Делаем стробокарусель

В прошлом году делал одну интересную штуку, а не поделился с вами историей.

Обратились ко мне ребята со студии «Светлые истории». Они организовывали выставку анимации «Случайная последовательность», и в поисках интересных идей приехали в гости к нам в мастерскую. Пообщавшись, решили скооперироваться и сделать трехмерный зоотроп. Мы такие делали, но гораздо большего размера, и с анимацией из вручную расставленных фигурок, купленных в магазине игрушек. Замысел был такой — я делаю техническую часть, сообщаю размеры внутреннего пространства, а дальше художник рисует анимированные фигурки, творчески ничем не ограниченный.

Хоть многие технологии мы уже использовали по отдельности, тут пришлось собрать их воедино. Закупился в магазине товарища (https://shop.robotclass.ru/) подшипниками, шкивами, валами, зубчатыми ремнями и сел рисовать конструкцию. В качестве привода использовал 60Вт синхронный мотор на 60 об/мин, так что шкивы под ремень брал с примерно одинаковым числом зубьев. Длинный зубчатый ремень, помимо передачи вращения от мотора одновременно играет роль демпфера, облегчая пуск мотора. Мотор грелся как скотина (хотя похоже для него это нормально), для успокоения добавил обдув.

Также для облегчения пуска, конструкцию платформы я сделал скользящей: при запуске и остановке она может провернуться на валу. Кадров заложили 16 шт — минимально необходимое, чтобы увидеть магию анимации. Большее число кадров сокращало сектор кадра на круге, что не очень хорошо. Синхронизация кадров при помощи индуктивного датчика и головок саморезов.

Когда мимо датчика пролетает головка самореза, стробоскоп делает «пых» освещая сцену. Для успеха нужно МНОГО света, ведь длительность вспышки очень мала. Я использовал самодельный светодиодный стробоскоп с мгновенной мощностью около 100 Вт. Кроме того нужно добавить схему генерации импульса подсветки и найти баланс между яркостью картинки и ее четкостью. Я остановился на длительности вспышки в 100 микросекунд.

На удивление, все заработало сразу и почти без нареканий. Опорный фанерный диск оказался немного кривоват, но датчик синхронизации спокойно работал с зазором в несколько миллиметров. Конфигурация постамента — торт, массу для снижения момента инерции максимально облегчал.

Когда механическая часть обрела форму, я нашел на складе акриловую полусферу и настала пора думать об анимации. Анимацией занимался художник Данил Стрижов. Мы быстро нашли общий язык, я объяснил ограничения на дизайн фигурок (Ограничения 3Д печати, требования к технологичности и механической прочности), сделали тестовые отпечатки, настроили софт, чтобы при обмене не было нежданчиков вроде поплывшего размера.

Фигурки решили печатать из двух половинок и склеивать — так исключалась постобработка с удалением поддержек, да и фигурки получались симпатичные и прочные. Печатал из белого ПЛА.

Вот так выглядит полный цикл анимации фигурки первого яруса — эквилибриста на велосипеде:

Пока шла печать — фанерный корпус покрыли морилкой и лаком. Для расстановки Данил по моей просьбе сделал шаблон, который я вырезал из картона на лазере. Расстановка вышла идеальная, до этого на наших каруселях было небольшое дрожание фигурок.

Дальше сборка, аккуратно приклеиваем все. Белые фигурки на черном фоне смотрятся вполне симпатично, так что экономим время на покраске. К сожалению к открытию выставки я не успел, инсталляция появилась на второй день после открытия и непрерывно проработала до января.

Художник использовал сильную сторону трехмерной печати — морфинг, фигурки не только движутся, но и деформируются.