Квадрокоптер на Arduino

Больше никаких вертолетов: как дроны меняют кинематограф

Давно миновало время, когда производителям инди-картин приходилось тратить больше половины бюджета даже на не слишком важные несколько секунд, снятых с воздуха. Теперь новые ракурсы доступны каждому – достаточно обзавестись беспилотником с камерой и, желательно, художественным вкусом.

Несмотря на то, что многие студии и отдельные режиссеры начали применять дроны несколько лет назад, ниша по-прежнему остается не полностью занятой – есть спрос и со-стороны зрителей, и со стороны студий, а значит, есть возможность заработать для тех, кто готов предложить студии более-менее профессиональные услуги.

https://www.youtube.com/watch?v=s873edJaZpg

Конечно, когда мы говорим о кино, речь не идет о банальной съемке с беспилотника, как с мобильного телефона,  – что годится в варианте “глаз с неба”, то не подойдет для требовательных режиссеров.

Благо современные модели даже сравнительно небольших мультикоптеров, например DJI Inspire 1, позволяют дистанционно изменять настройки камеры (апертуру, выдержку и ISO) в режиме реального времени .

В полете можно управлять карданным подвесом, наклоняя камеру или наклонять сам беспилотник – и все это с одного пульта. Разрешение видеосъемки в 4K при 24 кадрах в секунду вполне достаточно для большинства случаев.

На видео представлен ряд примеров того, какие кадры можно получать с использованием БЛА:

Какое влияние появление дронов оказало на кинематограф?

Режиссеры и операторы ищут идеальные кадры. При этом многие инди-разработчики отмечают, что использование БЛА привлекает к съемочной группе излишнее внимание – профессиональные дроны собирают толпу зевак намного большую, нежели операторский кран. Юридические ограничения на съемочные полеты пока действуют лишь в ряде стран, однако кое-где их уже приходится учитывать.

Сколько нужно тренироваться оператору, чтобы преуспеть в пилотировании дрона,  задействованного для профессиональных съемок?

Порядка 200 часов. Впрочем, если вам доводилось управлять камерой, размещенной на операторском кране – период обучения окажется еще меньше: алгоритмы управления схожи.

С другой стороны, обучение чему угодно, становление настоящим мастером – это практически бесконечный процесс.

Даже опытные операторы говорят о том, постепенно движения камеры БЛА становятся все более точными, а получаемые ракурсы все более интересными.

Какие ошибки можно ожидать?

Не стоит переоценивать угрозу, исходящую от вашего БЛА и страховать его на миллионы. Понятно, что начинающий пилот может разбить дрон стоимостью в несколько тысяч долларов (и съемочную аппаратуру) или даже задеть кого-то из “звездного” актерского состава.

Но все же обычно беспилотник используется для плавной съемки пейзажей с высоты, так что он вряд ли с кем-то столкнется. Риск разбить девайс, безусловно, ненулевой, поэтому многие советуют вначале поучиться рулить беспилотником налегке, не устанавливая на него съемочную аппаратуру. Страховка тоже не помешает, но будьте реалистами в оценках возможно ущерба.

И не снимайте с беспилотника над Красной площадью или рядом с аэропортом – если не хотите неприятностей.

Можно ли сэкономить, используя беспилотник вместо вертолета?

Безусловно. Конечно, расценки на аренду вертолета встречаются разные, но примерно аренда вертолета, камеры и подвеса, а также оплата услуг оператора стоила порядка $3 тысяч за час в воздухе.

Купленный за те же деньги беспилотник, при бережном к нему обращении, способен служить годами.

К тому же, его можно подвести намного ближе к людям, животным и другим объектам, – при должной сноровке БЛА пролетит между домами или деревьями, словом, сравнение безусловно в пользу БЛА..

О вкусах не спорят, но…

Конечно, у каждого режиссера, может быть своя точка зрения на то, какие кадры нужно делать с воздуха. Очевидно, что с дрона можно снять замечательные панорамы города. Можно следовать за машиной героя над шоссе.

Всегда эффектен облет героя (этот эффект совсем недавно можно было получить только, используя рельсы или многокамерную систему). Главное – не перебарщивать – пара эффектных кадров зачастую интереснее, чем длительные облеты местности или использованные не к месту спецэффекты.

