Poor man's gyrostabilized camera (la gyrostabilisation du pauvre)

La GoPro, c'est bien connu, ça se fixe sur presque tout.
Et parfois c'est bien là le problème, puisque la caméra va suivre l'inclinaison du support.

Vous en avez marre des horizons en biais ?

Alors nous allons peut-être vous intéresser un peu.

Pour commencer, cela va vous servir à quoi ?

Imaginons un motard en virage, qui prend naturellement de l'inclinaison.

Vu de l'extérieur, la moto penche. Normal. Si on assujettit la caméra au mouvement de la moto, la moto restera droite et c'est la route qui va pencher. Strange !

C'est donc là que se situe l'intérêt de l'effet gyroscopique (oui, le même qui permet à notre motard de se rapprocher du bitume sans -en principe- le mordre).

Alors dans le domaine, les choses ont bien évolué. Au début, les gyroscopes sur lesquels on montait les caméras fonctionnaient suivant un principe mécanique : des masses parfaitement équilibrées tournant à très grande vitesse. Les deux notions (équilibrage et grande vitesse) signifiant également des coûts de réalisation très élevés.

Heureusement, l'électronique est venue au secours des pauvres et honnêtes gens (et des autres aussi, d'ailleurs).
L'appellation "gyroscopique" a été conservée, mais ce sont des systèmes qui vont gérer l'inclinaison.

Ce qui est intéressant, c'est que ces systèmes ont pu être miniaturisés et sont maintenant vendus à des prix très abordables.

La Gyro Cam a été fortement popularisée en 2010 par le coureur moto GP Valentino Rossi.
Oui mais voilà, n'a pas les moyens de "The Doctor" qui veut.

Alors soit, GoPro.Hacks à la rescousse !

L'idée de base était de se servir d'un servo de radio-modélisme couplé avec un gyroscope dédié à la stabilisation des hélicoptères RC, pour réaliser un montage destiné à la moto, suivant un seul degré de liberté (pour faire suivant d'autres axes, il faut simplement rajouter des servos, et des nacelles !).
Notons que ce type de montage peut trouver son application dans bien d'autres domaines (photographie aérienne...)


Le bricolage qui suit a finalement utilisé un gyro-servo GS-1 de chez Dunehaven http://www.dunehaven.com/gs1_std.htm
Son intérêt ? Le fonctionnement est plus que simple, il ne manque qu'une batterie pour le faire fonctionner de manière autonome, le gyroscope étant intégré.
Tout ça pour un coût de US$69 (54€ au jour où cet article est écrit, + le prix du port et de la batterie Li-Po à rajouter).

GS-1 de chez Dunehaven.

Le matériel se présente comme un servo classique, doté en plus de deux petites vis de réglage.

Mais voyons un peu le montage que nous avons improvisé. Pour ceux que la vue d'une perceuse effraie, allez malgré tout faire un tour à la fin de l'article, on a pensé à vous !
Comme tout s'est basé sur de la récupération, vous comprendrez que ce n'est pas forcément une configuration optimale. Ce qui nous intéressait, c'était d'être fonctionnel et à la porté de nos outils (mini-perceuse, perceuse, chalumeau). Tant pis pour le design.
Voici d'ailleurs un petit dessin éclaté pour vous présenter ce qui a finalement résulté.

Petit descriptif, de droite à gauche :
Une équerre métallique 60x60, sur laquelle on a évidé à la mini-perceuse (genre Dremel) un logement pour notre servo GS-1.
Quel que soit le support que vous choisissez, il est important qu'il soit suffisamment rigide pour éviter qu'il ne devienne un amplificateur de vibrations.
De même, veillez à ce que le servo ne touche pas directement l'équerre (le logement doit être légèrement plus grand).
Le GS-1 est vissé sur la face verticale de l'équerre, en prenant soin d'intercaler les petits bouts de caoutchouc destinés à amortir les vibrations.

A ce stade-là, on entend déjà certaines voix s'élever : pourquoi ne pas fixer la caméra directement sur l'axe de sortie du servo ?
Et bien, parce que, mesdames-messieurs.On est bourrins, mais quand même, on a des limites.
Le servo étant dimensionné pour transmettre un couple, ce ne serait pas l'idéal. Le poids de la caméra induirait une flèche bien trop conséquente pour le petit axe du servo.
Par ailleurs l'ajustement de l'axe et son manque de rigidité rendraient la vidéo plus vomitive que stabilisée.

