Respuesta de los gimbal VS. Retardos electromecánicos

Tema en 'Gimbals - Soportes Cámara' iniciado por xavi, 18 Ene 2012.

  1. xavi Maestro FPV

    xavi
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    Hola, abro este hilo para intentar llegar a una solución válida a la estabilidad de los gimbals.

    Estoy trabajando con un gimbal de mi propia cosecha. funciona de maravillas hasta que tiene que trabajar de verdad.

    A que me refiero, por ejemplo, con escaso viento y dando un pase dominguero el responde a todos los movimientos suaves equilibrando el movimiento con su respuesta; primero, electrónica: detección y orden de corrección.
    Luego; mecánica: arranque de motor dentro del servo y traslado de movimiento hasta el piñon final en el eje del tilt del propio gimbal.

    Debe producirse el movimiento: error, para que sea compensado, corrección.

    Entre uno y otro hay un tiempo, un delay llamado comúnmente en electrónica y típico de los componentes. Seguido por el delay mecánico del arranque del motor y juego entre dientes de piñones. Que por muy fino que sea el servo lo hay.

    Me puse a hacer cálculos de velocidades comparando servos de "alta velocidad" que sin núcleo y bla bla bla, que curiosamente tienen menos torque, no han inventado nada, solo han restado una reducción. Que si en nuestros gimbals reducimos 10 a 1, u 8 a 1, ya estamos en las mismas, agregamos lo que no tiene el servo, por fuera. Los mismo timings que un servo de 18 ms/60º y con fuerzas similares. A lo sumo ahorramos el tiempo de empuje de un solo piñón. Es decir NADA!

    Estoy usando servos digitales de 3.6 Kg de empuje a 1 cm de su eje. de 18 ms/60º y una demultiplicación exterior 5:1, he quitado los cables del potenciómetro en el tilt, y he puesto un pote al eje final, es decir donde gira la cámara.
    La velocidad me queda en 0.9 ms/60º. Y funciona de manera aceptable.

    En la corrección del roll. la reducción final es similar. 5:1 aprox. Pero necesito un potenciómetro de 3.5 o 4 vueltas para reemplazar el original.
    La corrección funciona pero ahora se me queda corta por estar el servo estandar. Girando apenas 18º todo el recorrido, cuando al menos debería girar 50º, 25 para cada lado.

    Más allá de estos aspecto técnicos, sigue estando el problema del delay.
    La lógica:
    No puedo corregir si no hay error. Entonces, corrijo cuando hay error, si hay error la cámara lo detecta antes que se aplique la corrección. Dependiendo de cuan rápida y precisa sea esa corrección se notará en mayor o en menor proporción.

    Entonces surge la duda de como quitamos el 100 % de los movimientos no deseados. Llevo 2 días trabajando en ello y aún no estoy convencido de los resultados y no he dado con la tecla.
    Comento que he probado con vientos racheados de 54 km/h, mi okto lo ha soportado muy bien, pero el gimbal no llega a compensar el meneo que mete cuando le dices mantener posición. Llega a ponerse muy inclinado para capear el viento sin volarse como una cometa. Y no es que quede estático, se mueve más que la compresa de una coja. Es el precio por mantener la posición con semejante viento.

    Las últimas pruebas han sido:

    Prueba 1:
    Colgar el gimbal como si fuera un péndulo con un eje, el del alaveo, y cargarlo con 750 gr de peso, la idea es que por el principio de inercia cuando el okto se menee el gimbal intente conservar la posición que tenía, al menos en el arranque que es donde el delay está presente, y luego ya llega la tan esperada corrección electromecánica.
    Resultado: corrige el primer embiste, luego se queda meneando y estropea el vídeo de una nueva manera.

    Prueba 2:
    Colocar un amortiguador de suspensión de coche RC sin muelle para sosegar el movimiento pendular.
    Resultado: Leve mejora pero con tendencias a quedar descentrado.

    Pregunta para los que tiene gimbals comprados y supuestamente super estables y precisos.
    ¿realmente estabilizan en condiciones extremas?

    Digo porque uno no elige el clima el día que toca hacer vídeo. Y este componente tan importante debe cumplir su función de manera decente.

    Pueden colaborar aportando datos de configuraciones?

