Was wird für einen Eigenbau-Gimbal benötigt?

[Louger]

Hey,

Ich möchte mir selbst möglichst günstig einen guten 3-Achs-Gimbal bauen und bin dementsprechend auf der Suche nach Teilen mit einem guten Preis-/Leistungsverhältnis und versuche hiermit mal ein paar Infos zusammen zu tragen.
Ich habe leider keine gute Seite gefunden, wo z.B. eine Bauanleitung für einen GoPro-Gimbal gezeigt wird order allgemeine Informationen gut zusammengefasst sind, weswegen ich mich jetzt hier an euch wende, bevor ich weitere 20 Stunden vor dem PC Seiten wälze.

Wenn jemand Empfehlungen hat immer her damit.

Am Schluss des Ganzen würde ich das alles hier gerne zu einem ordentlichen Tutorial zusammenfassen, da ja ein solches noch nicht richtig zu existieren scheint?
Helft mir bitte dabei!


nachdem ich mich mittlerweile recht viel eingelesen habe, bin ich mittlerweile recht Verwirrt.
Hier mal das, was ich mir bisher zusammengetragen habe:
Bitte korrigiert meine Fehler und ergänzt fehlendes(falls vorhanden):

Benötigt wird:
-Gimbal-Controller-Board
-Gimbal-Motoren
-Gebauter Gimbal-"Rahmen"
-Sensor-Platine des Controllers
-Kabel zum anschließen

Wird noch etwas weiteres benötigt?
Es scheint, als wären die Regler für die Gimbal-Motoren bereits auf den Controller-Boards?

Mögliche Controller:
-Alexmos 8 Bit
-Alexmos 32 Bit
-Martinez
-Storm 32 Bit
-SimpleBGC
-BaseCam
-BruGi

Wobei wohl AlexMos/SimpleBGC und BaseCam das gleiche ist? Und scheinbar BruGi und Martinez ebenfalls?
Gibt es weitere Controller, die gute Ergebnisse liefern? In wie weit hängen Martinez und AlexMos miteinander zusammen?

Gimbal-Motoren:
Worauf muss hier geachtet werden?
-Gewicht
-niedrige KV-Zahl???

Ich habe etwas vom (Ohm'schen) Widerstand der Wicklungen gelesen, kann das aber für mich nicht recht erklären. Was hat es hiermit auf sich?

Allgemeines:
-Anscheinend soll wohl auch der "Rahmen" so gebaut werden, dass die Kamera sich selbst quasi ausbalanciert und normallage einnimmt, wenn der Rahmen waagrecht gehalten wird?
-Sensoren für die Controller-Boards sind wohl nicht immer dabei und müssen einzeln gekauft werden?

lg
Roland

 

[r0sewhite]

Vielleicht solltest Du erstmal sagen, welche Größe Du planst. Für GoPro, Systemkamera oder größer? Wenn Du Dich allerdings um weitere 20 Stunden sorgst, würde ich das Vorhaben aufgeben: Wenn es nicht gerade um einen kleinen GoPro-Gimbal geht, wirst Du bei Deinen Vorkenntnissen locker eine dreistellige Stundenzahl aufwenden müssen, bis Du den ersten guten Gimbal hast. Mit zunehmender Größe wird es immer schwieriger, die Mechanik mit der erforderlichen Präzision und Steifheit zu konstruieren.

Was Du noch gar nicht angesprochen hast, sind die verfügbaren Mittel und Werkzeuge. Willst Du die Mechanik aus Alu oder Carbon fertigen? Hast Du die Möglichkeit, zu laminieren oder CNC-Fräsen?

 

[Louger]

Für die Antwort danke ich dir, ja das habe ich wohl vergessen und selbst nicht festgestellt.

Mir stehen sowohl manuelle Fräse und Drehmaschine wie auch die Möglichkeit des Laminierens von Carbon oder GFK zur Verfügung. Auch Wasserstrahlschneiden ist möglich. CNC-Fräse leider noch nicht.
Ebenso hab ich die Möglichkeit an einem 3D-Drucker Teile bis Modellgröße: 258 mm x 250 mm x 205 mm kostengünstig zu fertigen. Als CAD-Programm steht z. B. NX10 von Siemens zur Verfügung.

Geplant ist bislang ein "GoPro-Gimbal" für eine SJ4000. Also kein großer Gimbal für die Nex oder DSLR-Größe.

