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飞宇稳定器拆解:握杆的手,不怕颤抖
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飞宇稳定器拆解:握杆的手,不怕颤抖

2020-11-03 13:54:48 来源:半导体器件应用网 作者:欧蕾伊 点击:5040

【大比特导读】如今伴随着视频自媒体、现场直播、Vlog(视频博客)等新兴信息载体的普及,手持稳定器成为人们拍摄视频必备的辅助工具之一,那么近期《半导体器件应用》杂志便对一款来自飞宇科技的三轴手持稳定器 SPG-C 进行拆解图解,为大家带来现如今稳定器是如何俘获人们的芳心?

在这个信息碎片化的时代里,一张静态的图片远远不足以视频传播的信息更具有吸引力,人们开始越来越喜欢用视频记录生活的精彩动态,过后再用最真切地心态去感受这些创作所能带来的情感交织,不管是生活上的诗意还是遍地鸡毛,都让记忆在脑海碰撞中不再模糊,从某种意义上来说这算是一件颇具仪式感的事情。

但是从现实情况出发,这般“诗和远方的浪漫”背后,却是要求拍摄者视频的每一帧画面都是稳定的、连贯的、美感的、共情的、伤感的......其中画面的稳定和质感是让我们享受酣畅淋漓体验的前提,特别在移动摄像机的时候,如果你没有一双麒麟臂辅助,那么就很有可能拍摄出让观看者感到烦躁、疲劳甚至产生呕吐感的抖动画面。

所以为了保证观看者的舒适感,又能兼顾到镜头表现力的需求。1973年,美国人盖瑞特·布朗(Garrett Brown)发明了一台极具有革新意义的机器——布朗稳定器(后来更名为斯坦尼康)。该种稳定器由于采用了大量的机械式平衡设计,可以使摄像机更好灵活地穿梭在不同的视角维度,从而稳定的拍摄出有表现力的镜头且保证了观看者的观影舒适感。

如今又伴随着视频自媒体、现场直播、Vlog(视频博客)等新兴信息载体的普及,布朗稳定器这种专业级别的设备也开始通过不断的改造升级,逐渐调整到普通玩家也能很好地驾驭移动拍摄的方式,再搭配上手机、运动相机、微单等小型录像设备,极大程度上提高了视频画面的整体质量。

那么,近期《半导体器件应用》杂志便对一款来自飞宇科技的三轴手持稳定器 SPG-C 进行拆解图解,为大家带来现如今稳定器是如何俘获人们的芳心?

手持稳定器的工作原理

稳定器实际上是由三个陀螺仪组成的,陀螺仪是基于角动量守恒理论设计用来传感与维持方向的装置,主要位于轴中心的可旋转转子,转子是属于微型的无刷电机,通过电子控制器控制无刷电机的方向和速度。一般情况下,每一个陀螺仪代表了一个维度,在三轴稳定器上就分别配备了航向轴、俯仰轴、横滚轴。

飞宇科技三轴手持稳定器 SPG-C 产品外观

SPG-C整体外观

SPG-C整体外观以黑色为基调,三轴部分采用金色边圈点缀,机身采用铝合金材质,表面有添加喷砂工艺处理,既做到耐用坚固,又能防尘防指纹,总重量为335g。

SPG-C手柄上方右侧的机身标有产品型号

SPG-C手柄上方右侧的机身标有产品型号

SPG-C手柄上方左侧采用常见的MICRO-USB接口

SPG-C手柄上方左侧采用常见的MICRO-USB接口,外部盖使用防尘橡胶材质,据了解,该款产品的充电接口只能达到5V/0.5A的充电功率。

SPG-C手柄上方背面处设有一枚手动数码变焦按键和1/4英寸螺丝孔位

SPG-C手柄上方背面处设有一枚手动数码变焦按键和1/4英寸螺丝孔位,依靠该数码变焦按键可轻松实现专业化镜头,但缺点是会对画质有所影响,而且在变焦过程中的错顿感会较强。

SPG-C手柄上方正面为操控区域

SPG-C手柄上方正面为操控区域,从左到右依次是状态指示灯、四向摇杆、电源/功能键、蓝牙快门。四向摇杆为控制稳定器仰俯、旋转;电源/功能键为通过不同组合方式来实现稳定器的目标追随、复位等多种操作形式。

移动设备放置处为弹簧夹

移动设备放置处为弹簧夹、内嵌软胶垫,支持最小内径47.76mm、最大内径为82.40mm;此外,由于夹具设计较紧,拉开时会需要稍微用力。(不配置重块的情况下,手机重量<165g)