В ролике ниже представлен подобный подход – кадры с БЛА используются редко, однако находятся “на своих местах”:

В последнее время в “дроностроении” наблюдается еще одна тенденция – беспилотники получают все более качественные камеры. Например, для Inspire 1 недавно появилась новая камера, способная записывать изображение в формате RAW.

Об использовании роботов в кинематографе можно подробнее почитать по ссылке.

Какие дроны используют в мировом кинематографе

Любительские дроны могут снимать отличные кадры, но их грузоподъемность низка, поэтому они не подходят для профессионального использования. Беспилотники для киносъемок часто уступают своим легким аналогам в длительности полета (обычно она составляет не больше 15-20 минут), но разработчики создают модели, способные продержаться в воздухе до получаса.

Профессиональные дроны может купить любой желающий, цены на них вы найдете в этом посте. Но для крупных кинопроектов квадрокоптеры не покупают и не арендуют отдельно — существуют специальные компании, которые предоставляют услуги съемки вместе с работой команды операторов. Каждый дрон имеет свою специфику и требует умения обращаться с ним.

Подробнее о популярных дронах для киносъемок вы узнаете ниже. Квадрокоптеры размещены в последовательности от самых дорогих к более простым моделям.

Цена: $42 000

Первый в мире серийный беспилотный летательный аппарат с 6-ю рамами, предназначенный для профессионального использования в кино. Создан для работы с тяжелыми промышленными камерами и объективами. Участвовал в съемках многих голливудских фильмов, в том числе “Спектр”, “Мстители: эра Альтрона”, “Чем дальше в лес”, “Миссия невыполнима: племя изгоев”, “Охотник”.

Особенности гексакоптера:

  • Максимальный взлетный вес — 23 кг;
  • Общий диаметр — 1510 мм;
  • Вес без батарей — 5.5 кг, с батареями — 11 кг;
  • Минимальная нагрузка составляет 6 кг, максимум 13,4 кг.

Flying-Cam 3.0 SARAH

Цена: $18,000

Этот дрон в 2020 году получил награду “Наука и техника” от Академии кинематографических искусств и наук, после съемок ленты “Skyfall”. Также он участвовал в съемках фильмов “Гарри Поттер и тайная комната”, “Трансформеры”, “Миссия невыполнима” и других высокобюджетных голливудских кинолент.

Особенности дрона:

  • Скорость — до 140 км/час;
  • Время полета — до 60 минут;
  • Максимальный взлетный вес — 10 кг;
  • Максимальная высота полета — 5 км;
  • Работает в диапазоне от -20° до 45°.

Freefly ALTA 8

Цена: $17,500

Удобный и надежный Freefly ALTA 8 способен свободно поднять камеру весом 8 кг. Управлять дроном можно с помощью полетного контроллера SYNAPSE, дрон совместим с ARRI- и RED-камерами. Использовался в фильмах “Сфера”, “Люси”, “Безумный Макс: Дорога ярости” и других.

Особенности октокоптера:

  • Дальность полета — 1,5 км.
  • Быстро настраивается, готов к полету практически с коробки;
  • Складывающаяся рама из углеродного волокна;
  • Камеру можно крепить сверху и снизу;
  • Вес — 19 кг.

AZ 4K UHD Camera Drone Green Bee 1200

Цена: $8,990

Информации о квадрокоптере AZ 4K UHD Camera Drone Green Bee 1200 немного, но известно, что этот тяжелый дрон способен поднять даже самую увесистую камеру.

Особенности квадрокоптера:

  • Максимальный взлетный вес — 20 кг;
  • Максимальное время полета — 20 минут;
  • Стабильность улучшена на 30% по сравнению с предыдущей моделью;
  • Имеет складывающиеся лучи из дюралюминия для устойчивости камеры и компактности при сборке.

DJI Matrice 600

Цена: $6,740

Премьера этого гексакоптера состоялась на National Association of Broadcasters — ежегодной встрече кинематографистов. Новинку представили вместе с совместимым с ним стабилизационным подвесом DJI Ronin-MX.

Особенности гексакоптера:

  • Оснащен 6 моторами;
  • Максимальная высота полета — 2500 метров;
  • Вес — больше 9 кг;
  • Максимальный взлетный вес — 15 кг.

Vulcan UAV Black Widow Black Widow

Цена: $3,600

Мощный, прочный беспилотник, его второе имя — “Черная вдова”. Изогнутые лучи дрона напоминают лапы богомола, шасси можно разводить в стороны, чтобы они не мешали подвесу с камерой. Профессиональный дрон используют не только для киносъемок, но и для инспекции объектов инфраструктуры.