    Yo seguiré intentándolo, voy por la vía mecánica buscando complementar la ya conocida y utilizada electrónica de estabilización y servos. Que por muy bueno que sean los timing existen. Y si alguien puede demostrar que existe el gimbal perfecto que ponga un vídeo crudo, sin postproducción tomado desde su multicóptero en condiciones complicadas. Y nos muestre que utiliza si le apetece compartir.
    Se que es un tema muy celoso este porque hay profesionales que se ganan la vida tanto en los que hacen trabajos audiovisuales como en los que fabrican, pero si logramos entre todos un método bueno, que cada quien se fabrique lo que quiera aplicando una técnica, total, son cosas fáciles de copiar porque están a la vista. Entonces no nos vamos aponer a la defensiva y colaboremos.
    A ver si dejamos de importar tanta cosa y exportamos un poco. A los de habla inglesa poco les importa leer el idioma de Cervantes. Salvo que vean algo que realmente funciona. y Luego lo copiarán.

    Espero vuestras repuestas y colaboración.

    Saludos


    PD: donde compro potes de 3.5 Vueltas??
     
  2. aero-plano Miembro

    aero-plano
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    Hola Xavi,

    Sobre la "prueba 1" veo un error. Creo que deberías tratar de imitar el principio de una steadicam, que no es un péndulo, más bien se trata de una especie de balanza romana, con los pesos repartidos en los extremos. Eso da igual que esté en posición vertical u horizontal porque funciona por el mismo principio, pero si es importante que el eje de movimiento tenga un buen rodamiento para que no haga fricción.
    En ese juego de balanza romana, igual que con el palo del equilibrista, la distancia entre los extremos ayuda.

    Muy interesante tu trabajo, seguro que con un poco por aquí y otro por allá te saldrá genial!!
     
  3. xavi Maestro FPV

    xavi
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    Hola, gracias por el comentario.

    Antes de montarlo probé con dos varillas de aluminio unidas por un tornillo como eje. una en T y otra en +.

    La T, tal como se ve actúa como péndulo y el + como balanza romana. Y observé eso que comentas. Pero de manera constructiva era más fácil probar primero la T para ver si minimizaba el efecto de alguna manera. Porque fue solo cortar unas piezas para adaptar el soporte que ya hay.

    Ahora toca probar el efecto de la configuración "+" Pero lo haré sin el gimbal existente. Pondré un juego de varillas con una go pro por la base y una pequeño contrapeso del otro lado. Que bien puede ser la batería del TX que es 3S 800mA. Luego jugando con el largo de los brazos ajustamos para obtener el equilibrio.

    Si funciona en el aire, esto es lo más rápido en ""corrección", porque en realidad no hay error ni corrección. El principio de inercia mantendría la cámara con el horizonte clavado.

    El posible inconveniente es que si al aplicar un tilt el centro de gravedad de la cámara varía descompensará el peso y volvemos al péndulo.

    Y por último por probar, un sistema de giróscopos mecánicos, pero el problema es el peso.

    Saludos
     
  4. carnacea Miembro

    carnacea
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    hay un usuario de rcgrops que esta haciendo lo mismo para comercializarlo y ya lo tiene muy avanzado, no te puedo poner el enlace por que no me funciona la pagina, no se que pasa.

    Saludos.
     
  5. luico Moderator

    luico
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  6. xavi Maestro FPV

    xavi
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    Luico, buena noticia, para CATUAV...

    A saber de que manera se utiliza el mercurio, sabemos que es más pesado que el plomo, es líquido a temperatura ambiente y cualquier cosa sobre el flota.

    mmmm... da para pensar muchas pruebas con este metal. y si es dinámico. obviamente hay una respuesta a la inercia.

    Yo de momento estoy probando otras cosillas más al alcance de la mano, que con muy bajo coste se pueda implementar. Otra cosa es el peso, ponga lo que ponga el peso siempre se incrementará, para mi okto no supone mucho problema porque es bastante grande a los sumo me quitará unos segundos de vuelo.

    saludos
     
  7. elossam Maestro FPV

    elossam
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  8. xavi Maestro FPV

    xavi
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    elossam, es exactamente eso lo que busco hacer.

    el centro de gravedad es en el punto geométrico central entre las hélices, por eso es necesario para utilizar un steadicam volador comenzar por un diseño nuevo de chasis.

    Habría una forma de transportar el movimiento más abajo con un paralelogramo pero no estoy seguro que funcione igual como si estuviera en el centro.

