Documented gyro stabilizer for binoculars.
[physical.git] / optics / gyro for binoculars / index.html
index 9184905..35042ec 100644 (file)
-<HTML>
-<HEAD>
-    <meta HTTP-EQUIV="Content-Type" CONTENT="text/html; charset=UTF-8"/>
-</HEAD>
-<BODY bgcolor="#000000" alink="#50ffff" link="#50ffff" vlink="#ff50ff" text="#ffffff">
-<!-- DirListGen -->
-<!-- Directory Listing Generator by Svjatoslav Agejenko. E-mail: svjatoslav@svjatoslav.eu, homepage: http://svjatoslav.eu -->
-<font color="#ffffff">
-<CENTER><H1>Gallery</H1></CENTER>
-<CENTER><H2></H2></CENTER>
-<TABLE>
-
-<TR><TD><br></TD></TR>
-</TABLE>
-<div style="float:left; margin: 10px;"><a href="binocular%20mount.png">
-<img border="0" src=".thumbnails/binocular%20mount%20(5470FA5E).jpeg"/></a><br/>
-<b>binocular mount</b><br/>(<a href="binocular mount.png">1207x822</a>)
-</div><div style="clear: both;"><a href="binocular%20mount.stl">binocular mount.stl</a>
-&nbsp;&nbsp;(1013 KiB)</div><br/>
-<div style="clear: both;"><a href="body.FCStd">body.FCStd</a>
-&nbsp;&nbsp;(640 KiB)</div><br/>
-<div style="float:left; margin: 10px;"><a href="bottom%20cover.png">
-<img border="0" src=".thumbnails/bottom%20cover%20(46C5509).jpeg"/></a><br/>
-<b>bottom cover</b><br/>(<a href="bottom cover.png">889x720</a>)
-</div><div style="clear: both;"><a href="bottom%20cover.stl">bottom cover.stl</a>
-&nbsp;&nbsp;(1289 KiB)</div><br/>
-<div style="clear: both;"><a href="disk%20momunt.FCStd">disk momunt.FCStd</a>
-&nbsp;&nbsp;(38 KiB)</div><br/>
-<div style="float:left; margin: 10px;"><a href="disk%20mount%20body.png">
-<img border="0" src="disk mount body.png"/></a><br/>
-<b>disk mount body</b><br/>(<a href="disk mount body.png">515x431</a>)
-</div><div style="clear: both;"><a href="disk%20mount%20body.stl">disk mount body.stl</a>
-&nbsp;&nbsp;(1255 KiB)</div><br/>
-<div style="float:left; margin: 10px;"><a href="disk%20mount%20top%20ring.png">
-<img border="0" src=".thumbnails/disk%20mount%20top%20ring%20(5145D798).jpeg"/></a><br/>
-<b>disk mount top ring</b><br/>(<a href="disk mount top ring.png">818x565</a>)
-</div><div style="clear: both;"><a href="disk%20mount%20top%20ring.stl">disk mount top ring.stl</a>
-&nbsp;&nbsp;(49 KiB)</div><br/>
-<div style="float:left; margin: 10px;"><a href="main%20body%2C%201.png">
-<img border="0" src=".thumbnails/main%20body%2C%201%20(CED4849B).jpeg"/></a><br/>
-<b>main body, 1</b><br/>(<a href="main body, 1.png">807x652</a>)
-</div><div style="float:left; margin: 10px;"><a href="main%20body%2C%202.png">
-<img border="0" src=".thumbnails/main%20body%2C%202%20(BBE5D47).jpeg"/></a><br/>
-<b>main body, 2</b><br/>(<a href="main body, 2.png">880x649</a>)
-</div><div style="clear: both;"><a href="main%20body.stl">main body.stl</a>
-&nbsp;&nbsp;(1023 KiB)</div><br/>
-<div style="float:left; margin: 10px;"><a href="make%2C%201.png">
-<img border="0" src=".thumbnails/make%2C%201%20(F0B1B465).jpeg"/></a><br/>
-<b>make, 1</b><br/>(<a href="make, 1.png">885x740</a>)
-</div><div style="float:left; margin: 10px;"><a href="make%2C%202.png">
-<img border="0" src=".thumbnails/make%2C%202%20(F6EEB15).jpeg"/></a><br/>
-<b>make, 2</b><br/>(<a href="make, 2.png">839x642</a>)
-</div><div style="float:left; margin: 10px;"><a href="make%2C%203.png">
-<img border="0" src=".thumbnails/make%2C%203%20(B2562273).jpeg"/></a><br/>
-<b>make, 3</b><br/>(<a href="make, 3.png">1311x1023</a>, <a href=".thumbnails/make%2C%203%20(2BEF1B03).jpeg">655x511</a>)
-</div><div style="float:left; margin: 10px;"><a href="make%2C%204.png">
-<img border="0" src=".thumbnails/make%2C%204%20(E33553C2).jpeg"/></a><br/>