Особенности дрона:

  • Диаметр рамы — 0,9 м;
  • Система против вибрации из силикона, с помощью которой можно быстро установить шасси и камеру;
  • 8 моторов;
  • Распределительная плата питания на 250A.
Смотрите про коптеры:  Как сделать радиоуправляемую модель самолета из микромашинки

DJI Inspire 2

Цена: $2,999

Несмотря на относительно низкую цену и компактные размеры, DJI Inspire 2 используют в мировой киноиндустрии, в том числе для съемок голливудских фильмов. В частности, дрон использует компания Aerial Mob, которая участвовала в создании кинолент “Ла Ла Лэнд”, “Конг: Остров Черепа”, “Сфера”.

Особенности квадрокоптера:

  • Камера 360°;
  • Качество видео 6K в CinemaDNG/RAW и 5.2K в Apple ProRes (с Zenmuse X7);
  • Максимальная скорость — 94 км/час;
  • До 80 км/час дрон разгоняется за 5 секунд;
  • Квадрокоптер оснащен двумя самообогревающимися аккумуляторами, поэтому может выдержать температуру до -20, пробыв в воздухе 27 минут;
  • Управлять дроном можно с помощью курсовой FPV-камеры.

Первые прототипы квадрокоптеров

Прежде чем углубляться в историю этих аппаратов, необходимо разобраться в их специфике. Под квадрокоптером понимается вертолет, имеющий четыре несущих винта, разнесенных с помощью балок относительно центра корпуса.

Каждый из них оснащен собственным двигателем, а работа всех приводов контролируется микропроцессорной системой и тремя гироскопами, обеспечивающими стабильное положение аппарата в воздухе.

В зависимости от модели конструкция квадрокоптера может также включать акселерометр, датчик давления, сонар и GPS-приемник. Чтобы исключить поворот аппарата в воздухе, одна половина винтов вращается по часовой стрелке, а вторая – против, тем самым компенсируя крутящий момент.

Полет коптера может управляться радиокомандным способом посредством пульта или проходить в автономном режиме по заранее записанному в бортовой компьютер маршруту.

История создания квадрокоптеров началась еще на заре вертолетостроения, а именно в 1920-х годах.

Тогда независимо друг от друга над подобной идеей работали американский конструктор российского происхождения Георгий Ботезат и французский инженер Этьен Эмишен – каждый из них придумал пилотируемый аппарат с четырьмя разнесенными винтами, которые приводились в действие одним двигателем через сложную систему трансмиссии.

Во время испытаний их вертолеты смогли подняться на небольшую высоту (от 5 до 15 м) и пролететь определенное расстояние (модель Эмишена преодолела 1100 м), однако дальше тестовых полетов дело не пошло. На то имелось 3 причины:

  • слишком сложная трансмиссия, передающая крутящий момент с одного двигателя на все роторы, была крайне ненадежной и постоянно выходила из строя;
  • для поперечного и курсового управления модель Омишена использовала целых 8 пропеллеров, а аппарат Ботезата мог двигаться только с попутным ветром;
  • аппараты не имели системы стабилизации в воздухе, из-за чего были крайне неустойчивым в полете, особенно в ветреную погоду.

Последующее изобретение автомата перекоса и рулевого винта дало зеленый свет вертолетам классической и соосной схемы, и о четырехвинтовых на время забыли.

Лишь в 1950-х годах интерес к ним стал возрождаться, некоторые компании разработали опытные образцы подобных машин. Более совершенный квадрокоптер изобрел тот же Георгий Ботезат в 1956 году – новый вариант его машины уже управлялся с помощью несущих винтов.

В качестве весьма успешного примера можно также привести пилотируемый аппарат VZ-7 компании Curtiss-Wright, который в 1958 году прошел летные испытания, показал хорошую стабильность и управляемость, но был отвергнут Армией США из-за недостаточных эксплуатационных характеристик.

На этом разработка квадролетов снова затормозилась, и к данной идее вернулись лишь спустя полвека, уже в следующем тысячелетии.

Параллельно развивалась технология создания беспилотных летательных аппаратов (БПЛА), управляемых дистанционно или в автономном режиме. Особенно это было востребовано военными, которые заинтересовались подобными машинами еще в Первую Мировую войну.

