Synthicase and Softrock timelapse build video

I finally got around to throw my synths in a suitcase. It is a injection moulded case (Pelicase copy). The case consists of a x0xb0x bass synth, a Sonic Potions LXR drum machine, a Shruthi-1 synth, a MFOS noise toaster, and my DIY modular mixer consisting of mostly MFOS modules. The devices are mounted with velcro tape.

The LXR is not subjected to the best fit in the case, since I do not have right angle phono and MIDI cables.

I created a first tune with my Synthicase using the x0x as the master MIDI clock and the LXR sequencing the Shruthi. The x0x bass tune is a classic theme, probably heard before. Ok, here it goes, DJ DIYcrap in action:

By the way, the video shows me building the Softrock RXTX HF Transceiver. The video is shot using my DIY time lapse device and a Nikon D90. In other words, this video is truly DIYcrap.

OpenPanTilt electronics

It has been a while since I made the OpenPanTilt prototype. It is now available on Thingiverse:655790 and I am quite surprised about the feedback and attention it has gotten. Billions of people have now downloaded the design files (at least 430) and millions have asked me about the electronics (at least three individuals). It is about time that I provide some details. (I also plan to publish a few more time lapse videos to show this magnificent piece of equipment in action.)

The electronics consist of an Atmel ATMega328P-PU a.k.a barebones Arduino. The AVR is run on 16MHz and driven by 5V from a 7805 regulator. It can be bootloaded using something like this. Two optocouplers drives the camera (shutter and focus). I guess any optocoupler will do, but I used 4N35. Besides from a reset switch and some filtering caps here and there, thats it.

The stepper motors are driven by easydriver stepper motor drivers. I made room for three of these on the board, so it can drive a camera dolly in addition to pan and tilt.

The schematics was created in Kicad. This was my first project in Kicad, and since I was impatient, I used the autorouter in Kicad according to the instructions at Wayne and Layne.  I think the autorouter performed well for this small project.

When the board seemed fine, I created the gerber files using this guide at Toymaker Television. Notice the "mirror X-axis" when creating the drill file. Finally, I submitted the gerbers to OSH-park. The project can be found at OSH-park if you are interested.

The PCBs have excellent quality and the soldering goes like a blast.

Two Easydriver stepper motor drivers are fitted on the PCB (room for one more).

The user interface is simply a TM1638-based 8x7segment display with control buttons. It was ordered from China and can be found everywhere on the interweb. I soldered some wires going from the TM1638 PCB to my own panel mounted control buttons.

In the above picture you can see the extremely simple user interface. It works as follows:

1. Use the buttons to pan and tilt the head to the desired start position.
2. Press P1 (programs the start position).
3. Use the buttons to pan and tilt the head to the desired end position.
4. Press P2 (programs the end position).
5. Press Start. The Pan/Tilt head will now return to the start position and will start shooting.

You can optionally press the Menu button before programming to set the interval between each step and each picture.

This is extremely easy, but it works. The display shows the number of pictures shoot and the current pan/tilt position. I choose to use a 7-segment display just because I like the old school looks of it. A 20x04 LCD with a rotary encoder would, of course, be more sensible.  

The box has connectors for 12V DC, camera (shutter and focus), Pan stepper motor, Tilt stepper motor and an auxiliary stepper motor.

Some mistakes 

I did some mistakes while building the control unit. If you want to build something similar, you should try to avoid these.

First of all, the 12V power header for the stepper drivers was was reversed on my PCB layout, meaning that the driver did not initially get any power.

Hence, I had to modify the mounting of the easydrivers a bit (notice the white wire on the above picture). No big deal, but it means that you should not order these boards from OSH-park, even if the board was selected amongst the staff picks of the week. :-)

A second error on the board is that there is no protection whatsoever on the 12V DC. No diode, no polyfuse, no fuse. Nothing. At least a diode should be placed in there, somewhere.