Was die Stunden angeht, so bin ich gerne bereit weiter daran zu arbeiten, allerdings könnte ein "Einsteiger-Guide" viele offene Fragen beantworten, die man sich sonst mühsam erarbeitet. Man findet leider meist nur recht wenige präzise Angaben für viele Fragen. Ich habe leider keinen direkten Ansprechpartner, der sich mit Gimbals auskennt, so dass ich mir jegliche Frage selbst erarbeiten muss (z. B. brauchte es eine Weile, bis man versteht, dass die Regler auf den Controller-Boards integriert sind oder der Gimbal nicht in "Normalposition" zurückkehren soll, wenn er Stromlos ist, sondern sich überhaupt nicht weiterdrehen soll.)

lg
Roland

 

[LSG]

Wenn du ein SJ4000-Gimbal selbst basteln willst um des basteln Willens, kannst du das natürlich tun. Aus finanzieller Sicht lohnt es sich jedoch überhaupt nicht. Die Gimbals sind die letzten 2 Jahre sehr im Preis gesunken und selbst komplette Fertigvarianten gibt es schon unter 150€. Oder die bekannten Chinateile aus Metall für unter 50€ als 2-Achser, etwas mehr als 3-Achser. Wie viele Achsen soll es überhaupt bekommen? Ich bin schon seit 2 Jahren am Probieren diverser günstigerer GoPro-Gimbals und habe selbst bei den Fertigvarianten immer noch kein 100%ig zufriedenstellendes Ergebnis.

An Eigenbauprojekten würden mir einige aus Holz einfallen, wie das EagleEi oder dieses hier http://www.instructables.com/id/DIY-Camera-Gimbal/ Die Suche im Netz wird dir aber sicherlich auch weitere ausspucken.

Als günstigen Controller würde ich den Strom32 mit 2. IMU nehmen.

Ach ja und noch was, da ich die SJ4000 selbst schon am Gimbal hatte. Ich halte diese Kamera für Gimbalaufnahmen völlig ungeeignet, da sie ein viel zu fischäugiges Objektiv hat, was man auch mittels Software nicht ohne Qualitätsverlust entzerren kann. Aufnahmen wirken einfach viel zu verzerrt. Farbsättigung musste ich auch immer etwas erhöhen. Bsp: vimeo.com/117090139

 

[r0sewhite]

Ich würde mir die Mühe auch nicht machen. Es sei denn, sie dient nur dem Zweck des Lernens. Das bessere Ergebnis wirst Du haben, wenn Du Dir ein beliebiges günstiges Alu-Gimbal kaufst und etwas Feintuning reinsteckst. Meist sind sie mechanisch nicht ausgereift und du musst hier und da die Balance etwas verbessern. Das ist aber immer noch besser, als 2 oder 3 Motoren in der Größe 22xx mitsamt einem Controller zu kaufen (damit kommst Du schon locker auf den Durchschnittspreis eines China-Gimbals) und dann eine Mechanik von Grund auf zu konstruieren.

 

[Louger]

Da hast du mir ein paar schöne Seiten zum lesen gegeben, die fassen viele Infos auch allgemein für Gimbals zusammen Danke dir!

Es soll ein 3-Achser werden. Wenn dann richtig und auch mit guter Stabilisierung.

Fertig ist gut möglich, das stimmt. Bisher habe ich dennoch nie das gefunden, was ich wirklich wollte. Wie du eben auch schon schriebst. Entweder ist ein AlexMos-Klon verbaut. Einen Klon zu kaufen ist nicht gerade nett und updatefähig sind die Dinger dann meist auch nicht.
DYS Smart 3 z. B. braucht für fast alle Funktionen dann SBus, der ist zwar bei mir grundsätzlich vorhanden, allerdings möchte die Naza dann die gleichen Kanäle wie der Gimbal

Außerdem erscheint es mir doch gar nicht so teuer. Lassen wir kosten für die "Mechanik" weg, so bleiben 3 Motoren (3x15€? oder mehr?) und das Controller-Board inkl. Sensoren und Kabel (~25€). Gesamt also wohl nicht mehr als 75€, da bin ich auch günstig. Es sei denn ich nehme einen billig-China-Gimbal. Da macht es aber für mich den Eindruck, wer billig kauft, kauft zweimal.

Und der wichtigste Grund ist tatsächlich der Eigenbau. Fertiges Zeug ist schnell gekauft und ebenso schnell wieder uninteressant. Wenn du selbst etwas erschaffen hast, dann ist die Leidenschaft da. Und der Weg oftmals auch das Ziel
Wenn ich günstiger an die Bauteile komme kaufe ich aber auch gerne ein China-Gimbal und probiere damit rum. Wenn ich dann unzufrieden bin kann ich immernoch einen neuen Controller kaufen und loslegen.
Gibt es da denn Empfehlungen?

