REALISATION D'UNE TETE PANORAMIQUE AUTOMATIQUE

Ce projet, en cours de réalisation, sera publié au fur et à mesure de son avancement. Nous ne distribuons aucun matériel mais sommes à disposition pour tout renseignement.

 BUT : Effectuer une série de prise de vue d'une manière entièrement automatique avec les moyens les plus simples possibles. La partie mécanique nécessitera un tour et du matériel classique et la partie électronique, la réalisation de circuits imprimés.

Remarque concernant les schémas et circuits imprimés : Nous avons adopté depuis longtemps les logiciels Splan pour les schémas et Sprint layout pour les circuits. Ces deux logiciels sont payants, mais remarquables de simplicité et de facilité d'utilisation. Ils sont téléchargeables en version complète limitée (pas de sauvegarde ni d'impression) sur le site de leurs concepteurs : http://www.abacom-online.de. A signaler sur ce même site, un programme gratuit à télécharger est mis à disposition pour visualiser et imprimer les fichiers.

 PRINCIPE : C'est l'association d'un entraînement mécanique par moteur pas à pas et un intervallomètre électronique. La commande du déclencheur de l'appareil photo se fait par fil ou par liaison radio (ce qui peut permettre de faire des photos à distance) et nécessite un appareil muni d'une prise adéquat (reflex CANON ou NIKON par exemple). Dans le cas d'un compact qui ne dispose pas d'une telle prise, on pourrait imaginer un système électromécanique placé sur le bouton du déclencheur.
L'appareil est fixé sur une tête rotative entraînée par le moteur au moyen d'une courroie crantée. Après un certain angle de rotation, le moteur s'arrête et le circuit électronique envoie un premier signal pour la mise au point (équivalent à la première moitié de la course du bouton sur l'appareil) puis un deuxième qui entraîne la prise de vue. Aussitôt l'appareil tourne d'un certain angle et le cycle recommence jusqu'à ce que le système soit arrêté manuellement.
La vitesse de rotation étant constante, on agit sur le temps entre deux prises pour faire varier l'angle de manière à avoir un recouvrement du champ de chaque photo.

Note : L'intervallomètre seul peut servir à faire une suite de photos qu'il est possible d'animer pour en faire une séquence vidéo simulant un film en accéléré. On peut ainsi suivre l'éclosion d'une fleur, la pousse d'une plante, la construction d'un bâtiment, etc. L'intervallomètre et le logiciel gratuit Virtual Dub permettent de faire tout cela et c'est ce que nous verrons dans un autre chapitre.

 PARTIE ELECTRONIQUE :

 Le plus judicieux aurait été de piloter le tout par un PIC. En dehors du fait que nous n'avons pas encore tâté à la programmation de ce genre de composant, il y aura encore pour de nombreuses années (espérons !) des composants discrets et qui permettront de reproduire facilement ce genre de montage. Alors qu'un PIC sans le programme...

1-1 COMMANDE DU MOTEUR PAS A PAS

Nous utilisons un moteur bipolaire (4 fils) de 200 pas par tour, tension 8 V avec une carcasse de 42 x 4 mm et axe diamètre 5 mm. Pour des raisons de simplicité, la commande de ce moteur se fait par deux étages de puissance intégrés L6203 (ST Microelectronics) et un circuit de contrôle L297 (ST Microelectronics).

Cliquez ICI pour le schéma.

Et le circuit imprimé double face (Cliquez sur la vignette pour agrandir)

1-2 INTERVALLOMETRE :

      1-2-1 VERSION ANALOGIQUE

L'oscillateur astable IC2 génère un signal carré de fréquence ajustable qui attaque le circuit du moteur pas à pas à travers une porte NAND. Cette porte laisse passer les impulsions pendant une période déterminée (réglable par potentiomètre) par le monostable IC1. Dans le même temps, IC1 attaque successivement deux générateurs de délai destinés à commander la mise au point de l'appareil (Rel1) et la prise de vue (Rl2). Quand cette séquence est terminée, une impulsion T4 redéclanche IC1 pour un nouveau cycle.
S1 permet le démarrage et l'arrêt de la séquence.
Les contacts des relais sont à câbler directement à la prise correspondante de l'appareil photo ou bien, comme ici, à un circuit de télécommande sans fil. Dans le cas d'un appareil à prise propriétaire comme le D90 de NIKON, il faut acheter une télécommande filaire MC-DC2, couper le cordon et faire un raccordement par jack. Ceci permet d'avoir une commande à distance polyvalente.