A third thing that I was not aware of is that the easydriver board must be connected to a load. Without a load (i.e., a stepper motor), the driver IC will burn up. Totally stupid, but I burned up two boards this way, and had to wait forever to get some new boards from Shenzhen, China. Thankfully, they are easy to replace.

Summary

Ok. Thats it. I learned a lot while building OpenPanTilt. And, best of it all, it works. If you want to build something similar, or have comments, please let me know. I know Josh Sheldon was inspired by OpenPanTilt and has developed some of the ideas further, and I must say, with impressive results.

OpenPanTilt, a DIY 3D-printed Pan and Tilt head for DSLR timelapse photography

I hereby present OpenPanTilt, a 3D-printed Pan/Tilt head for timelapse photography with DSLR. This is a project I have been working on for some months. It is still not finished (i guess it will not ever be completely finished), but at least it is working. The above video shows a a video produced by OpenPanTilt. Scroll down to the end of this blog post to see a video demonstrating how the OpenPanTilt looks like. 

Introduction

Timelapse videos gets alot more interesing once some camera movement is introduced. There are mainly two methods to perform movement. The first is by using a camera dolly, an the second is by using a Pan/tilt head. Each method have their advantages and disadvantages. A dolly can typically create more interesting shots if there is an object in the foreground, while a Pan/tilt head can be useful regardless of the scene and it can also be more portable. I have created my own Pan/tilt head for timelapse purpose: OpenPanTilt. The source code and the design files are all available for download, and can be freely modified and hacked, hence the "Open".

OpenPanTilt is inspired by the design of Steven Brace and consists of similar worm drives and stepper motors as his design. However, OpenPanTilt is also inspired by RepRap 3D-printers, meaning that most of the parts can be 3D-printed, whereas the rest of the parts (except the gears) can be easily sourced from a nearby hardware store.

Parts

The unit consists of nine 3D-printed parts (the part numbers in the list correspond to those in the above figure):

1. Camera mount with mounting holes for quick-release plate
2. Left part of the cradle
3. Right part of the cradle. The left and right parts are identical.
4. Tilt mount which holds the left part of the cradle and a NEMA17 stepper motor.
5. Right tilt mount
6. An upper pan mount which connects the two tilt mounts with M8 Rods and space for a lazy susan bearing.
7. Top cover for the pan stepper motor box, which also has a space for the second half of the lazy susan bearing.
8. The pan stepper motor box, containing the second NEMA17 motor.
9. The bottom cover of the pan stepper motor box. A quick release mount can be printed as a part of the cover as an option. 

My 3D-printer (as seen above printing part 5) has a relatively small build volume (140x140x100mm), so the size of the parts are somewhat smaller than they should be. For example, by printing the tilt mounts (part 4 and 5 in the figure) a bit taller, it would be possible to tilt the camera some additional degrees before it crashes with the upper pan mount (part 6). However, the freedom of tilt movement depends heavily on the type of camera that is attached to OpenPanTilt. A small compact camera can be tilted 360 degrees with no problems at all whereas a DSLR with a huge lens will be more restricted in terms of movement. 

Hardware

The hardware pieces are as follows:

• 2x A-1Y-5MYK08RA Worm (from sdp-si)
• 2x A-1P-6MYK08R030 Worm Gear (from sdp-si)
• 2x NEMA17 stepper motor (The Pan engine should be max 40mm to fit inside part 8)
• 1x 25x42x11mm Axial Ball Thrust Bearing (a.k.a Lazy Susan bearing) (between part 6 and 7)
• 4x 8x16x5mm Axial Ball Thrust Bearing (on each side of part 4 and 5)
• 6x 5x12x4mm Bearing (2 each inside parts 4, 5 and 8) 
• 60cm 8mm threaded rod, to connect parts 4,5,6 (length depends on the size of the camera)
• 60cm 6mm threaded rod, to connect parts 1,2,3 (length depends on the size of the camera)
• 20cm 5mm threaded rod, to connects parts 4,2 and 3,5
• 12 M8 nuts
• 12 M6 nuts
• 12 M8 locking washer
• 12 M6 locking washer
• 5 M5x75mm hex bolts, to assemble the parts 7,8 and 9, and one for connecting the pan motor to 6.
• 4 M5 nuts
• 4 M5 washers
• 8 M3x15mm screws (for motor mounts)
• 1 Camera Tripod Quick Release Plate 1.5x2 Inches, such as this one
• Some M5 washers to align the worm gears
• M2 bolt to secure the tilt axis to the M5 rod connected to the tilt stepper motor.

