Technique de transfert rapide synchronisée avec moteur pas à pas et RP2040

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5 sujets de 1 à 5 (sur un total de 5)
  • Auteur
    Messages
  • #2260
    Midiamat
    Participant

      Bonjour à toutes et à tous !

      Pour toutes les personnes qui seraient intéressées de modifier leur projecteur 8mm ou super 8 avec un moteur pas à pas, voici les modifications rendant toutes les vitesses le défilement principal lié à une fréquence ronde avec les projecteurs tripales.
      Pour vous donner un exemple avec caméra PAL à 25 ou 50 images par seconde :

      Images par seconde / Fréquence
      8,33… = 5000 Hz
      12,5 = 7500 Hz
      16 66… = 10000 Hz
      18 = 10500 Hz
      24 = 14400 Hz
      25 = 15000 Hz

      Avec caméra NTSC à 30 ou 60 images seconde :
      7,50 = 4500 Hz
      10 = 6000 Hz
      15 = 9000 Hz
      20 = 12000 Hz
      30 = 18000 Hz

      Comme vous pouvez le constater toutes les fréquences utilisées sont avec des chiffres entiers peu importe les vitesses et les fréquences des caméras.
      Pour obtenir cela il faut une roue dentée de 48 dents sur l’axe du moteur pas à pas et de 36 dents sur l’axe du projecteur, soit un rapport de x 1,33…
      Le tout peut-être synchronisé en reprenant la fréquence de la caméra à base d’un LM1881 (PLL carré), un optocoupleur 5N137 (isolation) et quelques composants passifs (filtrage et lissage) puis réduction de 5 volts à 3,3 volts, le tout connecter à un RP2040 dont le programme contrôle la gestion de la rampe d’accélération et d’accélération linéaire, la multiplication de la fréquence synchronisée sur la caméra et l’actualisation de la fréquence pour chaque image, l’alignement de la phase, l’accrochage etc tout en évitant micro-sauts mécaniques.

      En clair et pour faire simple :
      Phase de démarrage (accélération)
      Phase d’accrochage (Lock synchro de la caméra)
      Phase d’actualisation fréquence (réinitialisation à chaque top images)
      Phase d’arrêt (décélération)

      Le RP 2040 contrôle le driver moteur pas à pas grâce à un petit module permettant de porter les 3,3 v à 5 volts.
      Voilà pour le gros des explications.

      Le tout et pour l’instant à l’état de prototype et dès que cela sera ultra fiable je communiquerai les plans ainsi que le code source.
      Pour les personnes intéressées je peux déjà communiquer tout ce qui est déjà réalisé physiquement et théoriquement.
      Cette méthode permet de transférer à 25 images/sec avec avec les pistes sonores et de simplement réduire la vitesse à 24 ou 18 images seconde avec un simple logiciel vidéo ou utiliser studio transfert ou en utilisant la vitesse de 16,66… Avec toutes les corrections que ce merveilleux logiciel peut effectuer.

      (J’utilise une technique dont 2 pales sont enlevées, la troisième restante et celle qui cache le changement de l’image).

      Un moteur pas a pas Nema 17 à 1.8deg et de 65Ncm (42 x 42x 60mm) est idéal avec un générateur PWM150 pour les tests et drivers moteur TB6600.

      Je vous souhaite à tous et à toutes d’excellents transferts.

      #2261
      Daniel
      Maître des clés

        Bonjour Midiamat. :coucou

        Félicitations pour ce projet très prometteur, qui offrira plein de possibilités une fois réalisé. :ouioui

        Il y a apparemment une double détection de position de roues dentées à mettre en place : pourquoi n’est-ce pas suffisant avec une seule ?

         

        #2262
        Midiamat
        Participant

          Non, une sur le moteur pas à pas et une sur l’axe du projecteur

          Les tests de transfert avec le générateur d’impulsion PLL sont validées.

          #2265
          Midiamat
          Participant

            Suite du projet :

            Projet de numérisation cinématographique avec synchronisation absolue pour Projecteurs 8mm et Super 8 sonore

            Version 3.1

            Septembre 2026

            Présentation Générale

            Ce projet propose une solution de transfert vidéo haute fidélité basée sur la synchronisation matérielle absolue d’un projecteur de films (8mm, Super 8 ou tout autre modèle adapté). L’objectif est d’éliminer totalement le phénomène de scintillement (flicker) en liant de manière rigide le défilement mécanique du film à la fréquence d’obturation de la caméra de capture.

            Le système intègre l’ensemble des commandes de gestion, de contrôle de vitesse, de sécurité et d’affichage nécessaires à une exploitation fluide et fiable.

             

            Principes Physiques et Calculs de Fréquence

            Pour garantir une image parfaite avec un projecteur équipé d’un obturateur tripale, le défilement principal doit impérativement correspondre à une fréquence ronde.

            Afin d’obtenir des valeurs de fréquences strictement entières, le système utilise un rapport d’engrenage mécanique de 1,33… (réalisé via une roue dentée de 48 dents sur l’axe du moteur pas à pas et de 36 dents sur l’axe du projecteur).