Alors continuons. Le seul élément de notre bazar qui répondait à nos contraintes était un vieux roulement à bille de roller.
Nous l'avons donc monté sur une deuxième équerre en métal de 60x60.
Ici, il faut tenir compte d'un certain nombre de choses :

• l'équerre comportant le servo, dans le montage final, sera positionnée sur la face horizontale de l'équerre avec le roulement. Pour ma part, j'ai simplement prévu de faire correspondre les trous de la première ligne de l'équerre au servo avec les trous de la ligne du milieu de l'équerre au roulement. Ne pas hésiter à se référer au schéma suivant ou à la photo en cas de doute.
• On repère ensuite le point exact par où passera l'axe du roulement, qui doit être le prolongement de l'axe de sortie du servo.
• On perce le point repéré préalablement à un diamètre suffisant pour laisser passer le cylindre intérieur du roulement.
• Ultime vérification de l'alignement, marquage de l'emplacement du roulement, et je le soude sur l'équerre. J'ai utilisé pour cela un chalumeau oxy-acéthylénique, idéal pour ce genre de petits travaux.
  Compte tenu de la chaleur, il faut faire attention à ne pas trop chauffer le roulement plus que nécessaire, sous peine de le rendre inutilisable. Souder un roulement, c'est quelque chose de très barbare, n'allez pas raconter ça à un professeur de mécanique !
  J'avais d'ailleurs ouvert la flasque avant soudure pour permettre le nettoyage et re-graissage des roulements et de leur cage.

Le support de la caméra est une équerre de 50x35. Encore une fois, ne vous fiez pas spécialement à mes dimensions, il n'y a aucun calcul précis derrière cela, juste de la récupération.

Il faudra simplement essayer de réduire le poids de cette petite nacelle afin de ne pas faire trop forcer le servo.
Le couple de ce dernier est largement suffisant pour cette application, mais autant penser aux batteries et à la préservation du servo.

Pour l'axe de rotation de cette dernière équerre, j'ai utilisé une pointe de découplage qui trainait dans ma caisse à outil. C'était une beauté naturelle qui n'a presque pas eu besoin de chirurgie esthétique. Elle offrait notamment une partie cylindrique lisse de 8mm de diamètre, ce qui correspondait exactement au diamètre intérieur de mon roulement. Elle a donc eu le droit à un petit refroidissement et à une mise en place en douceur... à la massette, étant horloger-ferrailleur de métier.
A une extrémité, elle était filetée en M8, ce qui s'est avéré utile pour l'accouplement au servo. Même la longueur correspondait au montage.
A l'autre bout il y avait évidemment la pointe, que j'ai amputée sitôt la pièce soudée à l'équerre.

Pour terminer, j'ai solidarisé le palonnier du servo à un écrou M8. Pour ce faire j'ai cerné l'écrou de petites vis traversant les branches du palonnier, à titre provisoire. La tenue donnant satisfaction, je n'ai pas cherché d'alternative.

Le filetage de la pointe de découplage s'est avéré de très mauvaise qualité et a foiré. J'ai donc dû me résoudre à appliquer de la colle cyanoacrylate (super glue) à l'intérieur de l'écrou avant de le monter.

Le montage de la GoPro se fait de manière simple grâce au Tripod mount de chez GoPro.com

Voici un schéma propre du montage final :

Et la photo finish qui est, je l'accorde volontiers, nettement moins glamour :

Vous le voyez, la platine de support a été violemment vissée dans la poignée passager, percée à cet effet par des vis auto-taraudeuses.
Apanage des propriétaires de vieux tromblons sans valeur pécuniaire !!!
Les autres devront bricoler un peu plus pour créer un support mieux adapté.

A noter que pour obtenir de bon résultats il a fallu changer la configuration d'usine du gyro-servo. Garder un gain équivalent au déplacement, et choisir un mode de retour un peu plus lent, de manière empirique. Attention ! chez nous, les vis de réglage étaient inversées par rapport à la notice.

Bien évidemment, l'article n'aurait pas de sens sans une petite vidéo de démonstration.
Pour vous prouver qu'il s'agit bien du montage décrit ci-dessus et pas d'une vidéo sournoisement récupérée sur le facebook de Valentino ROSSI, nous avons pris grand soin de ne pas imiter le style de ce dernier, comme vous le constaterez rapidement !

regardez le mouvement de la selle, l'effet est tout de même flagrant, même en étant loin de prendre l'angle du seigneur Rossi.


Ce montage peut évidemment servir de base à d'autres applications ou activités, y compris nautiques si l'on prend soin de réaliser un caison étanche pour la batterie et le servo !

Pour ceux qui souhaitent se passer du bricolage ci-dessus, on a repéré sur le site de servocity une solution à 25 US$ qui semble tout à fait convenir à cette application. Nous ne l'avons pas testée, alors on ne donne pas de garantie sur l'usage, mais ça semble plutôt bien coller.
Il convient juste de vérifier que les dimensions conviennent au servo GS-1 de Dunehaven, ou bien utiliser un servo standard avec un gyro RC.
A creuser/vérifier/valider. Faites-nous un retour si vous l'utilisez !

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