-<b>make, 4</b><br/>(<a href="make, 4.png">969x1050</a>, <a href=".thumbnails/make%2C%204%20(9EE76D6F).jpeg">484x525</a>)
-</div><div style="float:left; margin: 10px;"><a href="make.png">
-<img border="0" src=".thumbnails/make%20(A3EAEADD).jpeg"/></a><br/>
-<b>make</b><br/>(<a href="make.png">1008x1008</a>, <a href=".thumbnails/make%20(66C48D60).jpeg">504x504</a>)
-</div><div style="float:left; margin: 10px;"><a href="top%20cover.png">
-<img border="0" src=".thumbnails/top%20cover%20(4D38AF67).jpeg"/></a><br/>
-<b>top cover</b><br/>(<a href="top cover.png">827x705</a>)
-</div><div style="clear: both;"><a href="top%20cover.stl">top cover.stl</a>
-&nbsp;&nbsp;(1351 KiB)</div><br/>
-</font></BODY></HTML>
+<!doctype html>
+<html lang="en">
+<head>
+<title>Gyroscope stabilizer for binoculars</title>
+<!-- 2021-01-03 Sun 22:42 -->
+<meta charset="utf-8">
+<meta name="viewport" content="width=device-width, initial-scale=1">
+<meta name="generator" content="Org-mode">
+<meta name="author" content="Svjatoslav Agejenko">
+<link href="https://bootswatch.com/3/darkly/bootstrap.min.css" rel="stylesheet">
+<script src="https://cdnjs.cloudflare.com/ajax/libs/jquery/1.11.3/jquery.min.js"></script>
+<script src="https://cdnjs.cloudflare.com/ajax/libs/twitter-bootstrap/3.3.5/js/bootstrap.min.js"></script>
+<style type="text/css">
+footer {background-color: #111 !important;}
+pre {background-color: #111; color: #ccc;}
+</style>
+<style type="text/css">
+/* org mode styles on top of twbs */
+
+html {
+    position: relative;
+    min-height: 100%;
+}
+
+body {
+    font-size: 18px;
+    margin-bottom: 105px;
+}
+
+footer {
+    position: absolute;
+    bottom: 0;
+    width: 100%;
+    height: 101px;
+    background-color: #f5f5f5;
+}
+
+footer > div {
+    padding: 10px;
+}
+
+footer p {
+    margin: 0 0 5px;
+    text-align: center;
+    font-size: 16px;
+}
+
+#table-of-contents {
+    margin-top: 20px;
+    margin-bottom: 20px;
+}
+
+blockquote p {
+    font-size: 18px;
+}
+
+pre {
+    font-size: 16px;
+}
+
+.footpara {
+    display: inline-block;
+}
+
+figcaption {
+  font-size: 16px;
+  color: #666;
+  font-style: italic;
+  padding-bottom: 15px;
+}
+
+/* from twbs docs */
+
+.bs-docs-sidebar.affix {
+    position: static;
+}
+@media (min-width: 768px) {
+    .bs-docs-sidebar {
+        padding-left: 20px;
+    }
+}
+
+/* All levels of nav */
+.bs-docs-sidebar .nav > li > a {
+    display: block;
+    padding: 4px 20px;
+    font-size: 14px;
+    font-weight: 500;
+    color: #999;
+}
+.bs-docs-sidebar .nav > li > a:hover,
+.bs-docs-sidebar .nav > li > a:focus {
+    padding-left: 19px;
+    color: #A1283B;
+    text-decoration: none;
+    background-color: transparent;
+    border-left: 1px solid #A1283B;
+}
+.bs-docs-sidebar .nav > .active > a,
+.bs-docs-sidebar .nav > .active:hover > a,
+.bs-docs-sidebar .nav > .active:focus > a {
+    padding-left: 18px;
+    font-weight: bold;
+    color: #A1283B;
+    background-color: transparent;
+    border-left: 2px solid #A1283B;
+}
+
+/* Nav: second level (shown on .active) */
+.bs-docs-sidebar .nav .nav {
+    display: none; /* Hide by default, but at >768px, show it */
+    padding-bottom: 10px;
+}
+.bs-docs-sidebar .nav .nav > li > a {
+    padding-top: 1px;
+    padding-bottom: 1px;
+    padding-left: 30px;
+    font-size: 12px;
+    font-weight: normal;
+}
+.bs-docs-sidebar .nav .nav > li > a:hover,
+.bs-docs-sidebar .nav .nav > li > a:focus {
+    padding-left: 29px;
+}
+.bs-docs-sidebar .nav .nav > .active > a,
+.bs-docs-sidebar .nav .nav > .active:hover > a,