Assembly

The assembly is straightforward. Just as when assembling a RepRap printer, the parts, and particularly the holes, might need some adjustments after printing. This video describes the process. When that is done, there are many ways to assemble the unit. Below I describe my method:

1. Start with cutting the M6 rods into two pieces. These two pieces connects the pars 1, 2 and 3 Make sure that the rods has sufficient length to ensure that your camera fits between 2 and 3, even with cables (such as power and remote control) attached. Then, assemble the cradle with M6 nuts and washers.
2. The second step is to cut the M8 rods in adequate lengths and assemble the parts 4,6 and 5 with M8 nuts and washers. 
3. The third step is to mount the pan stepper motor and the gears into 8 and mount the lid (7) to the pan unit (6) with the axial thrust bearing in between. 
4. The fourth, and final step, is to mount the tilt stepper motor with its gears into 4, and use two M5 rods and some bearings to connect the cradle (i.e., parts 1,2,3) to the left and right tilt unit (4 and 5). Part 2 must be fastened to the M5 rod connected to the tilt gearing by drilling a hole in the rod and fitting a M2 bolt through the hole in part 2.
5. Voila, the OpenPanTilt is finished!

The verdict

The units works excellent. I have also created the electronics to control the unit, consisting of a Atmel ATMega328, a couple of stepper motor controllers, power supply, and some opto couplers. A future blog post will describe the electronics and provide some timelapse videos created with the unit.

UPDATE:
OpenPanTilt is now available at thingiverse: http://www.thingiverse.com/thing:655790

Building a x0xb0x synthesizer

I just finished my x0xb0x synth. It is a Roland TB-303 clone which was originally developed (or reverse engineered) by Limor Fried at adafruit. The kit I built was from willzyx.com.
The timelapse video below shows the complete build. It took me about 10 hours to complete the synth, and luckily it worked straight away.

I am sorry about the rubbish soundtrack in the video. It was just about the first sound coming out of the box recorded and produced live in a really amateurish way (in other words, it is DIYcrap).

Anyway, it was a really fun kit to build. Although the kit consists of more than 500 components, it is fairly simple to build as long as you keep everything in order. All parts came in clearly labeled bags and not a single piece was missing from the kit. Willzyx is highly recommended!

Day to night to day timelapse

Recently I created a timelapse of a day-to-night-to-day transition. I used my Nikon D90 on Aperture priority and a ND8 filter. To assemble the timelapse, i used Frosthaus Sequence. Although the video is slightly boring, and there is no music, I am still quite satisfied with the result.

Timelapse #3 (Fotografering)

Dette er del tre i timelapse-eventyret mitt. Del en ga en generell oversikt mens del to omhandlet bygging av en egen timelapse enhet (eller intervalometer) for å styre et Nikon speilreflekskamera.



På videoen over vises mitt første forsøk med timelapse. Kameraet ble plassert på verandaen og mitt DIY-intervalometer ble stilt inn på 15s interval. Opptaket startet klokken 18:34 og gikk til batteriet på kameraet gikk tomt klokken 01:35 syv timer senere. Da hadde jeg i alt 1276 bilder.

For å unngå flimring i timelapse-videoer bør kameraet stilles inn på manuell fokus, manuell eksponering, og manuell hvitbalanse. Manuell eksponering er imidlertid temmelig ugunsting dersom lysforholdene endrer seg gjennom forløpet. Jeg valgte å stille inn kameraet på blenderprioritet. Første bildet i serien ble dermed 1/4000s (noe overeksponert) mens siste bilde før batteriet takket for seg ble tatt med en lukkertid på 30s. Lukkertiden ble dermed etterhvert lengre enn intervaltiden. Dette førte til at antall bilder per minutt gikk ned fra 4 i starten til 2 i slutten. Dette fenomenet kan observeres som en hastighetsøkning ved ca 0.46 i videoen.