Сложно сказать, кто изобрел первый дрон, так как подобные разработки проводились во всех развитых странах того времени, но одним из самых ранних аппаратов этого типа в мелкосерийное производство поступил немецкий беспилотный бомбардировщик Fliegermaus, способный нести бомбовую нагрузку и управляемый по радио.

Другой пример такой техники – созданный в 1917 году «Автоматический аэроплан Хьюитта-Сперри», оснащенный двумя гироскопами для полностью автономного полета по заданному курсу.

В межвоенный период и во Вторую мировую войну бурное развитие получили самолеты-снаряды (в частности, немецкий Фау-1), являющиеся прототипами современных крылатых ракет, а также переоборудованные из обычных моделей беспилотники-разведчики и бомбардировщики.

Однако из-за несовершенства технологии (прежде всего контрольного оборудования) все эти и последующие системы были спроектированы в виде самолетов, ракет или вертолетов обычной схемы.

Их боевое применение хоть и не было абсолютно удачным, однако поспособствовало тому, что история развития дронов продолжилась дальше.

Строим квадрокоптер. часть 1. детали.

Меня зовут Дмитрий Дударев. Я занимаюсь разработкой электроники и очень люблю создавать различные портативные девайсы. Еще я люблю музыку.

Давным-давно – в апреле или около того, когда весь мир сотрясался от ударов страшного карантина, я решил научиться играть на гитаре. Я взял у друга акустическую гитару и стал осваивать инструмент по урокам из ютуба и табулатурам. Было тяжело. То ли я неправильно что-то делал, то ли плохо старался, то ли в обществе моих предков мелкая моторика вредила размножению. Короче, ничего кроме звуков дребезжащих струн у меня не выходило. Мое негодование усиливала постоянная расстройка струн. Да и окружающим тысячный раз слушать мою кривую Nothing else matters удовольствия не доставляло.

Но в этих муках про главное правило электронщика я не забыл. Если что-то существует, значит туда можно вставить микроконтроллер. Или, хотя бы, сделать портативную электронную модификацию.

Электронная гитара? Хм, интересная идея, подумал я. Но еще лучше, если на этой гитаре я сам смогу научиться играть. В тот же день акустическая гитара отправилась на свалку обратно к другу, а я стал придумывать идею.

Поскольку я у мамы инженер, то первым делом я составил список требований к девайсу.

Что я хочу от гитары?

1)  Я хочу что-то максимально похожее на гитару, т.е. шесть струн и 12 ладов на грифе.

2)  Хочу компактность и портативность. Чтобы можно было брать девайс с собой куда угодно, не заказывая газель для транспортировки.

3)  Устройство должно без плясок с бубном подключаться к чему угодно, от iOS до Windows. Окей-окей, ладно, будем реалистичными – ко всем популярным осям.

4)  Работа от аккумулятора.

5)  Подключение должно производиться без проводов (но раз уж там будет USB разъем для зарядки, то и по проводу пусть тоже подключается)

6)  Ключевой момент – на гитаре должно быть просто учиться играть, без необходимости в долгих тренировках по адаптации кистевых связок. Как это реализовать? Сразу пришла идея оснастить струны и лады светодиодами. Типа, загрузил табулатуры в гитару, а она уже сама показывает, куда ставить пальцы. Т.е. нет такого, что смотришь на экран, потом на гитару, снова на экран, снова на гитару. Вот этого вот всего не надо. Смотришь только на гитару. И там же играешь. Все. Это прям мое.

7)  Хотелось бы поддержки разных техник игры на гитаре: hummer on, pull off, slide, vibrato.

8) Без тормозов. По-научному – чтобы задержка midi-команд не превышала 10мс.

9)  Все должно собираться из говна и палок легко доступных материалов без сложных техпроцессов и дорогой электроники.

В итоге должен получиться компактный инструмент, на котором можно играть, как на гитаре, лишенный аналоговых недостатков и оснащенный наглядной системой обучения. Звучит реализуемо.

Разумеется, для мобильных платформ потребуется написать приложение, в котором можно будет выбрать табулатуру для обучения светодиодами, выбрать инструмент (акустика, классика, электрогитара с различными пресетами фильтров, укулеле и т.д.), и воспроизводить звуки.

Существующие аналоги

А надо ли изобретать велосипед? Ведь на всякую гениальную идею почти наверняка найдется азиат, который уже давно все реализовал в «железе», причем сделал это лучше, чем ты изначально собирался. Иду гуглить.

