optics/gyro for binoculars/index.html

   1 <!doctype html>
   2 <html lang="en">
   3 <head>
   4 <title>Gyroscope stabilizer for binoculars</title>
   5 <!-- 2021-01-03 Sun 22:42 -->
   6 <meta charset="utf-8">
   7 <meta name="viewport" content="width=device-width, initial-scale=1">
   8 <meta name="generator" content="Org-mode">
   9 <meta name="author" content="Svjatoslav Agejenko">
  10 <link href="https://bootswatch.com/3/darkly/bootstrap.min.css" rel="stylesheet">
  11 <script src="https://cdnjs.cloudflare.com/ajax/libs/jquery/1.11.3/jquery.min.js"></script>
  12 <script src="https://cdnjs.cloudflare.com/ajax/libs/twitter-bootstrap/3.3.5/js/bootstrap.min.js"></script>
  13 <style type="text/css">
  14 footer {background-color: #111 !important;}
  15 pre {background-color: #111; color: #ccc;}
  16 </style>
  17 <style type="text/css">
  18 /* org mode styles on top of twbs */
  19
  20 html {
  21     position: relative;
  22     min-height: 100%;
  23 }
  24
  25 body {
  26     font-size: 18px;
  27     margin-bottom: 105px;
  28 }
  29
  30 footer {
  31     position: absolute;
  32     bottom: 0;
  33     width: 100%;
  34     height: 101px;
  35     background-color: #f5f5f5;
  36 }
  37
  38 footer > div {
  39     padding: 10px;
  40 }
  41
  42 footer p {
  43     margin: 0 0 5px;
  44     text-align: center;
  45     font-size: 16px;
  46 }
  47
  48 #table-of-contents {
  49     margin-top: 20px;
  50     margin-bottom: 20px;
  51 }
  52
  53 blockquote p {
  54     font-size: 18px;
  55 }
  56
  57 pre {
  58     font-size: 16px;
  59 }
  60
  61 .footpara {
  62     display: inline-block;
  63 }
  64
  65 figcaption {
  66   font-size: 16px;
  67   color: #666;
  68   font-style: italic;
  69   padding-bottom: 15px;
  70 }
  71
  72 /* from twbs docs */
  73
  74 .bs-docs-sidebar.affix {
  75     position: static;
  76 }
  77 @media (min-width: 768px) {
  78     .bs-docs-sidebar {
  79         padding-left: 20px;
  80     }
  81 }
  82
  83 /* All levels of nav */
  84 .bs-docs-sidebar .nav > li > a {
  85     display: block;
  86     padding: 4px 20px;
  87     font-size: 14px;
  88     font-weight: 500;
  89     color: #999;
  90 }
  91 .bs-docs-sidebar .nav > li > a:hover,
  92 .bs-docs-sidebar .nav > li > a:focus {
  93     padding-left: 19px;
  94     color: #A1283B;
  95     text-decoration: none;
  96     background-color: transparent;
  97     border-left: 1px solid #A1283B;
  98 }
  99 .bs-docs-sidebar .nav > .active > a,
 100 .bs-docs-sidebar .nav > .active:hover > a,
 101 .bs-docs-sidebar .nav > .active:focus > a {
 102     padding-left: 18px;
 103     font-weight: bold;
 104     color: #A1283B;
 105     background-color: transparent;
 106     border-left: 2px solid #A1283B;
 107 }
 108
 109 /* Nav: second level (shown on .active) */
 110 .bs-docs-sidebar .nav .nav {
 111     display: none; /* Hide by default, but at >768px, show it */
 112     padding-bottom: 10px;
 113 }
 114 .bs-docs-sidebar .nav .nav > li > a {
 115     padding-top: 1px;
 116     padding-bottom: 1px;
 117     padding-left: 30px;
 118     font-size: 12px;
 119     font-weight: normal;
 120 }
 121 .bs-docs-sidebar .nav .nav > li > a:hover,
 122 .bs-docs-sidebar .nav .nav > li > a:focus {
 123     padding-left: 29px;
 124 }
 125 .bs-docs-sidebar .nav .nav > .active > a,
 126 .bs-docs-sidebar .nav .nav > .active:hover > a,
 127 .bs-docs-sidebar .nav .nav > .active:focus > a {
 128     padding-left: 28px;
 129     font-weight: 500;
 130 }
 131
 132 /* Nav: third level (shown on .active) */
 133 .bs-docs-sidebar .nav .nav .nav {
 134     padding-bottom: 10px;
 135 }
 136 .bs-docs-sidebar .nav .nav .nav > li > a {
 137     padding-top: 1px;
 138     padding-bottom: 1px;
 139     padding-left: 40px;
 140     font-size: 12px;
 141     font-weight: normal;
 142 }
 143 .bs-docs-sidebar .nav .nav .nav > li > a:hover,
 144 .bs-docs-sidebar .nav .nav .nav > li > a:focus {
 145     padding-left: 39px;
 146 }
 147 .bs-docs-sidebar .nav .nav .nav > .active > a,
 148 .bs-docs-sidebar .nav .nav .nav > .active:hover > a,
 149 .bs-docs-sidebar .nav .nav .nav > .active:focus > a {
 150     padding-left: 38px;