Med automatisk lukkertid er det vanskelig å unngå flimring i videoen. Jeg brukte Sequence for å lage selve videofilmen. Dette programmet har en deflicker-funksjon som fungerer ganske greit. Dette skal jeg teste mer.

Jeg valgte til slutt å legge på noe musikk med iMovie. Det finnes så klart både bedre og mer egnet musikk, men jeg valgte kjapt og greit fra en side som tilbyr creative-commons musikk: http://freemusicforvideos.com

Det som var litt synd med denne videoen var at kamerabatteriet tok slutt idet stjernene kom frem og gjorde scenen spennende.  "Future work" blir nå å lage en løsning som gjør at kameraet kan drives fra et eksternt og mye større batteri.

Timelapse #2 (Bygging)

Dette er del to i timelapseopplegget. Del 1 finner du her. I denne delen skal jeg beskrive hvordan man kan lage et eget intervalometer til Nikon D90.

Det finnes to fremgangsmåter for å styre kameraet. Den ene varianten styrer kameraet med en IR-diode som i dette eksempelet. Den andre metoden, og den som jeg foretrekker, er å benytte en kabel som kobles til kameraet i GPS-porten. Jeg tok utgangspunkt i metoden som nevnt på instructables.

Her er de komponentene som jeg brukte:

• Trådutløser for Nikon D90 ($4.00)
• Arduino Keypad shield ($7.99)
• Arduino UNO R3 ($17.40). Nå selges en ny versjon til 24.40.
• Div transistorer og motstander (15kr)
• Breadboard ($2.2)
• Boks fra Jernia (29kr)

Dette ble tilsammen ca 230 kroner. Man kan komme enda billigere unna (halv pris) ved å bruke en Arduino Nano, og justere intervallet med et potmeter istedet for med knapper og LCD. En annen fordel med dette er at løsningen vil ta mindre plass og bruke mindre strøm. Uansett hva man velger blir grensesnittet til kameraet det samme. Dette grensesnittet lages enkelt ved å klippe i trådutløseren og få rede på hvilke ledninger er henholdsvis fokus, lukker og jord. I den kabelen jeg kjøpte var sort fokus, rød lukker og hvit jord.

Når det er gjort, er det bare å trekke henholdsvis fokus og lukker til jord med et par transistorer. Disse styres så av to pinner fra mikrokontrolleren. Det som er viktig er å aktivere fokus før lukkeren.

Kameraet styres enkelt med en mikrokontroller og to transistorer.

Det kan være lurt å bruke et breadboard for å teste en krets første gangen. Iallefall om man er litt usikker på hvilke ledninger som skal hvor.

Første prototyp montert på breadboard kommuniserer fint med Nikon D90

Koden som trengs for å aktivere fokus og lukker er så enkel som dette (detaljer kan du finne her):

      digitalWrite(focusPin, HIGH);
      delay(10);
      digitalWrite(shutterPin, HIGH);

Når kretsen fungerer på et breadboard er det bare å lodde det hele sammen. Jeg valgte et perfboard i passende størrelse og loddet av hjertens lyst.

Arduino med display og en enkel loddet krets

Så er det bare å putte herligheten i en passende boks, og dermed er det ferdig. Jeg brukte en liten boks fra Jernia som hadde pakning og det hele og skar passende hull til kabling. 

Ikke spesielt vakkert, men det er noenlunde vanntett og støtsikkert.

Siden Arduino UNO-kortet kan drives med 5V fra USB gjorde jeg strømforsyningsdelen enkel ved å benytte et USB-batteri, du vet, et sånt som man lader mobiltelefonen med når man er på tur. Dette fungerte utmerket.