    Saludetes
     
  9. carnacea Miembro

    carnacea
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  10. ROS Nuevo Miembro

    ROS
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  11. luico Moderator

    luico
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    Yo pienso que lo del mercurio lo utilizaran para quitar las vibraciones al sensor, a modo de flotador.

    Pienso que una cosa no quita la otra.
     
  12. elossam Maestro FPV

    elossam
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  13. xavi Maestro FPV

    xavi
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    Entonces esta pieza con mercurio es como una pastilla donde el mercurio se mueve libremente en su interior y por acción centrífuga se aloja de manera tal que convenientemente hace de contrapeso dinámico.

    Bueno, está bien para quitar vibraciones a los motores.

    He desmontado un disco duro, quitado los platos y que por probar no quede, los usaré como giroscopios en posición horizontal sobre el gimbal movidos por un motor permax 400 de esos que todos los que hemos pasado por Easy Star Twin Star tenemos tirados sin uso alguno. Resulta curioso cuando un disco duro va a toda marcha lo intentas cambiar de posición y el se opone, girando a 5400 o 7200 rpm. con el Permax y una lipo de 2S tienen que superar los 15000 rpm. Volveré a los orígenes de los instrumentos como en la segunda guerra mundial :biggrin2:.

    La pieza central que une los discos al motor intenté hacerla con el material de una tabla de cocina que se supone es teflon. Pero como es del chino es plástico y me ha resultado imposible de trabajar porque se derrite :blink:.

    Nuevo intento con placas de fibra de vidrio que no falla.
    Mañana la prueba, y si funciona el video.

    saludos
     
  14. Rodeval Miembro

    Rodeval
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    Hola, no se como va lo del mercurio, pero yo creo haber visto lo mismo con bolas de rodamiento dentro de una canal, pero no lo encuentro. Seguro que Elossan sabe de lo que hablo, parece un google con patas. Había unos video por youtube muy claros.

    Por otro lado y yendo al tema ,creo que no descubro nada, pero encontrar el servo es importantísimo y sorprendentemente el servo que te funciona en el nick de este soporte no te funciona bien en el nick del soporte nuevo y que has pensado mucho para mejorar algo.

    Hasta que nos llegue el material nuevo, hemos montado un servo analógico el futaba 3001 que sorprendentemente es el que mejor nos iba. ahora tenemos un 3010 con el potenciometro en el eje pero no hemos mejorado con respecto al 3001, que aparentemente es una castaña.
    Los servos que probamos eran Hitec digitales y no conseguimos la finura que nos dan estos, con la misma configuración claro, y son los que recomendaba el de Photoshipone para el MKTR.

    Por cierto necesitamos poleas para desmultiplicar mas el desarrollo pero solo encuentro poleas lo suficientemente grandes en SDI y me asustan los portes para dos poleas, donde conseguís esos 10:1 o 6:1?

    Ahora estamos probando el bajar un poco el centro de gravedad del eje nick para que la cámara se "columpie" parece que baila algo menos con el peso un poco por debajo del eje, pero no lo aseguro todavía.

    Un saludo
     
  15. elossam Maestro FPV

    elossam
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    Xavi, el mismo tipo del estabilizador inercial tiene en su web un estabilizador como lo que quieres hacer. Te vendría bien echarle un ojo. Creo que desde su perfil se podía acceder, de todas formas su página de perfil no tiene desperdicio para los que nos gustan inventos raros.

    http://www.rcgroups.com/forums/member.php?u=266077

    Rodeval. Para correas y coronas pequeñas busca en repuestos de helis chinos. Las coronas de plato de un Heli más el piñon de rotor de cola suelen dar una buena desmultiplicacion. La correa dentada de cola es del mismo paso que las de las impresoras (por si vas a tirar alguna) pero vamos una de un E-flite o similar costaba unos 4 eur y el desarrollo es un metro. Cortas lo que necesites, lo montas sobre la corona grande, cortas un trozo más pequeño de la correa y lo pegas con ciano sobre la parte plana (lo que queda visto de la correa). Mantena la zona de union en la corona y de esta manera la unión no sufre ya que lo que trabaja a tracción son los dientes y salvo que te pases de recorrido la zona de unión nunca saldrá de la corona.
    Efectivamente los equilibradores originalmente eran bolas de acero y se siguen utilizando. En R/C se intentó para los rotores de los helis hace ya años pero no daban el resultado esperado o más bien era más facil recurrir a otros métodos para filtrar las vibraciones.
     
