Open Brushless Gimbal

Brushless Gimbal W

La Brushless gimbal W (BGW), entièrement imprimé en 3D, en PLA, permet de stabiliser une Go Pro 3 (et bientot d'autres petites cameras HD), en roll et en tilt.

Le plan est en licence open source creative comon
La stabilisation est assurée par une carte brushless gimball, la motorisation de la nacelle se fait par moteurs brushless. La commande de tilt est possible via la télécommande.
Les moteurs brushless sont utilisés un peu comme des actuateurs ce qui donne un mouvement particulièrement lisse contrairement aux servos utilisés sur les anciennes nacelles.

 Le  capteur de position est solidaire de la camera, ce qui garantit un alignement toujours parfait et des corrections instantanées.
Le résultat est impressionnant et permet de stabiliser à la perfection les videos, notamment les videos embarquées sur un multicopter.
L’intérêt de cette nacelle est son efficacité avec du matériel facilement accessible et abordable, elle est très légère et les plans sont en open source. Elle peut donc être imprimer en 4 heure sur n'importe quelle imprimante 3D pour un coût modique.

Télécharger les plans ici sur Thingiverse .

Le coût à ce jour :
Structure  : 2€ de PLA
Moteur : autour de 40€ la paire
Carte de controle de 150 à 35€

Total 80 à 200€

La nacelle peut être commandée chez sculptéo :


Structure

La nacelle nu pèse autour de 30g. Elle est composée de plusieurs pièces assemblées par vis 3mm, la structure est optimisée pour faciliter l'impression 3D sur des imprimantes "amateur" type reprap :

-Le support de nacelle : Il permet de recentrer le centre de gravité de la nacelle sous le point d'attache pour faciliter le travail des silent bloc.

-Le bras de liaison entre les 2 moteurs. il est lui même constitué de 2 bras visés entre eux. La liaison bras-moteur sur fait par serrage autour de la cage de ces derniers.

-Le support de camera, c'est un boitier minimaliste qui permet de bloquer la camera, en gardant un accés complet aux connexions et aux commandes. La camera est maintenue par friction.

-Le Système de suspension : Ce sont 2 platines reliées par silent bloc (perçage standard de 10mm) pour fixer la nacelle et filtrer les vibrations. Ces silent bloc représentent le point le plus délicat de la nacelle, les cameras HD tel la gopro sont hyper sensibles aux vibrations moteur qui occasionnent un horrible  "Gelow".
On trouve les amortisseurs dans différentes boutique, goodluckbuy par exemple , chercher "damper" ou "rubber ball."

Les pièces sont slicées avec Cura, imprimées sur mon ultimaker. Le temps d'impression total pour une nacelle complète est d'environ 5 heures.




L'electronique embarquée :
La carte que j'utilise est une carte Drotek. Elle est animée par le firmware alexmos.
On truuve de plus en plus de cartes brushless, on peut avoir des surprises avec certaines cartes chinoises (rctimer pour ne pas les citer).
L'imu, c'est à dire le capteur est collé au double face sur le boitier camera.

La motorisatrion :
Elle est assurée par des moteurs 22mm, dans mon cas des protronik. Ces moteurs reprennent le même chassis que des moteurs de propulsion classiques, le bobonage est différents : fil plus fin , plus de tours, pour arriver à une résistance interne de 70 Ohm. RC timer porpose aussi des moteurs. Tous les moteurs spécial brushless gimbal 22mm sont comatibles.
Des moteurs testés :

protronik 

http://www.a2pro-online.com/moteurs-brushless-pro-tronik/moteurs-pour-nacelle/moteur-pro-tronik-dm2210-kv-120-pour-nacelle.html

rctimer

http://www.rctimer.com/product_871.html

drotek

http://www.drotek.fr/shop/en/home/160-gimbal-brushless-motor.html

Le montage :
Le moteurs sont serrés dans leur cage par 2 vis 3 x 20mm, pas la pein de serrer trop fort...
Les axes moteurs sont coupés au disque à tronçonner au raz de la cage.
Le boitier camera est visé avec de M3x5 tête fraisée. Le capteur est collé sous la boitier (double face)
Le bras de suspension est vissé au moteur en M3x5
La platine support de silent bloc est vissée avec 2 vis 3x5mm.
Enfin la platine support est vissé en 3mm au châssis du multicopter.
Le cablage est un point important : 10 fils relient la nacelle à la carte , or il faut conserver une certaine souplesse dans le fonctionnement.
Le cable servo 3 brin très fin convient pour cabler les moteur. Pour l'imu, qui utilise 4 fil, j'utilise des fils d'écouteur d'ipod ou équivalent, très souple et très solide.