+.bs-docs-sidebar .nav .nav > .active:focus > a {
+    padding-left: 28px;
+    font-weight: 500;
+}
+
+/* Nav: third level (shown on .active) */
+.bs-docs-sidebar .nav .nav .nav {
+    padding-bottom: 10px;
+}
+.bs-docs-sidebar .nav .nav .nav > li > a {
+    padding-top: 1px;
+    padding-bottom: 1px;
+    padding-left: 40px;
+    font-size: 12px;
+    font-weight: normal;
+}
+.bs-docs-sidebar .nav .nav .nav > li > a:hover,
+.bs-docs-sidebar .nav .nav .nav > li > a:focus {
+    padding-left: 39px;
+}
+.bs-docs-sidebar .nav .nav .nav > .active > a,
+.bs-docs-sidebar .nav .nav .nav > .active:hover > a,
+.bs-docs-sidebar .nav .nav .nav > .active:focus > a {
+    padding-left: 38px;
+    font-weight: 500;
+}
+
+/* Show and affix the side nav when space allows it */
+@media (min-width: 992px) {
+    .bs-docs-sidebar .nav > .active > ul {
+        display: block;
+    }
+    /* Widen the fixed sidebar */
+    .bs-docs-sidebar.affix,
+    .bs-docs-sidebar.affix-bottom {
+        width: 213px;
+    }
+    .bs-docs-sidebar.affix {
+        position: fixed; /* Undo the static from mobile first approach */
+        top: 20px;
+    }
+    .bs-docs-sidebar.affix-bottom {
+        position: absolute; /* Undo the static from mobile first approach */
+    }
+    .bs-docs-sidebar.affix .bs-docs-sidenav,.bs-docs-sidebar.affix-bottom .bs-docs-sidenav {
+        margin-top: 0;
+        margin-bottom: 0
+    }
+}
+@media (min-width: 1200px) {
+    /* Widen the fixed sidebar again */
+    .bs-docs-sidebar.affix-bottom,
+    .bs-docs-sidebar.affix {
+        width: 263px;
+    }
+}
+</style>
+<script type="text/javascript">
+$(function() {
+    'use strict';
+
+    $('.bs-docs-sidebar li').first().addClass('active');
+
+    $(document.body).scrollspy({target: '.bs-docs-sidebar'});
+
+    $('.bs-docs-sidebar').affix();
+});
+</script>
+</head>
+<body>
+<div id="content" class="container">
+<div class="row"><div class="col-md-9"><h1 class="title">Gyroscope stabilizer for binoculars</h1>
+
+<div id="outline-container-sec-1" class="outline-2">
+<h2 id="sec-1"><span class="section-number-2">1</span> General</h2>
+<div class="outline-text-2" id="text-1">
+<ul class="org-ul">
+<li>DISCLAIMER: I DO ELECTRONICS AND 3D DESIGN SOLELY AS A HOBBY. THERE
+COULD BE ERRORS THAT CAN RESULT IN ALL KINDS OF DAMAGE. USE THESE
+DESIGNS AT YOUR OWN RISK.
+</li>
+
+<li>This design is released under Creative Commons Zero (CC0) license.
+</li>
+
+<li>Author:
+<ul class="org-ul">
+<li>Svjatoslav Agejenko
+</li>
+<li>Homepage: <a href="https://svjatoslav.eu">https://svjatoslav.eu</a>
+</li>
+<li>Email: <a href="mailto://svjatoslav@svjatoslav.eu">svjatoslav@svjatoslav.eu</a>
+</li>
+</ul>
+</li>
+
+<li>See also:
+<ul class="org-ul">
+<li><a href="../../index.html">Other physical projects in this repository</a>
+</li>
+<li><a href="https://www.svjatoslav.eu/projects/">Other projects hosted at svjatoslav.eu</a>
+</li>
+</ul>
+</li>
+</ul>
+</div>
+</div>
+
+<div id="outline-container-sec-2" class="outline-2">
+<h2 id="sec-2"><span class="section-number-2">2</span> Project description</h2>
+<div class="outline-text-2" id="text-2">
+
+<figure>
+<p><img src="make.png" class="img-responsive" alt="make.png">
+</p>
+</figure>
+
+<p>
+Problem with powerful binoculars is that they are almost unusable
+without tripod. High zoom factor also amplifies hand shakes.
+</p>
+
+<p>
+Tripod is not convenient to carry around. Here is an attempt to design
+portable gyro stabilizer that has camera tripod interface. Therefore
+cameras and binoculars can be mounted.