            Cette configuration permet d’obtenir les correspondances parfaites suivantes :

            Configuration Caméra PAL (25 ou 50 im/s)

            8,33… im/s → 5 000 Hz
            12,50 im/s → 7 500 Hz
            16,66… im/s → 10 000 Hz (idéal pour le traitement logiciel avec Studio Transfert)
            18,00 im/s → 10 500 Hz
            24,00 im/s → 14 400 Hz
            25,00 im/s → 15 000 Hz
            Configuration Caméra NTSC (30 ou 60 im/s)

            7,50 im/s → 4 500 Hz
            10,00 im/s → 6 000 Hz
            15,00 im/s → 9 000 Hz
            20,00 im/s → 12 000 Hz
            30,00 im/s → 18 000 Hz

             

            Architecture Matérielle (Hardware)

            L’électronique du système est conçue pour isoler les signaux et garantir une grande précision de calcul :

            Extraction de Synchro : Un circuit LM1881 (PLL carré) récupère le signal composite de la caméra.
            Isolation Électrique : Un optocoupleur rapide 5N137 assure la protection du microcontrôleur contre les bruits parasites.
            Filtrage : Un réseau de composants passifs lisse le signal avant son adaptation de tension (passage de 5V à 3,3V).
            Unité de Traitement : Une carte Raspberry Pi RP2040-Zero exécute le code de contrôle temps réel.
            Interface de Puissance : Un module de conversion logique (Lvl Shifter 3,3V vers 5V) pilote un driver de moteur pas à pas TB6600.
            Motorisation : Un moteur pas à pas Nema 17 (1.8°, couple de 65Ncm) offre la puissance nécessaire pour atteindre une réponse de 20 kHz en phase de test.
            Architecture Logicielle et Fonctionnalités (C++)

            Le micrologiciel développé en C++ pour le RP2040 prend en charge la boucle d’asservissement ainsi que l’interface utilisateur. Le cycle de synchronisation se décompose en 4 phases mécaniques majeures pour éviter tout micro-saut :

            Phase de démarrage : Gestion d’une rampe d’accélération linéaire.
            Phase d’accrochage : Verrouillage de phase absolu (Phase-Locked Loop) calé sur la caméra.
            Phase d’actualisation : Réinitialisation de la fréquence à chaque top image.
            Phase d’arrêt : Décélération linéaire contrôlée.

             

            Fonctionnalités de l’interface utilisateur :

            Contrôle de Marche / Arrêt : Lancement avec rampe progressive (2 secondes max). À l’arrêt, le moteur est logiciellement désengagé (bobines libres) pour permettre les manipulations manuelles.
            Mode Automatique / Manuel : Un interrupteur bascule le mode de contrôle. En mode manuel, un encodeur rotatif ajuste la fréquence de 0 à 20 000 Hz (par pas de 100 Hz, ou par pas fin de 1 Hz lorsque le bouton de l’encodeur est enfoncé). Le basculement conserve la vitesse courante pour éviter les à-coups.
            Inversion de Sens (Avant / Arrière) : Activée par un commutateur dédié, cette fonction n’est autorisée qu’à l’arrêt complet pour préserver la mécanique du projecteur.
            Arrêt d’Urgence : Un bouton poussoir « Arrêt rapide » applique une décélération ultra-rapide avant de libérer le moteur.
            Interface Visuelle (I2C/SPI) : Un écran bicolore de 128×64 pixels affiche en temps réel la fréquence actuelle (en bleu), le mode actif (AUTO/MANUEL) et le sens de rotation.
            Numérisation Image par Image : Le système émule nativement une souris USB.

            À chaque tour complet de l’axe du projecteur, une impulsion simulant un « clic gauche » est envoyée à l’ordinateur. Cela permet un déclenchement synchrone et ultra-net sur des logiciels de capture comme Capture Flux (de Paul Glagla).

             

            État d’Avancement et Perspectives

            Le projet est actuellement au stade de prototype fonctionnel très avancé. Les tests mécaniques préliminaires sont extrêmement prometteurs, notamment grâce à une modification de l’obturateur où deux pales sur trois ont été retirées, la dernière pale servant uniquement à masquer la transition physique de la pellicule.

            Cette méthode permet de capturer à 25 images par seconde (en conservant les pistes sonores d’origine), laissant à l’utilisateur la liberté de fluidifier le rendu final (à 24 ou 18 im/s) via un logiciel de montage ou des outils spécialisés comme Studio Transfert.

            Dès que la phase de durcissement et les tests de fiabilité à long terme seront validés, l’intégralité des plans électroniques ainsi que le code source C++ seront partagés en open-source avec la communauté.

            Je reste dès à présent disponible pour partager les détails théoriques et les schémas actuels avec les personnes intéressées.

            #2266
            Daniel
            Maître des clés

              C’est vraiment très ingénieux ! :respect

              On est à des années lumières de nos tâtonnements du début grâce à une technologie de pointe, qui n’était pas 100% accessible à l’époque.

              Nous sommes impatients de voir les résultats de tes premiers transferts.  Qu’as-tu choisi comme projecteur ?

               

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