Оказывается, первая цифровая гитара была создана еще в 1981 году, но в народ сильно не пошла из-за хилой функциональности.

Смотрите про коптеры:  Уникальные квадрокоптеры для съемки

Варианты посовременнее, конечно, тоже нашлись.

Вот, например, с айпадом вместо струн или еще одна в форме моллюска:

Однако такого, чтобы выполнялись все мои хотелки – в первую очередь компактность и режим обучения «жми на лампочки» – такого нет. Кроме того, такие midi-гитары нацелены все же на более профессиональную аудиторию. И еще они дорогие.

Значит, приступаем!

Первый прототип

Чтобы проверить жизнеспособность концепции, нужно сначала определиться с элементной базой.

Контроллер берем STM32F042. В нем есть все, что нужно, при стоимости меньше бакса. Кроме беспроводного подключения, но с этим позже разберемся.

Далее. Струны на деке. Для первого концепта решил напечатать пластиковые язычки, закрепить их на потенциометрах с пружинками и измерять углы отклонения.

Так выглядит 3D-модель:

А так живьем:

Тактильное ощущение приятное. Должно сработать.

Для ладов на грифе я заказал на Али вот такие тензорезистивные датчики.

В отличие от разнообразных кнопок, они не щелкают. Плюс есть возможность определять усилие нажатия, а значит, можно реализовать сложные техники вроде slide или vibrato.

Плюс нужен АЦП, чтобы считывать инфу с датчиков и передавать на контроллер.

Пока ждал датчики из Китая, развел плату:

Прежде чем заказывать печать платы, решил дождаться тензорезисторов. И, как оказалось, не зря. Из 80-ти датчиков рабочими оказались только несколько, и то с разными параметрами.

Выглядит, мягко говоря, не так, как заявлено. И чего я ожидал, покупая электронику на Али?..

И тут меня осенило.

Можно ведь применить другой метод детектирования — измерение емкости, как в датчиках прикосновения. Это гораздо дешевле и доступнее. А если правильно спроектировать механику, то можно и усилие определять.

Что ж. Удаляю все, что было сделано

Второй прототип

Итак, тензорезистивные датчики в топку. В качестве сенсорных элементов в этот раз взял небольшие медные цилиндрики, напиленные из проволоки. Для измерения емкости удалось найти дешевый 12-канальный измеритель емкости общего назначения. Он измеряет емкость в масштабах единиц пикофарад, чего должно быть достаточно для схемы измерения усилия, которую я планирую реализовать в следующих модификациях.

Дополнительно на всякий случай повесил на каждый элемент грифа по посадочному месту для кнопки или чего-то подобного. И сделал соответствующие вырезы в плате. Это чтобы можно было не только прикоснуться к цилиндрику, но и прожать его внутрь. Можно будет поэкспериментировать с разными техниками игры.

Решив вопрос подключения множества микросхем измерителя емкости к контроллеру, приступаю к разводке платы.

На этот раз плату удалось заказать и даже дождаться ее изготовления.

После того, как припаял все комплектующие к плате, понял, что конструкция с пластиковыми струнами получается слишком сложной. Поэтому решил пока что повесить на деку такие же сенсорные цилиндрики, но подлиннее.

Два проводочка в нижней части – это я подключил накладку с цилиндриками к уже изготовленной плате. Это временное решение.

Железяка готова. Следующая задача – заставить ее играть.

Софт

Программная часть реализована так:

1. Скачиваем виртуальный синтезатор, который может работать с MIDI устройством и издавать гитарные звуки.

2. Пишем прошивку для контроллера, которая будет опрашивать сенсоры и передавать данные по USB на комп.

3. На стороне компа пишем программу, которая будет получать эти данные, генерировать из них MIDI-пакеты и отправлять их на виртуальный синтезатор из пункта 1.

Теперь каждый пункт подробнее.

Виртуальных синтезаторов под винду с поддержкой MIDI оказалось довольно много. Я попробовал Ableton live, RealGuitar, FL studio, Kontakt. Остановился на RealGuitar из-за простоты и заточенности именно под гитару. Он даже умеет имитировать несовершенства человеческой игры – скольжение пальцев по струнам, рандомизированные параметры извлечения нот.

Чтобы подключить свое приложение к виртуальному синтезатору я сэмулировал виртуальный порт midi, который подключен ко входу синтезатора RealGuitar через эмулятор midi-кабеля. Такая вот многоуровневая эмуляция.