  16. xavi Maestro FPV

    xavi
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    Hola, las demultiplicaciones que estoy utilizando son 5:1, pero también he hecho 7:1 para otra cosa, y son engranajes en fibra de carbono hechos con la CNC.

    El giroscopio: Lo dicho, dos platos de disco duro de PC y un permax 400 van muy bien, lo he montado esta mañana pero no logro la adaptación necesaria, todo el conjunto si se estabiliza pero tiene tendencia a girar en un sentido y me sacaría la cámara de cuadro todo el tiempo. No se si es por una vibración que tiene el conjunto, que parece que el permax no tiene el eje en perfecto estado. Posiblemente hagan falta dos giroscopios con los disco verticales y a 90º, y no uno solo horizontal como pretendo.

    Me parece que el camino es el steadicam al menos para este caso.

    Elossam: muy buena la web de este chaval. Hay buenos ejemplos.

    Ya vemos por donde sigo.

    Pregunto a la comunidad FPV y demás, nadie puede poner un vídeo crudo desde su multicóptero con buenos resultados?


    Gracias
     
  17. elossam Maestro FPV

    elossam
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    Si te es posible no pases de 1:3. De los tiempos de los helis de fotografía en los que no había nada comercial ese valor daba el mejor compromiso de velocidad, suavidad y par. De los videos en crudo, yo he visto alguno de Helifilm y es para quitarse el sombrero aunque no se puede publicar por derechos del cliente. De los demás. ........ creo que he visto lo mismo que tu, poco o nada, que realmente sea en bruto y con que no sea con una lente que deje las imágenes como reflejadas en una bola de espejo.
     
  18. aero-plano Miembro

    aero-plano
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    Efectivamente Xavi, cada giróscopo mecánico estabiliza 2 ejes. Si quieres estabilizar los tres ejes necesitarás 2 giróscopos. Si le aumentas la masa serán más efectivos, y también si giran a más vueltas.

    Sobre el funcionamiento de la steadicam te cuento mi experiencia como usuario. Llevarla bien no es fácil, no hace el trabajo solo: coge inercias, el viento le afecta, etc. Sola no creo que te funcione. Otra cosa será combinándola con los giróscopos, ese sí creo que es el camino..
     
  19. Rodeval Miembro

    Rodeval
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  20. xavi Maestro FPV

    xavi
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    Hola, pues esta tarde he soldado tres cables al motor del disco original a un ESC, pero no he llegado a probarlo, supuestamente estaría perfectamente equilibrado. Y haré lo mismo del video que has linkeado, los servos los tengo puestos en el gimbal original, Lo que si separaré la cámara con una placa añadida soportada en 4 muelles de goma para quitar vibraciones y detrás el giróscopo a ver si quita el movimiento inicial de 0º.

    No he puesto video porque para mostrar lo que no funciona mejor ni perder el tiempo.

    Saludos
     
  21. elossam Maestro FPV

    elossam
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    Rodeval, con coronas y piñones me referia a los que usan correas no los ataques directos como usa Xavi. El resultado es similar pero dar la holgura correcta a piñones directos es más laborioso. Por contra las correas tienen perdidas por tensión.
     
  22. xavi Maestro FPV

    xavi
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    La holgura la quitas colocando un registro de ajuste en el piñón (servo) y se ajusta aproximando y apretando un tornillo. Pero creo que es mejor una correa, no tiene holgura nunca.
     
  23. supercanii Moderator

    supercanii
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  24. xavi Maestro FPV

    xavi
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    Hola, pues es más o menos lo que tenemos en mente por aquí.

    A ver si esto te suena:

    http://www.aeromodelismovirtual.com/showpost.php?p=192444&postcount=199

    Es un chasis que está en venta en StockRC pero que fabrico yo. Es plegable, tiene sitio para albergar un gimbal frontal, ya tiene hechos los taladros con rosca en el aluminio para ello. El motivo de llevar el gimbal ahí y no abajo es que la corrección se hace sobre la rotación del centro geometrico longitudinal y no más abajo sobre el movimiento pendular. Obviamente la batería debe ir desplazada por detrás para compensar el CG.

    Hay otro en RCgroups que a utilizado el mismo sistema de poner la cámara en el frente.

    Como he dicho al comienzo busco el Know-How. y creo que JLcortex va por el buen camino.


    Saludos.
     

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