+</p>
+
+
+
+<figure>
+<p><img src="make,%202.png" class="img-responsive" alt="make,%202.png">
+</p>
+</figure>
+
+
+<p>
+Old computer hard disk platters are used as rotating discs. They are
+attached to following disk mount:
+</p>
+
+
+<figure>
+<p><img src="disk%20mount%20body.png" class="img-responsive" alt="disk%20mount%20body.png">
+</p>
+</figure>
+
+<p>
+Download:
+</p>
+<ul class="org-ul">
+<li><a href="disk%20mount.FCStd">Editable FreeCAD project</a>
+</li>
+<li><a href="disk%20mount%20body.stl">Printable STL file</a>
+</li>
+</ul>
+
+<p>
+Disk platters are fixed to disk mount using glued tightly fitting top
+ring:
+</p>
+
+
+<figure>
+<p><img src="disk%20mount%20top%20ring.png" class="img-responsive" alt="disk%20mount%20top%20ring.png">
+</p>
+</figure>
+
+<p>
+Download:
+</p>
+<ul class="org-ul">
+<li><a href="disk%20mount%20top%20ring.stl">Printable STL file</a>
+</li>
+</ul>
+
+<p>
+Discs are rotated by electric motor. Motor is cooled by electric fan.
+Motor and fan are powered by 12V that is generated by 3 voltage upstep
+converters running in parallel.
+</p>
+
+
+<figure>
+<p><img src="schematic.png" class="img-responsive" alt="schematic.png">
+</p>
+</figure>
+
+<p>
+Body:
+<img src="make,%201.png" class="img-responsive" alt="make,%201.png">
+</p>
+
+<p>
+FreeCAD model of the main body:
+</p>
+
+
+<figure>
+<p><img src="main%20body,%201.png" class="img-responsive" alt="main%20body,%201.png">
+</p>
+</figure>
+
+
+<figure>
+<p><img src="main%20body,%202.png" class="img-responsive" alt="main%20body,%202.png">
+</p>
+</figure>
+
+<p>
+Download:
+</p>
+<ul class="org-ul">
+<li><a href="body.FCStd">Editable FreeCAD file</a>
+</li>
+<li><a href="main%20body.stl">Printable STL file</a>
+</li>
+</ul>
+
+<p>
+Rotating discs are covered and protected by top cover:
+</p>
+
+
+<figure>
+<p><img src="top%20cover.png" class="img-responsive" alt="top%20cover.png">
+</p>
+</figure>
+
+<p>
+Bottom part of the main body has cover:
+</p>
+
+
+<figure>
+<p><img src="bottom%20cover.png" class="img-responsive" alt="bottom%20cover.png">
+</p>
+</figure>
+
+<p>
+Download:
+</p>
+<ul class="org-ul">
+<li><a href="bottom%20cover.stl">Printable STL file</a>
+</li>
+</ul>
+
+<p>
+Camera/binoculars can be mounted on dedicated holder that is screwed
+on top of the cover:
+</p>
+
+
+<figure>
+<p><img src="binocular%20mount.png" class="img-responsive" alt="binocular%20mount.png">
+</p>
+</figure>
+
+<p>
+Download:
+</p>
+<ul class="org-ul">
+<li><a href="binocular%20mount.stl">Printable STL file</a>
+</li>
+</ul>
+
+
+<p>
+Result:
+</p>
+
+
+<figure>
+<p><img src="make,%203.png" class="img-responsive" alt="make,%203.png">
+</p>
+</figure>
+
+
+<figure>
+<p><img src="make,%204.png" class="img-responsive" alt="make,%204.png">
+</p>
+</figure>
+</div>
+</div>
+
+<div id="outline-container-sec-3" class="outline-2">
+<h2 id="sec-3"><span class="section-number-2">3</span> Conclusion</h2>
+<div class="outline-text-2" id="text-3">
+<p>
+Around half of the stabilizing effect already comes from extra weight
+that is added to binoculars by device itself. Rotating platters
+contribute also about as much. I had only 2 platters. I'm
+contemplating finding more weight to rotate, or even try with old
+CD/DVD disks.
+</p>
+
+<p>
+Unfortunately symmetry is not perfect and small high frequency
+vibration is added because of that.
+</p>
+</div>
+</div>
+</div><div class="col-md-3"><nav id="table-of-contents">
+<div id="text-table-of-contents" class="bs-docs-sidebar">
+<ul class="nav">
+<li><a href="#sec-1">1. General</a></li>
+<li><a href="#sec-2">2. Project description</a></li>
+<li><a href="#sec-3">3. Conclusion</a></li>
+</ul>
+</div>
+</nav>
+</div></div></div>
+<footer id="postamble" class="">
+<div><p class="author">Author: Svjatoslav Agejenko</p>
+<p class="date">Created: 2021-01-03 Sun 22:42</p>
+<p class="creator"><a href="http://www.gnu.org/software/emacs/">Emacs</a> 26.1 (<a href="http://orgmode.org">Org-mode</a> 9.1.9)</p>
+</div>
+</footer>
+</body>
+</html>