*Мем с ДиКаприо с прищуренными глазами*

В интерфейсе программы я сделал графическое отображение уровня измеряемой емкости для каждого сенсора. Так будет проще подстраивать звучание. Также на будущее добавил элементы управления светодиодами, вибромотором (пока не знаю зачем, но он тоже будет в гитаре), визуализации работы акселерометра и уровня заряда аккумулятора.

Для того чтобы удары по струнам гитары вызывали проигрывание правильных нот, нужно замапить все 72 сенсора на грифе на соответствующую ноту.

Оказалось, что из 72 элементов на 12-ти ладах всего 37 уникальных нот. Они расположены по определенной структуре, так что удалось вместо построения большой таблицы вывести простое уравнение, которое по номеру сенсора выдает номер соответствующей ноты.

Проверяем работу

Похоже, все готово для первого теста. Пилить прутки и паять все 12 ладов мне было лень, поэтому ограничился 8-ю. Момент истины:

IT’S ALIVE! Жизнеспособность концепта подтверждена. Счастью не было предела! Но нельзя расслабляться.

Следующий этап – добавление светодиодов, акселерометра, вибромотора, аккумулятора, беспроводной связи, корпуса и возможности работы без драйверов или программ эмуляции midi на всех популярных платформах.

Светодиоды

По плану гитара должна подсказывать пользователю, куда ставить пальцы, зажигая в этом месте светодиод. Всего нужно 84 светодиода. Тут все просто. Я взял 14 восьмибитных сдвиговых регистров и соединил в daisy chain. STM-ка передает данные в первый регистр, первый – во второй, второй – в третий и т.д. И все это через DMA, без участия ядра контроллера.

Акселерометр

Самый простой акселерометр LIS3D позволит гитаре определить угол своего наклона. В будущем буду это использовать для наложения звуковых фильтров во время игры в зависимости от положения гитары.

Беспроводное соединение

Для беспроводной передачи данных решил поставить ESP32. Оно поддерживает различные протоколы Bluetooth и WI-FI, будет с чем поэкспериментировать (на тот момент я еще не знал, что в моем случае существует только один правильный способ подключения).

Корпус

Одно из ключевых требований к гитаре – портативность. Поэтому она должна быть складной, а значит, электронику деки и грифа нужно разнести на две платы и соединять их шлейфом. Питание будет подаваться при раскрытии корпуса, когда магнит на грифе приблизится к датчику Холла на деке.

Доработка прототипа

Что ж, осталось облачить девайс в приличную одежку.

Я много экспериментировал с различными конструкциями тактильных элементов грифа и рассеивателями для светодиодов. Хотелось, чтобы равномерно светилась вся поверхность элемента, но при этом сохранялась возможность детектирования прикосновения и нажатия на кнопки.

Вот некоторая часть этих экспериментов:

Еще я обратился к другу, который профессионально занимается промышленным дизайном. Мы придумали конструкцию узла сгибания гитары, после чего он спроектировал и напечатал прототип корпуса.

Развожу финальный вариант плат и собираем гитару:

Выглядит почти круто. Но девайс все еще подключается к компу через цепочку эмуляторов, эмулирующих другие эмуляторы.

Превращаем гитару в MIDI-устройство

В новой версии в первую очередь я хотел, чтобы при подключении по USB, гитара определялась как MIDI устройство без всяких лишних программ.

Оказалось, сделать это не так сложно. Все спецификации есть на официальном сайте usb.org. Но все алгоритмы, которые выполнялись на стороне python-приложения, пришлось переписывать на C в контроллер.

Я был удивлен, что оно сразу заработало на всех устройствах. Windows 10, MacOS, Debian 9, Android (через USB переходник). Достаточно просто воткнуть провод и в системе появляется MIDI-устройство с названием «Sensy» и распознается всеми синтезаторами. С айфоном пока протестировать не удалось т.к. нет переходника. Но должно работать так же.

Беспроводной интерфейс

Осталось избавиться от проводов. Правильное решение пришло не сразу, потому что я поленился как следует погуглить. Но в итоге я использовал протокол BLE MIDI, который поддерживается всеми новыми операционками и работает без всяких драйверов прямо как по USB MIDI. Правда, есть вероятность, что на более старых операционках решение не заработает в силу отсутствия поддержки BLE MIDI. Но все тесты с доступными мне девайсами прошли успешно.