 151     font-weight: 500;
 152 }
 153
 154 /* Show and affix the side nav when space allows it */
 155 @media (min-width: 992px) {
 156     .bs-docs-sidebar .nav > .active > ul {
 157         display: block;
 158     }
 159     /* Widen the fixed sidebar */
 160     .bs-docs-sidebar.affix,
 161     .bs-docs-sidebar.affix-bottom {
 162         width: 213px;
 163     }
 164     .bs-docs-sidebar.affix {
 165         position: fixed; /* Undo the static from mobile first approach */
 166         top: 20px;
 167     }
 168     .bs-docs-sidebar.affix-bottom {
 169         position: absolute; /* Undo the static from mobile first approach */
 170     }
 171     .bs-docs-sidebar.affix .bs-docs-sidenav,.bs-docs-sidebar.affix-bottom .bs-docs-sidenav {
 172         margin-top: 0;
 173         margin-bottom: 0
 174     }
 175 }
 176 @media (min-width: 1200px) {
 177     /* Widen the fixed sidebar again */
 178     .bs-docs-sidebar.affix-bottom,
 179     .bs-docs-sidebar.affix {
 180         width: 263px;
 181     }
 182 }
 183 </style>
 184 <script type="text/javascript">
 185 $(function() {
 186     'use strict';
 187
 188     $('.bs-docs-sidebar li').first().addClass('active');
 189
 190     $(document.body).scrollspy({target: '.bs-docs-sidebar'});
 191
 192     $('.bs-docs-sidebar').affix();
 193 });
 194 </script>
 195 </head>
 196 <body>
 197 <div id="content" class="container">
 198 <div class="row"><div class="col-md-9"><h1 class="title">Gyroscope stabilizer for binoculars</h1>
 199
 200 <div id="outline-container-sec-1" class="outline-2">
 201 <h2 id="sec-1"><span class="section-number-2">1</span> General</h2>
 202 <div class="outline-text-2" id="text-1">
 203 <ul class="org-ul">
 204 <li>DISCLAIMER: I DO ELECTRONICS AND 3D DESIGN SOLELY AS A HOBBY. THERE
 205 COULD BE ERRORS THAT CAN RESULT IN ALL KINDS OF DAMAGE. USE THESE
 206 DESIGNS AT YOUR OWN RISK.
 207 </li>
 208
 209 <li>This design is released under Creative Commons Zero (CC0) license.
 210 </li>
 211
 212 <li>Author:
 213 <ul class="org-ul">
 214 <li>Svjatoslav Agejenko
 215 </li>
 216 <li>Homepage: <a href="https://svjatoslav.eu">https://svjatoslav.eu</a>
 217 </li>
 218 <li>Email: <a href="mailto://svjatoslav@svjatoslav.eu">svjatoslav@svjatoslav.eu</a>
 219 </li>
 220 </ul>
 221 </li>
 222
 223 <li>See also:
 224 <ul class="org-ul">
 225 <li><a href="../../index.html">Other physical projects in this repository</a>
 226 </li>
 227 <li><a href="https://www.svjatoslav.eu/projects/">Other projects hosted at svjatoslav.eu</a>
 228 </li>
 229 </ul>
 230 </li>
 231 </ul>
 232 </div>
 233 </div>
 234
 235 <div id="outline-container-sec-2" class="outline-2">
 236 <h2 id="sec-2"><span class="section-number-2">2</span> Project description</h2>
 237 <div class="outline-text-2" id="text-2">
 238
 239 <figure>
 240 <p><img src="make.png" class="img-responsive" alt="make.png">
 241 </p>
 242 </figure>
 243
 244 <p>
 245 Problem with powerful binoculars is that they are almost unusable
 246 without tripod. High zoom factor also amplifies hand shakes.
 247 </p>
 248
 249 <p>
 250 Tripod is not convenient to carry around. Here is an attempt to design
 251 portable gyro stabilizer that has camera tripod interface. Therefore
 252 cameras and binoculars can be mounted.
 253 </p>
 254
 255
 256
 257 <figure>
 258 <p><img src="make,%202.png" class="img-responsive" alt="make,%202.png">
 259 </p>
 260 </figure>
 261
 262
 263 <p>
 264 Old computer hard disk platters are used as rotating discs. They are
 265 attached to following disk mount:
 266 </p>
 267
 268
 269 <figure>
 270 <p><img src="disk%20mount%20body.png" class="img-responsive" alt="disk%20mount%20body.png">
 271 </p>
 272 </figure>
 273
 274 <p>
 275 Download:
 276 </p>
 277 <ul class="org-ul">
 278 <li><a href="disk%20mount.FCStd">Editable FreeCAD project</a>
 279 </li>
 280 <li><a href="disk%20mount%20body.stl">Printable STL file</a>
 281 </li>
 282 </ul>
 283
 284 <p>
 285 Disk platters are fixed to disk mount using glued tightly fitting top
 286 ring:
 287 </p>
 288
 289
 290 <figure>
 291 <p><img src="disk%20mount%20top%20ring.png" class="img-responsive" alt="disk%20mount%20top%20ring.png">