飞宇科技三轴手持稳定器 SPG-C 产品软件与操控方面

飞宇SPG-C稳定器的设置是通过Feiyu ON APP来实现特殊的拍摄效果

飞宇SPG-C稳定器的设置是通过Feiyu ON APP来实现特殊的拍摄效果。以IPhone XS为例,就需要换上轻配重块才能让手机达到平衡位。

在拍摄取景界面左侧是功能菜单栏

在拍摄取景界面左侧是功能菜单栏,其云台设置中可发现有三轴电机跟随速度的调节,配合四向摇杆控制来实现精准微调达到稳定器最佳的工作状态。另外,拍照功能也支持自由全景、快速全景、超广角、延时、光轨、人脸跟踪等。

飞宇科技三轴手持稳定器 SPG-C 拆解

第一步:首先找到操控区域与手柄电池罩之间的旋转处,随即旋转后取出电池与电池罩。

第二步:热风加热几秒俯仰轴外部的皮质圆贴膜,随后可轻松撕下贴膜,再用螺丝刀卸下其表面下的3颗螺丝,拧开外部盖板以及拔出与PC设备电源供电的类似的插拔接口,便可清晰可见俯仰轴电路控制板

第三步:与上同理操作,便可清晰可见横滚轴电路控制板

第四步:卸下操控区域与航向轴连接的3颗螺丝,握紧操控区域部分拔出连接两端的插针,便可分离操控区域与航向轴部分。

第五步:拔出电路板与电机模块连接的插拔接口,便可完整取出各轴向的电路控制板。

第六步:用刮片沿着操控区域背面的缝隙,撬开外部盖,便可清晰可见该区域电路板结构。

在进行第一步拆解后;整体一览

在进行第一步拆解后;整体一览

在进行第二至第五步拆解后;可得横滚轴、航向轴、俯仰轴与各自部分的控制电路板一览。

在进行第二至第五步拆解后;可得横滚轴、航向轴、俯仰轴与各自部分的控制电路板一览。

横滚轴与俯仰轴为通用横滚俯仰电机;航向轴为低内阻航向电机。

在进行第六步拆解后;操控区域背面内部一览

在进行第六步拆解后;操控区域背面内部一览

红线所连接的其中一端范围为电源的正极

飞宇科技SPG系列通用的可充电ICR 22650专用圆柱锂电池

电池方面,飞宇科技SPG系列通用的可充电ICR 22650专用圆柱锂电池,3.7V,3000mAh的电量满足长时间的拍摄需求,据官方资料显示,可达7小时的超长续航。

优点:容量较大、寿命长、安全新高高电压高内阻小,不具备记忆效应,随时可接受充电状态。

电机部分

每一个方向轴都配有一个无刷电机,每个电机都需要单独的电路控制板来进行驱动。其中由主要核心的控制电路面板运算控制算法内容,随后将内容指令发送到方向轴的电路控制板,实现三轴电机转动来稳定控制。

用户通过四向遥感以轴向角度来达到控制效果,并且可以根据偏移的角度或力度来准确反馈电机的速度。另外,每个电机与轴承连接位置都有进行润滑油设计,此作用可降低内部噪音,以及在受到外力作用干扰下,不会对轴向角度产生较大的偏移,提高稳定性。

主控面板部分

三个方向轴的主控面板正面一览

三个方向轴的主控面板正面一览

其主控面板上的芯片器件类型基本一致,皆配有一颗32位的微控制器、运算放大器、贴片晶体谐振器;两颗钽电容;以及部分丝印芯片。

三个方向轴的主控面板背面一览

三个方向轴的主控面板背面一览

主控芯片部分是采用意法半导体(ST)的STM32F103C8T6增强型系列

主控芯片部分是采用意法半导体(ST)的STM32F103C8T6增强型系列,芯片架构为高性能的ARM 32位的Cortex™-M3 CPU ARM® Cortex™-M3 32位的RISC内核,工作频率为72MHz,内置高速存储器(高达128K字节的闪存和20K字节的SRAM),丰富的增强I/O端口和联接到两条APB总线的外设。所有型号的器件都包含2个12位的ADC、3个通用16位定时器和1个PWM定时器,还包含标准和先进的通信接口:多达2个I2C接口和SPI接口、3个USART接口、一个USB接口和一个CAN接口。

优势是实现了MCU的需要提供了低成本的平台、缩减的引脚数目、降低 的系统功耗,同时提供卓越的计算性能和先进的中断系统响应。

另外,该器件可与所有的ARM工具和软件兼容。

应用领域:

● 电机驱动和应用控制

● 医疗和手持设备

● PC游戏外设和GPS平台、工业应用

● 可编程控制器(PLC)、变频器、打印机和扫描仪

● 警报系统、视频对讲、和暖气通风空调系

德州仪器(Texas Instruments)的通用运算放大器LMV358系列

德州仪器(Texas Instruments)的通用运算放大器LMV358系列,该装置采用低压(2.7V至5.5V)低电压工作放大器,具有轨对轨输出摆动,且工作电压从5V降至30V,封装尺寸降至DBV(SOT-23)封装尺寸一般,属于最经济有效的解决方案,可用于各种应用场合。

