Jeffrey Cross
Jeffrey Cross

Construindo um FrisbeeCam Melhor

Alguma vez você já se perguntou como é o mundo a partir da perspectiva de um frisbee? O que inicialmente pensamos ser um projeto simples se tornou vários meses de experimentação e prototipagem antes do Maker Faire 2013. Se você nunca viu o FrisbeeCam antes, confira o vídeo do nosso estande no ano passado.

Nós tivemos uma explosão compartilhando o FrisbeeCam com outros fabricantes no ano passado e temos trabalhado duro para melhorar desde então. Assim como no projeto inicial, tivemos que experimentar e prototipar continuamente para melhorar todos os aspectos do dispositivo: a usabilidade geral, a durabilidade e a qualidade das imagens capturadas. Além disso, obtivemos uma experiência valiosa ao transformar nossa prototipagem quase inteiramente em impressão 3D - como aprendemos, não é tão simples quanto imprimir e esquecer.

Enquanto os protótipos que mostramos na Maker Faire 2013 utilizaram várias peças impressas em 3D, na época só começamos a experimentar a tecnologia recentemente. No meio do ano, construímos muito mais experiência com métodos de prototipagem aditiva, e podemos dizer, em retrospectiva, que o investimento em aprender as peculiaridades de uma única impressora provou ser crucial para encurtar nossos ciclos de prototipagem. Dê uma olhada nas fotos abaixo para mais detalhes.

Com relação à usabilidade do dispositivo, sabíamos que a grande aleta vertical que tínhamos em 2013 tanto prejudicou os movimentos de arremesso com o disco quanto aumentou significativamente o peso total. Como primeiro passo, imprimimos em 3D um chassi de base que poderia conter aletas de espuma de tamanhos variados. Após várias iterações de

testando e experimentando, nós convergimos para o design atual, que representa um tamanho significativo e redução de peso do dispositivo do ano passado. Também experimentamos uma variedade de estratégias de montagem, projetos de rolamentos e adesivos para melhorar significativamente sua durabilidade no uso diário.

Embora o vídeo do protótipo do ano passado tenha sido suficiente para transmitir o potencial desse conceito, faltou a estabilidade necessária e a qualidade bruta para serem usados ​​nos vídeos em HD que servem como o formato básico para conteúdo compartilhado socialmente hoje. Com base nos muitos recursos disponíveis da comunidade RC aérea (links abaixo), testamos novos módulos de câmeras que têm uma qualidade dramaticamente superior à anterior.

Esperamos que você tenha gostado de ver o FrisbeeCam no Maker Faire e esteja ansioso para apresentar todas essas mudanças na próxima Bay Area Faire! Dê uma olhada nas fotos e nas legendas abaixo para conferir muitas das coisas que aprendemos como criadores no ano passado.

Protótipos de Fabricação

Como a data do show do ano passado se aproximava, estávamos lutando (como todos os bons fabricantes) para construir nosso protótipo mais limpo e polido até agora. Até aquele momento, nosso melhor protótipo de trabalho era feito de plástico HDPE e muito pesado para ser jogado. No momento em que estreamos na Maker Faire 2013, nós conseguimos criar dois protótipos que foram impressos em 3D, mas eles ainda eram muito duros e não robustos o suficiente para uso regular.

No último ano, aprimoramos nossa capacidade de modelar usando ferramentas de design 3D gratuitas, como o SketchUp e o Tinkercad, e conseguimos melhorar significativamente a robustez do design, além de fazer impressões mais repetíveis. Também conseguimos encontrar um ponto ideal entre o que a impressão 3D de desktop pode fazer e o que podemos fazer com as peças prontas. A impressão 3D em desktop, por exemplo, não tem a resolução para suportar a impressão de parafusos roscados de alta qualidade. Em vez disso, fazemos furos para os quais os parafusos de nylon podem ser encaixados sem ter que perfurar os furos, eliminando ainda outro passo na montagem.

Boa e velha moagem.

A fresagem desta placa inicial do chassi levou horas.

Nosso primeiro projeto de chassi impresso em 3D feito em PLA transparente em uma MakerBot Replicator 2.

Um protótipo de chassi impresso por Shapeways.

Peças prontas para uso podem ajudar a complementar as limitações da atual tecnologia de impressão 3D para desktop.

Barbatanas

Nós experimentamos ter a aleta fabricada junto com o chassi, uma vez que, em teoria, ter um corpo único e menos peças para montar resultaria em um vôo mais estável e consistência entre os dispositivos. Em vez disso, aprendemos que a aleta de plástico sólido acrescentava várias desvantagens significativas ao projeto. Primeiro, as aletas plásticas sólidas adicionaram mais peso ao aparato geral em comparação com as aletas de espuma que tínhamos antes. Segundo, porque a nadadeira era agora parte do chassi, se a nadadeira fosse pega em alguma coisa (como, digamos, a calçada ...), todo o chassi seria comprometido. Em terceiro lugar, descobrimos que a rigidez da aleta prejudicava a estabilidade da filmagem da câmera. As aletas de espuma mais macias pareciam fornecer um pouco de amortecimento a quaisquer mudanças bruscas nos ventos cruzados, possivelmente porque a própria aleta poderia se dobrar.