 

[franz hintermann]

Hi louger,
Habe auch immer selber gebaut, weil es mir spass macht, interessiert usw. Mein tip, fang einfach an,
Den storm32 kann ich dir empfehlen, geht sehr problemlos, motoren gibt es, ich glaub mamo. Ist insgesamt wirklich nicht viel arbeit. Und dann kannst du verfeinern.
Lg franz

 

[killertoast96]

Hey lounger,
Ich habe mir auch ein Gimbal für eine as100 aus Carbon gebaut. Den frame zu bauen war extrem Zeit und stressintesiv, weil ich leider keine vernünftige fräse habe...Das Problem hast du ja zum Glück nicht

Ich kann dir nach einigen Fehlschlägen auf jeden Fall nur ans Herz legen, so steif wie möglich zu bauen! Ich hab es auch erst ein wenig auf die leichte Schulter genommen und mir gedacht, für die kleine actioncam reicht dünnes Carbon und wenig Verstrebungen. Leider wurde mir nach den ersten nächtlichen Tuningorgien bewusst, dass der Gimbal alles andere als stabil genug ist. Also wieder Verstrebungen rein gemacht und probiert usw.. Nimm lieber 20 oder 30 Gramm mehr in Kauf und baue dafür stabiler!

Ansonsten kann ich das Storm32 vom Olli nur wärmstens weiterempfehlen! Auf seiner Internetseite sind ausserdem sehr viele Informationen, auch Anfänger tauglich.

Wenn du mit Carbon und/oder Yaw mit Schleifring arbeiten willst, würde ich auch eine NT imu (z. B. Cc3d atom) verbauen. Es gibt nichts ärgerlicheres, als ein Gimbal, der beim einstellen am Schreibtisch funktioniert, aber in der Luft ständig i2c errors bekommt...
Ich hoffe ich konnte ein wenig helfen. Bin übrigens der gleichen Meinung wie du, selber machen hat immer seinen Reiz und wenns dann klappt, dann ist es viel schöner als gekauft, weil man es mit eigenen Händen erschaffen hat!
Viel Spaß und Erfolg bei dem Projekt!

Mit freundlichen Grüßen,
Jean

 

[Louger]

Danke für die Unterstützung! Ich finds eben auch toll etwas selber zu entwickeln.

Ich hab mir jetzt dank einer günstigen Ebay-Auktion keinen von euch empfohlenen Storm32 gekauft, sondern einen Original AlexMos 8-Bit inkl. Board für 3. Achse (beides Flyduino).
Dazu gibt's noch 3 2208er Motoren und diverse Frästeil-Kits für unterschiedliche Kameras.

Rein Theoretisch ein fertiger Gimbal und ebenso werde ich ihn erstmal nutzen und Erfahrungen sammeln.
Wenn ich dann weiß, was ich noch besser machen kann, werde ich mich nochmal an einen Umbau machen.
Ich sehe jetzt schon Potenzial an diversen Stellen.

Was gibt es denn grundlegend bei der Mechanik zu beachten?
-so steif wie nötig, so leicht wie möglich.
-möglichst kompakt (mein Wunsch)
-Schwerpunkt sollte möglichst direkt auf den Drehachsen aller Motoren liegen

Gibt es Tricks den Schwerpunkt bei der Konstruktion leichter zu bestimmen, oder muss ich mit den Massenschwerpunkten von wirklich jedem Einzelteil eine Rechnung durchführen? (Statik-Grundwissen noch recht frisch).
Nachdem ich manche Projekte hier gesehen habe, die keine Einstellungsmöglichkeit geben, bin ich da aktuell etwas verwundert.
z. B.:GoPro-3-Achs-mit-Schleifring-aus-3D-Drucker
Hier sehe ich keine Verschiebemöglichkeit und kann dann wohl nur mit weiteren Gewichten ausgeglichen werden, was wohl eher suboptimal ist. Wird soetwas berechnet oder ist das Erfahrung? Wie rechne ich die Kabel mit ein?

lg
Roland

 

[LSG]

Den AlexMos 8bit würde ich gleich wieder loswerden. Hatte mich schon 2 Jahre lang mit rumgeschlagen. Ziemlich nerviges Ding. Wenn schon was mit 32 Bit und 2. IMU. Allein das Board für die 3. Achse kostet ja schon fast so viel wie ein kompletter Storm32.

Die Projekte, die du gefunden hast, haben alle einen fest eingestellten Schwerpunkt, der dann nur für eine Art von Kamera passt mit minimaler Toleranz. Ob berechnet oder ausprobiert, wird wohl jeder anders gelöst haben. Bei den fertigen ist´s bestimmt berechnet. Anderes extremes Beispiel, wo man wirklich jede Achse mit viel Spielraum und darüber hinaus noch einstellen kann: http://www.dys.hk/ProductShow.asp?ID=59
Kabel sind vernachlässigbar, sind ja nur dünne Litzen.