 292 </p>
 293 </figure>
 294
 295 <p>
 296 Download:
 297 </p>
 298 <ul class="org-ul">
 299 <li><a href="disk%20mount%20top%20ring.stl">Printable STL file</a>
 300 </li>
 301 </ul>
 302
 303 <p>
 304 Discs are rotated by electric motor. Motor is cooled by electric fan.
 305 Motor and fan are powered by 12V that is generated by 3 voltage upstep
 306 converters running in parallel.
 307 </p>
 308
 309
 310 <figure>
 311 <p><img src="schematic.png" class="img-responsive" alt="schematic.png">
 312 </p>
 313 </figure>
 314
 315 <p>
 316 Body:
 317 <img src="make,%201.png" class="img-responsive" alt="make,%201.png">
 318 </p>
 319
 320 <p>
 321 FreeCAD model of the main body:
 322 </p>
 323
 324
 325 <figure>
 326 <p><img src="main%20body,%201.png" class="img-responsive" alt="main%20body,%201.png">
 327 </p>
 328 </figure>
 329
 330
 331 <figure>
 332 <p><img src="main%20body,%202.png" class="img-responsive" alt="main%20body,%202.png">
 333 </p>
 334 </figure>
 335
 336 <p>
 337 Download:
 338 </p>
 339 <ul class="org-ul">
 340 <li><a href="body.FCStd">Editable FreeCAD file</a>
 341 </li>
 342 <li><a href="main%20body.stl">Printable STL file</a>
 343 </li>
 344 </ul>
 345
 346 <p>
 347 Rotating discs are covered and protected by top cover:
 348 </p>
 349
 350
 351 <figure>
 352 <p><img src="top%20cover.png" class="img-responsive" alt="top%20cover.png">
 353 </p>
 354 </figure>
 355
 356 <p>
 357 Bottom part of the main body has cover:
 358 </p>
 359
 360
 361 <figure>
 362 <p><img src="bottom%20cover.png" class="img-responsive" alt="bottom%20cover.png">
 363 </p>
 364 </figure>
 365
 366 <p>
 367 Download:
 368 </p>
 369 <ul class="org-ul">
 370 <li><a href="bottom%20cover.stl">Printable STL file</a>
 371 </li>
 372 </ul>
 373
 374 <p>
 375 Camera/binoculars can be mounted on dedicated holder that is screwed
 376 on top of the cover:
 377 </p>
 378
 379
 380 <figure>
 381 <p><img src="binocular%20mount.png" class="img-responsive" alt="binocular%20mount.png">
 382 </p>
 383 </figure>
 384
 385 <p>
 386 Download:
 387 </p>
 388 <ul class="org-ul">
 389 <li><a href="binocular%20mount.stl">Printable STL file</a>
 390 </li>
 391 </ul>
 392
 393
 394 <p>
 395 Result:
 396 </p>
 397
 398
 399 <figure>
 400 <p><img src="make,%203.png" class="img-responsive" alt="make,%203.png">
 401 </p>
 402 </figure>
 403
 404
 405 <figure>
 406 <p><img src="make,%204.png" class="img-responsive" alt="make,%204.png">
 407 </p>
 408 </figure>
 409 </div>
 410 </div>
 411
 412 <div id="outline-container-sec-3" class="outline-2">
 413 <h2 id="sec-3"><span class="section-number-2">3</span> Conclusion</h2>
 414 <div class="outline-text-2" id="text-3">
 415 <p>
 416 Around half of the stabilizing effect already comes from extra weight
 417 that is added to binoculars by device itself. Rotating platters
 418 contribute also about as much. I had only 2 platters. I'm
 419 contemplating finding more weight to rotate, or even try with old
 420 CD/DVD disks.
 421 </p>
 422
 423 <p>
 424 Unfortunately symmetry is not perfect and small high frequency
 425 vibration is added because of that.
 426 </p>
 427 </div>
 428 </div>
 429 </div><div class="col-md-3"><nav id="table-of-contents">
 430 <div id="text-table-of-contents" class="bs-docs-sidebar">
 431 <ul class="nav">
 432 <li><a href="#sec-1">1. General</a></li>
 433 <li><a href="#sec-2">2. Project description</a></li>
 434 <li><a href="#sec-3">3. Conclusion</a></li>
 435 </ul>
 436 </div>
 437 </nav>
 438 </div></div></div>
 439 <footer id="postamble" class="">
 440 <div><p class="author">Author: Svjatoslav Agejenko</p>
 441 <p class="date">Created: 2021-01-03 Sun 22:42</p>
 442 <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>
 443 </div>
 444 </footer>
 445 </body>
 446 </html>