Nagrywanie filmów z drukowania

Od czasu do czasu zdarza mi się publikować nagrania wideo z pracy drukarki. Oczywiście nie ma sensu umieszczanie w sieci nagrań z pełnego procesu druku, minuta po minucie w normalnym tempie. Nikt, poza miłośnikami Nyan Cata w wersji 10 godzinnej, nie byłby w stanie tego oglądać. Dlatego zazwyczaj stosuje się efekt time lapse, gdzie kolejne klatki nagrania rejestrowane są np. co sekundę, z czego później składany jest przyspieszony film. Dzięki temu wydruk, który normalnie trwa godzinę, może być pokazany np. w ciągu 2 minut. Niestety przy umieszczeniu aparatu na statywie obok drukarki problemem może się okazać poziome “latanie” wydruku względem kamery. Jak sobie z tym poradzić?

Przy aparacie ustawionym nieruchomo względem drukarki, nasze nagranie może wyjść tak:

Nie powiem żeby takie wideo przyjemnie się oglądało – powstający wydruk z zawrotną prędkością miga przed oczami i człowiek musi się skupić, żeby wyłapać go w środkowej części kadru. W przypadku drukarek, gdzie stół nie porusza się w poziomie, taki efekt nie będzie oczywiście występował – model pozostanie nieruchomo względem kamery (ew. będzie się jedynie opuszczał w dół). Rozwiązaniem problemu w urządzeniach o konstrukcji Prusy i3 (czy innych z ruchomą platformą) jest zamocowanie kamery tak, aby pozostawała nieruchomo względem samego stołu. Dzięki temu drukowany przedmiot nie będzie się poruszał w kadrze, i nagrania będą wyglądać zdecydowanie lepiej:

Pomysł dorobienia uchwytu do kamery (a w zasadzie do telefonu komórkowego) chodził mi po głowie już od dłuższego czasu. Początkowo chciałem, żeby element taki, mocowany do stołu Prime’a, był w całości wydrukowany. Dzięki czemu każdy mógłby go łatwo wykonać bez kupowania dodatkowych części. Po chwili namysłu uznałem, że za pierwszym podejściem użyję aluminiowego profilu. Ze względu na sztywność konstrukcji okazało się to dobrym rozwiązaniem.

Aluminiową listwę chciałem przykręcić do wierzchu czarnej, metalowej płyty, znajdującej się tuż pod grzanym stołem tak, aby koniec listwy wychodził pomiędzy tymi elementami. Owa płyta w mojej drukarce miała nawet dodatkowe otwory (umiejscowione akurat w dobrych miejscach – dlatego nie musiałem jej specjalnie przewiercać).

Aluminiowy profil o przekroju 16 x 13 mm, który chciałem wykorzystać, okazał się nieco za wysoki – dlatego potrzebne było jego ciachnięcie o jakieś 2 mm:

Przycięty fragment listwy miał zostać przymocowany na prawo od silnika krokowego poruszającego stołem:

Na początek wywierciłem w aluminiowym profilu otwory w odpowiednim rozstawie:

Profil przyciąłem do 45 cm długości tak, żeby przy odsuniętym do tyłu stole wystawał poza konstrukcję drukarki na kilka centymetrów. Przykręciłem go mocno do płyty za pomocą dwóch śrub M3:

Następnie złożyłem z powrotem elementy stołu drukarki.

Do listwy o przekroju litery C zaprojektowałem proste, nasuwane mocowanie do aparatu. Początkowo myślałem o czymś z regulowaną wysokością, jednak postanowiłem na razie nie komplikować sprawy. Dodatkowo wykorzystałem gotowy adapter do statywu fotograficznego, pozwalający na zamocowanie na nim telefonu komórkowego:

Żółte mocowanie, mimo że jest jedynie nasunięte na aluminiowy profil, siedzi na nim dość ciasno i podczas druku pozostaje w tym samym miejscu. Jego pozycję można dowolnie regulować w kierunku przód-tył, przez co drukowanie przedmiotów można nagrywać z mniejszej lub większej odległości.

Odnośnie samego sposobu na robienie nagrań typu time lapse, spotkałem się jeszcze z innym rozwiązaniem. Jeśli nasz aparat ma możliwość podłączenia zewnętrznego spustu migawki, można sprawić, żeby robił zdjęcia w momentach, gdy stół jest mniej więcej w tej samej pozycji. Na przykład do drukarek ZMorph można dokupić odpowiedni adapter – podłącza się go z jednej strony do elektroniki drukarki, a z drugiej do stojącego oddzielnie aparatu fotograficznego. Przygotowując plik STL do wydruku, w opcji slicera trzeba włączyć dodawanie do pliku G-code odpowiednich instrukcji sterujących migawką kamery. Wtedy np. przy każdej zmianie warstwy aparat może wykonywać jedno zdjęcie.

Wydaje mi się że obydwa rozwiązania – z kamerą poruszającą się wraz ze stołem oraz z aparatem ze zdalnym wyzwalaniem – mają swoje plusy i minusy. Z pewnością złym pomysłem w pierwszej konstrukcji byłoby umieszczanie na przedłużeniu stołu dużego, ciężkiego aparatu. Już sam niewielki telefon komórkowy zauważalnie się trzęsie od szybkich ruchów platformy, co ma niestety negatywny wpływ na nagranie. Niezłą opcją może być wykorzystanie lekkiej kamery internetowej – o ile robi zdjęcia w odpowiednio dobrej jakości. Sam w przyszłości planuję spróbować użyć kamerki do Rapsberry Pi, która waży ok. 4 gramów.

Innym minusem mocowania kamery na przedłużeniu stołu jest trudniejsze jej ustawianie w odpowiedniej pozycji. Postawienie oddzielnego, zwykłego statywu koło drukarki jest po prostu sporo wygodniejsze.

Z kolei plusem użytej przeze mnie konstrukcji jest to, że aparat nie musi być spięty z drukarką żadnym dodatkowym adapterem i nie trzeba modyfikować plików G-code. Łatwo można też nagrywać fragmenty druku w normalnej prędkości. A w systemie z odpalaniem migawki aparatu przez samą drukarkę wcale nie jest oczywiste, kiedy należy to robić. Przy każdej zmianie warstwy? Stół wcale nie musi być wtedy w tej samej pozycji, a zmiana warstw wcale nie musi zachodzić w dokładnie takich samych odstępach czasu. Przy minięciu przez stół środkowej pozycji? Takie zdarzenie jest już trudniejsze do zarejestrowania, a jego częstotliwość będzie się zmieniać w zależności od geometrii drukowanego przedmiotu.

Jeśli chodzi o drgania aparatu spiętego ze stołem, poza wykorzystaniem lżejszej kamery mam w głowie pomysł dodatkowej stabilizacji wysuniętego, aluminiowego profilu. Ale o tym za tydzień w kolejnym wpisie :)