Was für ein Frästeil-Kit hast du gekauft? Willst doch nicht selbst konstruieren?

 

[r0sewhite]

-so steif wie nötig, so leicht wie möglich.

So steif wie möglich, so leicht wie möglich. Die Steifheit und Spielfreiheit bestimmt, wie gut Du später den Controller einstellen kannst. Ein gutes Ergebns erfordert einen schnell und stark reagierenden Controller, das setzt jedoch voraus, dass die Mechanik kein Überschwingen erlaubt.

-möglichst kompakt (mein Wunsch)

Für die eigentliche Funktion nur sekundär von Bedeutung. Je kompakter, desto weniger Massekräfte.

-Schwerpunkt sollte möglichst direkt auf den Drehachsen aller Motoren liegen

Nicht möglichst, sondern präzise. Ist der Gimbal abgeschaltet, muss die Kamera in jeder beliebigen Stellung stehen bleiben, in die Du sie von Hand drehst. Und zwar auf allen drei Achsen.

Dazu stehen Dir mehrere Möglichkeiten zur Verfügung:
1) Berechnen (funktioniert nur mit sehr guten CAD-Programmen und einer ordentlich vermessenen Kamera)
2) Mechanik einstellbar konstruieren, um den Schwerpunkt später korrigieren zu können
3) Schwerpunkte grob ermitteln und den Rest später durch Gewichte korrigieren
4) Am Modell arbeiten: Erste Trial-And-Error-Version mit grob errechneten Schwerpunkten erstellen, ausprobieren und am nächsten Modell korrigieren.

 

[Louger]

Gekauft habe ich alles im Set gebraucht und fertig zusammengebaut.

Dabei war:
-AlexMos 8-Bit 2-Axis Controller inkl. IMU von Flyduino
-AlexMos 3. Axis Controller von Flyduino
-AlexMos Bluetooth Modul von Flyduino

-2x 2208er Motor von Flyduino
-1x 2208er Motor von Quanum
-diverse Kabel

-Frästeilkit (keine Ahnung woher) siehe Bild. Zusätzlich mit vielen weiteren CFK-Teilen.

Die sind mir allerdings dann doch zu wuchtig. Gesamtgewicht ohne Controller, Kamerahalterung und Kamera sind bereits 310g!
Ich nutze das Kit jetzt zum ausprobieren und besser in die Materie kommen. Später gibt es dann entweder laminierte und gefräste Teile aus CFK oder 3D-gedruckte Teile.

Was den AlexMos angeht, der wird wahrscheinlich nicht lange bei mir verweilen, aber zum ersten ausprobieren reicht es erstmal und dann kostet der Storm auch nicht die Welt

Das erste 3D-Druckteil kommt morgen in den Drucker (hab leider nicht immer Zugang):

Ist zunächst ein Test um in die Materie reinzukommen und eine Montiermöglichkeit für die Kamera zu bekommen. Fixiert wird die Kamera durch dünne Moosgummi-Streifen in der Halterung und einem ordentlichen Klettband oben durch das Langloch.

Dazu stehen Dir mehrere Möglichkeiten zur Verfügung:
1) Berechnen (funktioniert nur mit sehr guten CAD-Programmen und einer ordentlich vermessenen Kamera)
2) Mechanik einstellbar konstruieren, um den Schwerpunkt später korrigieren zu können
3) Schwerpunkte grob ermitteln und den Rest später durch Gewichte korrigieren
4) Am Modell arbeiten: Erste Trial-And-Error-Version mit grob errechneten Schwerpunkten erstellen, ausprobieren und am nächsten Modell korrigieren.

Hier verwende ich nun mehr oder Minder zunächst Methode 3&4. Vom Schwerpunkt der Kamera ist die Welle etwas nach hinten versetzt, jedoch wird die Halterung ja auch ihr Hauptgewicht hinter die Kamera bringen. Je Nachdem wie gut der erste Test wird, wird die nächste Version ausfallen.
Die restliche Mechanik bleibt vorerst Einstellbar. Über das Berechnen mache ich mich mal schlau, ich arbeite zur Zeit mit Siemens NX, das normalerweise mit Schwerpunkten umgehen kann. Danke für die Info, da hätte ich auch selbst darauf kommen können . Das erklärt einige Projekte.

Auch werde ich mich in Zukunft an deinen Tipp halten und wohl steifer konstruieren, als ich es sonst getan hätte.
Ihr helft mir wirklich weiter, danke euch!

Habt ihr noch einen Verbesserungsvorschlag für die Halterung?