Kildekoden til min prototyp ligger her. Den er veldig uferdig, og menysystemet, som er ganske amatørmessig kodet, representerer brorparten av koden. Jeg har forberedt koden slik at man kan sette maks antall bilder. Planen er også å legge inn annen funksjonalitet etterhvert, men til nå er det kun mulig å justere intervallet.

Dersom du har tips til forbedringer eller annet, kommenter under. Etterhvert skal jeg legge ut noen filmsnutter som er produsert med intervalometeret.

Timelapse #1 (Intro)

I denne serien skal jeg kaste meg ut i timelapse-eventyret.

Timelapse er en teknikk som i korthet går ut på lage en video i hurtigfilm. Prinsippet illustreres enklest med et eksempel. Man tar et kamera, setter det på et stativ og retter det mot et objekt av interesse. Dette objektet bør da være ett eller annet som det kan være artig å se forløpet av over tid. Dette kan for eksempel være en tomat som råtner. Man lar så kameraet ta et bilde f.eks. hvert sekund og lar dette pågå lenge nok til at den endringen (her forråtnelsen) man ønsker å observere har skjedd. Deretter settes disse  enkeltbildene, som gjerne blir flere tusen, sammen til en film. Når denne filmen spilles av med 25 bilder per sekund spilles forløpet av i 25 ganger normal hastighet. Tar man et bilde hvert tiende sekund, vil filmen spilles av i 250 ganger normal hastighet, osv. For å se forløpet av en tomat som råtner vil man måtte øke tempoet enda mer enn dette.

Eksempel over viser en av de mange flotte Timelapse-videoene som ligger ute på nettet.

En (av mange) utfordringer med denne teknikken er at de færreste kameraer har noen funksjonalitet for å ta bilde med faste intervaller. Når man først har anskaffet seg et digitalt speilreflekskamera og en bag full med kostbar optikk er det heller ikke bare å bytte til det merket eller den modellen som har Timelapse-funksjonalitet.

Jeg har et Nikon D90, som har vært en trofast følgesvenn i fire år, og har ingen intensjon om å bytte ut dette. Løsningen for å komme seg inn i timelapse-eventyret er derfor en av disse:

1. Å manuelt aktivere lukkeren hvert X sekund. Dette vil for det første raskt kunne føre til innleggelse på en eller annen klinikk, siden det kreves at man er fysisk til stede under hele opptaket følger klokken til punkt og prikke og presser utløserknappen omhyggelig hvert X sekund. For det andre vil det kunne føre til at kameraet forflytter seg bittelitt, noe som kan spolere hele opptaket. Dette alternativet utgår av denne grunn. Dessuten er det ikke nerdete nok.
2. Man kan benytte en PC/MAC og styre kameraet over USB. Selv har jeg forsøkt Sofortbild for MAC. Dette er en løsning som i og for seg fungerer, men er veldig begrensende i og med at man må ha med seg datamaskinen med nok batterier til å gjennomføre hele opptaket. Dette kan ta timer. Etter å ha prøvd det, syntes jeg heller ikke at det ble veldig stabilt. Av og til stoppet hele opptaket.
3. Det tredje alternativet er å kjøpe et intervalometer. Dette kobler man på en port på kameraet, stiller inn på valgt interval, og fyrer løs. Det finnes både kostbare (1495kr) og ganske rimelige ($23.9) enheter på markedet. Hvis man skal ta timelapse-hobbyen til et høyt nivå, kan det være at det er noen funksjoner man skulle ønske at disse enhetene hadde. For eksempel bulb-ramping eller styring av en slede. Men den største ulempen er selvsagt at dette ikke er nerdete nok. Man går da ikke hen og kjøper en billig dings man kan lage mye dyrere selv?
4. Alternativ fire er naturlig nok å lage timelapse-enheten selv. Dette er det eneste alternativet som sikrer ønsket resultat og gir nok nerde-kred.

I neste bloggpost vil jeg presentere hvordan man kan lage sin eget intervalometer. Følg med!