Смотрите про коптеры:  Какие дроны используют в мировом кинематографе / Блог компании Smile-Expo / Хабр

Переписанный функционал приложения – т.е. трансляция данных сенсоров в MIDI-данные – занял точнехонько всю память контроллера. Свободными осталось всего 168 байт. Очевидно, кремниевые боги мне благоволили, значит иду в правильном направлении.

Уверен, можно оптимизировать, но это отложу для следующей версии. Хотя, возможно, проще не тратить время и просто взять контроллер потолще. Разница по деньгам – 5 центов. Посмотрим. Все равно нужно будет место для новых фич – обрабатывать техники игры, например. В первую очередь, хочу реализовать slide. Это когда начинаешь играть ноту с определенным зажатым ладом и проскальзываешь рукой по грифу, перескакивая с лада на лад.

Теперь можно проверить работу по беспроводу:

При включении всех светодиодов, гитару можно использовать, если вы заблудились в темной пещере.

Недостатки прототипа

На текущий момент у конструкции есть следующие минусы:

1) На сенсорах нигде не измеряется усилие нажатия. Это влечет за собой три проблемы:

• Постоянно происходят случайные задевания соседних струн как на деке, так и на грифе. Это делает игру очень сложной.

• Все играемые ноты извлекаются с одинаковой громкостью. Большинство подопытных этого не замечают, но хотелось бы более приближенной к настоящей гитаре игры

• Невозможность использовать техники hammer on, pull off и vibrato

2) Светодиоды одноцветные. Это ограничивает наглядность при игре по табулатурам. Хочется иметь возможность разными цветами указывать на различные приемы игры.

3) Форма корпуса не подходит для левшей. С точки зрения софта – я уже реализовал инверсию струн по акселерометру. Но механический лепесток, необходимый для удержания гитары рукой во время игры, поворачивается только в сторону, удобную правшам.

4) Отсутствие упора для ноги. Сейчас при игре сидя нижняя струна почти касается ноги, а это неудобно.

5)  Сустав сгибания гитары требует осмысления и доработки. Возможно, он недостаточно надежен и стабилен.

Время переходить к разработке следующей версии.

Переезжаю на контроллер серии STM32F07. На нем уже 128КБ флэша – этого хватит на любой функционал. И даже на пасхалки останется.

Использовать ESP32 в финальной версии гитары было бы слишком жирно, поэтому я пошел искать что-то более православное. Выбор пал на NRF52 по критериям доступности, наличию документации и адекватности сайта.

Конечно, будут реализованы и три главных нововведения:

— светодиоды теперь RGB,

— на каждом сенсоре грифа будет измерение усилия (тактовые кнопки больше не нужны),

— струны на деке станут подвижными.

На данный момент плата деки выглядит так (футпринт ESP на всякий случай оставил):

Уже есть полная уверенность в том, что весь задуманный функционал будет реализован, поэтому было принято решение о дальнейшем развитии. Будем пилить стартап и выкладываться на Kickstarter 🙂

Проект называется Sensy и сейчас находится в активной разработке. Мы находимся в Питере, сейчас команда состоит из двух человек: я занимаюсь технической частью, мой партнер – маркетингом, финансами, юридическими вопросами.

Скоро нам понадобится наполнять библиотеки табулатур и сэмплов различных инструментов. Если среди читателей есть желающие в этом помочь – пожалуйста, пишите мне в любое время.

Кому интересно следить за новостями проекта – оставляйте почту в форме на сайте и подписывайтесь на соцсети.

Очень надеюсь на обратную связь с комментариями и предложениями!

Спасибо за внимание!

Забавный эпизод из процесса разработки

Сижу отлаживаю NRF52, пытаюсь вывести данные через UART. Ничего не выходит. Проверял код, пайку, даже перепаивал чип, ничего не помогает.

И тут случайно нестандартным способом перезагружаю плату – в терминал приходит буква «N» в ascii. Это соответствует числу 0x4E, которое я не отправлял. Перезагружаю еще раз – приходит буква «O». Странно. Может быть проблема с кварцевым резонатором и сбился baud rate? Меняю частоту в терминале, перезагружаю плату – опять приходит «N». С каждой новой перезагрузкой приходит по новой букве, которые в итоге составляют повторяющуюся по кругу фразу «NON GENUINE DEVICE FOUND».