Depois de quebrar um chassi de plástico e uma aleta que levou semanas para voltar de Shapeways, decidimos voltar para as aletas de espuma, que eram baratas e fáceis de substituir. Uma grande mudança na maneira como as aletas de espuma estão presas no design do ano passado é que não é necessária nenhuma cola ou adesivo. O novo chassi tem uma divisão na cauda que permite uma aleta ao encaixe por fricção. Um furo adicional foi adicionado ao projeto para fornecer alinhamento ao longo do centro do chassi. Nós apelidamos esse novo protótipo de design do Sparrow.

Protótipo de espuma final do ano passado anexado a um chassi de plástico PLA impresso em 3D. Aprendemos mais tarde que a barbatana poderia ser muito menor e ainda conseguir estabilidade em ventos fortes.

Barbatana de plástico ABS impressa em 3D e inserida diretamente no chassi.

Os shapeways imprimiram a aleta plástica e o chassi que quebraram ao meio após uma aterrissagem infeliz na calçada…

O design do ano passado exigiu que você prendesse a aleta de espuma para prender no chassi.

Imagem de cima para baixo do design de montagem da aleta “Pardal”, que facilita a colocação de uma nova aleta de espuma em apenas alguns segundos.

Muitas, muitas iterações sacrificiais em barbatanas de plástico e montagens de fin.

Montagem

Nossa primeira tentativa de montar a câmera no frisbee usou uma montagem de suporte de frisbee. A ideia era que o estilo de montagem reduziria as obstruções ao fluxo de ar que atravessava a superfície do frisbee. A desvantagem dessa abordagem era que ela exigia montagem mais complexa porque você tinha que cortar um furo centrado no frisbee para acomodar o eixo giratório, e isso exigia um esquema de montagem mais pesado, usando um parafuso que seguraria o suporte na parte inferior da o frisbee.

Um monte sob o frisbee.

Vários estilos de montagens sob o frisbee.

Eixo e mancal usados ​​em um suporte de mancal sob o frisbee.

Neste ano, quando nos concentramos mais na impressão 3D de todas as peças, avaliamos a simplificação do processo de montagem e fizemos tudo montado na parte superior. Os resultados provaram que o peso reduzido da montagem de estilo mais nova teve um impacto mais efetivo do que a obstrução do fluxo de ar. Com isso dito, fizemos esforços para elevar a maior parte do suporte do rolamento o mais alto possível da superfície superior do frisbee.

Esse novo estilo montaria uma montagem rígida entre a pista interna do rolamento e o lado inferior do suporte. Protótipos da montaria foram aderidos à superfície superior do frisbee usando fita adesiva dupla face. O chassi superior era uma montagem de fricção na pista externa do rolamento. Usamos fita de pintor azul para fornecer o atrito, que funcionou bem.

As lições aprendidas neste exercício foram: A área do suporte inferior, onde a fita adesiva dupla face era usada, precisava ser bem grande. Quando o frisbee entra em contato com uma superfície dura durante o pouso, isso causaria muito torque e seria separado. A base do suporte tem uma área que é usada para segurar / encaixar a cabeça sextavada do eixo do parafuso. Inicialmente, tínhamos uma margem de 90 graus, como se a cabeça do parafuso estivesse esticada na base. Durante aterrissagens com torque mais alto, a base tenderia a quebrar bem naquele canto. Revisões posteriores usaram uma borda inclinada, aumentando a massa na esquina, dando-lhe mais força.

Iteração atual do nosso estilo de montagem totalmente superior.

Chassi e base.

Chassis e baseados montados.

Lado a lado do estilo under-mount com o estilo de montagem superior.

Câmera

No ano passado, começamos com um PCB de 720p 30fps # 18. Tinha a vantagem de ser muito leve, 12g incluindo bateria. Este ano, experimentamos várias outras câmeras que tiveram resolução mais alta. Os resultados foram dramáticos, mas à custa de ser muito mais pesado, ~ 30g. A câmera com a qual estamos trabalhando agora é a câmera de ação Mobius de 1080p e 30fps.

Comparações lado-a-lado da câmera de ação # 18 e mobius.

Comparações lado-a-lado da câmera de ação # 18 e mobius.

A câmera PCB 720p 30fps # 18.

A câmera de ação Mobius 1080p, 30fps.

Imagens do nosso novo e melhorado FrisbeeCam:

Links

  • Um ótimo repositório de informações sobre câmeras leves.
  • Fórum de fotografia aérea (observe os segmentos individuais para cada modelo de câmera).
  • Tinkercad - uma ótima ferramenta de modelagem 3D online grátis.

Ação

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