на необрезиненных роликах я не хочу. А качество изображения  очень хорошее. Приобрёл для оцифровки и объектив Гелиос-33, у которого разрешение что-то около 130 лин/мм. Для 35 мм это, может, и излишне, а вот для 8 мм очень даже важно. Хочется попробовать его в работе.

11

GreifeR написал(а):

А какой контроллер под неё нужен?
Что-то поиском выходит какой-то пускатель для мощных двигателей, стоимость около 40000 руб. Это не наш вариант!
Вы каким контроллером с помощью этой программы управляли? И какой был двигатель?

  Сам силовой блок (драйвер) управления двигателем был такой как тут https://aketo.kz/verstak/kippribor/draj … serii-smd. Только от НПФ Элетропривод. Но все в один один. Но к нему ещё нужен программируемый блок куда загружается упр программа. Маркировки там не было, просто плата без корпуса. От него уже сигналы идут на драйвер. Поиск выдаёт совсем не то. Блоков рядом нет, как писал отдал другу а он не местный. Двигатель был  на 27 вольт. Марку я не помню. Но подобрать можно, двухфазный  режим. Четыре провода. Но мой был  на 8 проводов , видимо параллельное соединение, не стал  просто разматывать там все. Если ещё это все интересует  старенькое то ещё поищу насчёт второго блока.

Отредактировано Виктор (30-03-2022 14:15:39)

12

Виктор, ссылка неправильно скопирована (наверное), по ней не получается перейти.
А любая практическая информация интересует!

13

https://aketo.kz/verstak/kippribor/draj … -serii-smd

14

Виктор написал(а):

https://aketo.kz/verstak/kippribor/drajvery-shagovykh-dvigatelej-kippribortm-serii-smd

Спасибо, эта ссылка открывается! Как я понял, вот это он продаётся: https://aliexpress.ru/item/33014813533. … 7127619820

https://ae04.alicdn.com/kf/HTB1kKSdVZbpK1RjSZFyq6x_qFXal/M545D-2-57.jpg

Но это драйвер. А какой двигатель к нему подойдёт для наших целей?

Отредактировано GreifeR (30-03-2022 18:27:51)

15

Да это он. Но проблема ещё в том что ещё один блок нужен. Куда записывается упр прога. Он согласовывает управляющие сигналы ещё к то му же. Мне эта прога нравилась тем что набираешь нужное сразу без всяких там последующих обработках софта. Создал, загрузил и тут же проверяешь работу двигателя. К стати я пробовал такой режим что после каждого шага  идёт торможение вала, фиксация в общем , и при том очень сильное.

Отредактировано Виктор (30-03-2022 17:06:38)

16

А через Ардуино в итоге  не проще? Всё равно что-то придётся программировать...

17

GreifeR написал(а):

А через Ардуино в итоге  не проще? Всё равно что-то придётся программировать...

Может и можно, я не программист  великий если честно.  Я больше
программирую (прошиваю так сказать  уже готовыми прогами  или слитыми с рабочих аппаратов) разные микросхемы для бытовой техники.  Надо курить темы в инете. Уверен  есть и другие драйверы для того же Ардуино , на том же али.

Отредактировано Виктор (30-03-2022 17:16:10)

18

Виктор написал(а):

Да это он. Но проблема ещё в том что ещё один блок нужен. Куда записывается упр прога. Он согласовывает управляющие сигналы ещё к то му же. Мне эта прога нравилась тем что набираешь нужное сразу без всяких там последующих обработках софта. Создал, загрузил и тут же проверяешь работу двигателя. К стати я пробовал такой режим что после каждого шага  идёт торможение вала, фиксация в общем , и при том очень сильное.

Ну тоже вариант... Если знать, что это за ещё один блок, и что за двигатель.  8-)

19

Драйвер на фото рассчитан на максимальный ток до 4,5 А, соответственно, моторы можно использовать с рабочим током до 4 А, нужно чтобы оставался небольшой запас. В основном, это моторы габаритов Nema 17 или 23. Внутри габаритов моторы делятся по моменту, можно подобрать требуемый. У вас моменты будут небольшими, потому редукторы можно не применять, моторы этих габаритов должны справиться (руками за вал вы их точно не остановите, только если пассатижи).

Шаговый двигатель устроен так, что он всегда потребляет ток, независимо от того, вращается вал или нет. В режиме остановки работает удержание ротора, т.е. его нельзя провернуть. Чтобы мотор меньше грелся в режиме бездействия, у драйверов обычно есть функция включения половинного тока от установленного рабочего.

Виктор подсказывает интересную вещь про программируемый контроллер, возможно он будет проще в освоении и использовании, чем Ардуино. К тому же, отладочные платы Ардуино как правило не подключают напрямую к исполнительным устройствам, т.к. у них отсутствуют схемы согласования уровней, усилители тока и т.п. Т.е. к Ардуино придётся изготовить либо купить дополнительные модули. Но подобных контроллеров я сам не применял, т.к. уж очень они "китайские". Также, можно использовать в качестве контроллера что-нибудь из серии продукции фирмы Овен, например, программируемое реле ПР110. Для них есть своя система визуального (блочного) программирования OwenLogic. Правда стоить он будет дороже китайского контроллера, примерно 6-7 т.р., но это самое бюджетное промышленное решение.

В комплекте к Ардуино обычно выпускаются достаточно маломощные драйверы, которые предназначены для использования с миниатюрными ШД (например, как от флоппи-дисководов или немного крупнее). Можно посмотреть, на какой максимальный ток  бывают драйверы для Ардуино, и тогда прикинуть, какой мотор с ними можно применить.

20

Нет, я на Ардуино не настаиваю. Если есть лучшие конкретные (главное качественные) решения, я - за! 6-7 т.р - вопрос решаемый. Только мне нужно всё конкретно растолковывать.
Спасибо всем за помощь и терпение!

Вот это - оно? https://owen.ru/product/pr110
https://owen.ru/product/programmnoe_obe … owen_logic

https://owen.ru/thumbs/2/pr110___7a07c496-554x300-d.jpg

Отредактировано GreifeR (30-03-2022 17:59:31)