Cliquez ICI pour le schéma.

Et le circuit imprimé double face (en bleu côté composants, en vert côté cuivre par transparence) :
(cliquez sur les vignettes pour agrandir)

       1-2-1 VERSION DIGITALE (PIC)

Cette version fait appel à un PIC16F84A-04 cadencé à 4 MHz avec un résonateur céramique dont la précision est
largement suffisante dans cette application. C'est également une solution moins chère et qui économise de la place par la suppression des deux condensateurs de 22pF.
Un commutateur à 4 positions permet le choix de la focale et le bouton STOP commande la remise à zéro du PIC (MCLR).
Le PIC est programmé pour arrêter automatiquement la prise de vue après une rotation de 360°

Cliquez ICI pour le schéma et ICI pour le programme en BASIC.

1-3 ALIMENTATION :

L'alimentation fourni à partir du 12 volts de la batterie (3,5 A/h au plomb à électrolyte gélifiée) les tensions de 5 volts pour l'intervallomètre et 8 volts pour le moteur pas à pas. Ce dernier consommant une intensité non négligeable (1,3 A), il est prévu un radiateur sur le LM317.

Cliquez ICI pour le schéma.

Et le circuit imprimé double face (Cliquez sur la vignette pour agrandir)

1-4 TELECOMMANDE SANS FIL :

1-4-1 EMETTEUR :

1-4-2 RECEPTEUR :

Cliquez ICI pour les schémas.

Et les circuits imprimés (Cliquez sur la vignette pour agrandir)

PARTIE MECANIQUE :

Nous avons ajouté un amortisseur de vibration constitué par quatre patins en feutre qui frottent sur la platine de fixation.

   Cliquez ICI pour le plan mécanique.

Le coffret de commande incluant la batterie 12 volts :

Cette tête panoramique est utilisée avec un NIKON D90 et objectif AF-S NIKKOR 18 - 105.
Pour ceux qui ont la chance d'utiliser cet appareil, voici les données le concernant.
Compte tenu d'un recouvrement d'environ 30% entre chaque photo et d'une focale maximum raisonnable de 50 (75 en 24x36), nous avons le tableau suivant :

A noter que la distance entre l'axe de l'objectif et la semelle de l'appareil est de 42 mm.

C'est inutile de prendre les clichés en résolution maximum. Cela n'apporte rien au résultat final, sinon d'allonger considérablement le temps de traitement du logiciel. Nous avons adopté le JPEG FINE et S (2144x1424) pour la taille.
A cause du risque de bougé lors de la prise de vue (un moteur pas à pas, c'est un peu brutal...) nous mettons sur ON la temporisation miroir levé (1 s).
 

Pour ceux qui ont un autre type d'appareil, ils devront déterminer le point nodal pour chaque focale et le nombre de prises de vue pour un panorama de 360° avec recouvrement de 30%, toujours pour chaque focale. Ce dernier paramètre a été effectué expérimentalement avec une boussole pour connaître l'angle représentant ce recouvrement.

PROJET TERMINE ET OPERATIONNEL :

La critique principale que l'on pourrait formuler après cette réalisation est le manque de rigidité du au pied (pas du matériel pro !) à l'empilement mécanique et à la cornière en tôle alu de 2 mm supportant l'appareil. Cela oblige à employer des temporisations avant l'ouverture du rideau. Mais en dehors de ça, les résultats sont magnifiques.

A signaler pour ceux que le bricolage rebute mais qui sont prêts à débourser 300 $ (logiciel compris), qu'une version commerciale et plus sophistiquée existe dans le commerce. A voir sur : http://www.gigapansystems.com

page d'accueil
page 1 "Principe et Technique"
page 2 "La Tête Panoramique"
page 3 "Mise en place"
page 4 "Logiciels et Visualisation"
page 6 "Séquence animée à partir d'images fixes"