应用领域:

●空调电机控制

●便携式媒体播放器

●DC/DC模块

●冰箱、洗衣机

德州仪器运放LMV358 IC 基础说明

德州仪器运放LMV358 IC 基础说明

钽电容器件47uF 耐压为6

钽电容器件47uF 耐压为6

钽电容全称是钽电解电容,也属于电解电容的一种,由于钽电容内部没有电解液,很适合在高温下工作。这种独特自愈性能,保证了其长寿命和可靠性的优势。但缺点是容量较小、价格也比铝电容贵,而且耐电压及电流能力较弱。

贴片晶振SJK 12.000

贴片晶振SJK 12.000

产品特征:无铅、高精度特性,最高可达高频范围,适用于自动安装和回流焊;是蓝牙无线通讯设备的最佳选择,同时适用于DSN,PDA和移动电话。

NORDIC的蓝牙无线芯片模块N51822系列

操控区域内部:NORDIC的蓝牙无线芯片模块N51822系列,是一款为超低功耗无线应用(ULPwirelesss applications)打造的多协议单芯片解决方案。它整合了Nordic一流的无线传送器,同时支持Bluetooth(R) low energy 和专用的2.4GHz协议栈。

该器件特点:通信距离:30m(条件:空旷区域 / 1M速率),工作频段为2.4GHz,工作电压为2.0V ~ 3.6V,温度范围为-40℃ ~ 85℃,尺寸为24.5mm x 32.26mm(PCB),接口为除P0.26和P0.27外,所有I/O接口,排针间距为2.00mm,两侧排针间距为18.00mm,天线为板载天线。

应用领域:

● 可穿戴设备

● 蓝牙智能应用

● 移动电话外设

● RF智能射频标签

● 智能家用电器、工业控制、数据采集系统

NORDIC的蓝牙无线芯片模块N51822系列基础介绍

NORDIC的蓝牙无线芯片模块N51822系列基础介绍

芯科科技(SILICON LABS)的USB转串口芯片CP2102系列

操控区域内部:芯科科技(SILICON LABS)的USB转串口芯片CP2102系列,该器件由单芯片USB到UART数据传输,可集成USB收发器:不需要外部电阻,集成时钟:不需要外部品体,温度范围为:﹣40至+85℃。

电源复位电路为3.3V输出(CP 2102)-3.45V输出(CP 2109),与CP 2101兼容的100%引脚和软件。供电电压自助式:3.0至3.6V;USB总线供电:4.0至5.25V;USB功能控制器可做到USB规范2.0兼容,全速(12Mbps);通过挂接引脚支持USB暂停状态。而且封装符合RoHS标准的28针QFN(5x5毫米)。

芯科科技(SILICON LABS)的USB转串口芯片CP2102系列基础信息

芯科科技(SILICON LABS)的USB转串口芯片CP2102系列基础信息

全部拆解完毕

全部拆解完毕

半导体器件应用网总结

半导体器件应用网通过拆解了解到,飞宇手持稳定器 SPG-C整体是由手柄、操控部分和支撑云台三部分组成。其内置一颗可充电圆柱锂电池22650,搭配德州仪器的通用运算放大器LMV358,可实现电池稳定充放电以及为三轴电机提供供电,同时主控模组部分采用了意法半导体的STM32F103C8T6增强型系列、NORDIC的蓝牙无线芯片模块N51822系列、芯科科技(SILICON LABS)的USB转串口芯片CP2102系列以及其他重要元器件,所以做到有出色的信息运算能力,确保通信距离更长以及连接更可靠稳定,同时进一步提高组件的的能效,而且具备超低功耗可延长电池续航时间,使得智能控制稳定器在通电后能按照设计要求,正常的进入工作状态且保持较高的精确度。

此外,稳定器的结构和平衡也相当重要,三个无刷电机控制不仅抵消了拍摄者手抖或因前进后退造成的画面抖动,还可以在物理平衡的状态下使自身电机负载达到最小、最省电。在结合了智能防抖算法后,就算遭受外力作用下也可回位迅速,且位置精准,不得不说此款产品的电机算法和电机扭力已经足够满足大部分人的使用要求。

总之,对于普通用户来说,拍摄工具是提升拍摄手法和创意的好帮手,此款产品除了常见的功能外,一些专业的功能也可以在拍摄取景界面左侧按键调出,完美解决了一般手机的抖动问题,让拍摄出更凸显个性且满意的作品变成一件简单的事。

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