Что эта NRF-ка себе позволяет? Прошивку я обнулял. Как она после перезагрузки вообще помнит, что отправлялось в предыдущий раз? Это было похоже на какой-то спиритический сеанс. Может, я и есть тот самый NON GENUINE DEVICE?

Залез в гугл, выяснил, что производители ftdi микросхем, которые стоят в USB-UART донглах, придумали способ бороться с китайскими подделками. Виндовый драйвер проверяет оригинальность микросхемы и на лету подменяет приходящие данные на эту фразу в случае, если она поддельная. Очевидно, мой донгл оказался подделкой и переход на другой решил эту проблему.

Снова спасибо китайцам.

Фильмы и сцены в них, снятые дронами

Skyfall (2020)

Сцена с гонкой на мотоциклах, снятая дроном, стала настолько популярной в Голливуде, что после нее европейское агентство авиационной безопасности FAA предоставило шести кинокомпаниям разрешение на коммерческое использование беспилотных дронов.

Поставщик дроновQNX Software Systems

ДронFlying-Cam 3.0 SARAH

Волк с Уолл-стрит (2020)

Для создания кадров фильма «Волк Уолл-стрит» с высоты птичьего полета съемочной группе помогла американская компания «Freefly Cinema». Съемки из воздуха вечеринки в бассейне были сняты дроном с помощью камеры Canon C500 с качеством 4K, прикрепленной к беспилотнику Freefly.

Поставщик дроновFreefly Cinema

ДронFreefly

Спектр (2020)

Одной из самых динамичных сцен фильма был бег Джеймса Бонда по крыше, в основном сцена была снята с помощью дронов на крыше возле Трафальгарской площади в Лондоне.

Для съемок компании понадобилось специальное разрешение от Управления гражданской авиации, потому что сцена была снята ночью, а использование БПЛА в центре Лондона ограничено в целях безопасности.

Поставщик дроновHelicopter Film Services

ДронAerigon MK II

Мстители: эра Альтрона (2020)

Компания Helicopter Film Services снимала воздушные сцены в Хендоне (Великобритания). Команда из трех человек обслуживала квадрокоптер, на котором была установлена камера RED Dragon.

Команда снимала фоновые сцены и экшн, действуя в соответствии с инструкциями режиссера Джосса Уидона и второго режиссера Бэна Дейвиса. Камера снимала отдельные участки города, и из набора этих кадров специалисты по спецэффектам сделали общую 3D-модель.

Поставщик дроновHelicopter Film Services

ДронAerigon MK II

Робот по имени Чаппи (2020)

В фильме один из роботов пролетает через стеклянное окно на полной скорости. Эта сцена была снята с использованием дрона, и, хотя кадр нельзя было бы заснять с помощью вертолета, его можно было сделать с кабельной камерой. Тем не менее, выбор пал на квадрокоптер, который сделал сцену более динамичной.

Поставщик дроновDrone Crew

ДронRED Scarlet

Мир Юрского периода (2020)

Воздушные сцены были отсняты с помощью камеры RED Dragon и системы SHOTOVER K1 с объективом FUJINON 19-90mm Cabrio.

Поставщик дроновTeam 5 Aerial System Rentals

ДронНеизвестно

Неудержимые 3 (2020)

На дрон было снято около 30 сцен фильма, в том числе первая, которая отображает перестрелку поезда и вертолета.

Поставщик дроновZM Interactive

ДронНеизвестно

Гарри Поттер и тайная комната (2002)

Сцена с летающей машиной была создана с помощью компьютерной графики, но основа для нее была снята с помощью дрона.

Поставщик дроновНеизвестно

ДронFlying-Cam 3.0 SARAH

Беспилотник на съемочной площадке может заменить работу крана для операторской группы и даже вертолета, и качество съемки при этом окажется выше. Дрон гораздо мобильнее этих систем и позволяет делать съемку с абсолютно разных ракурсов, а также быстро менять расстояние до объекта — сейчас он отображает блики в глазах актера, а через несколько секунд показывает сцену с высоты птичьего полета.

Поскольку дроны обходятся при этом гораздо дешевле операторской группы, в кинематографе их используют достаточно широко. Для создания видеоконтента высокого качества нужен мощный дрон, способный поднять тяжелую видеокамеру, работать при любых погодных условиях, обеспечивать ровную картинку при помощи стабилизационной системы.

Добавить комментарий

Ваш адрес email не будет опубликован. Обязательные поля помечены *

Adblock
detector