Ich wollte Luftbilder aufnehmen. Da ich im Internet keine direkt passende Lösung dafür fand, habe ich eine Kamerasteuerung selbst entwickelt.
Gründe für die Neuentwicklung der Steuerung:
- keine frei verfügbare Software.
- Kamera sollte preiswert sein.
- Kamera soll leicht verfügbar sein.
- Kamera mit Speicherkarte und Display.
- EXIF Informationen im JPG Bild.
- Steuerung sollte in die Kamera passen.
Mit der aktuell über Ebay (R) preiswert (15 - 20 EUR) zu kaufende Kamera DC4 lassen sich trotz des niedrigen Preises bereits gute Bilder machen. Es wird nur viel Helligkeit für verwacklungsfreie Bilder gebraucht.
Beschreibung der Kameradaten:
Objektiv: Fixfokus
Blende: Fix 2,8
Belichtungszeit: 1/5 s - 1/5000 s
Im Zimmer bisher: 1/5 s - 1/100 s
Bei Luftbildaufnahmen: - 1/3000 s
Sucher: optisch, LCD (klein)
Auflösung: 2 Megapixel 1600 x 1200
Abschaltzeit: 60 sec.
Stromversorgung: 3 x AAA Batterien (Akkus möglich)
Speicher: 16 MB RAM intern, SD oder MMC Karte bis 512 MB (Sockel neben den Batterien, siehe Bild unten).
Gewicht: 85 g, Akkus 37 g.
EXIF: aktuell nur Belichtungszeit, Blitz und Auflösung
Die Kamera wird bedient durch 5 Tasten auf der Rückseite, mit Rückkopplung durch das LCD.
Gehäuse öffnen:
Es sind 4 Kreuzschlitzschrauben zu lösen, dabei ist eine unten unter dem ovalen Q.S. Aufkleber. Ebenso ist die Halteöse an der Seite herauszuschrauben.
Dann kann man die vordere Gehäusehälfte abbnehmen.
Das Handbuch (dc4_de.pdf, 2 MB) zur Bedienung der Kamera kann man herunter laden bei: www.plawa.com (Service/Downloads/Bedienungsanleitungen, Auswählen: DC-4).
Nach erfolgreichem Erstflug gibt es ein paar Luftbilder. Das Flugverhalten von dem Robbe Amica ist durch den Kameraaufbau deutlich schlechter geworden.
Die Luftbilder wurden im Loop-Modus gemacht (siehe Optionsanschluss JMPR, Brücke auf pin 2 und 3) und dann aussortiert. Da muss man sich nicht um das Auslösen der Kamera kümmern.
Obwohl der Motor immer gelaufen ist, der Propeller ist deutlich zu sehen, sind die Bilder noch brauchbar geworden.
Die weiteren Bilder sind jetzt auf unseren neuen Seiten "Unsere Flugfelder" zu sehen.
Als nächstes Trägerflugzeug kommt dann wohl der Twinstar 2 in Frage. Da stört kein Propeller im Bild, und die Kamera sollte sich bezüglich Luftwiderstand besser integrieren lassen.
Der erste Versuch mit der Amica von Robbe hat gezeigt, dass ein leistungstärkerer und schwerer "Fototräger" eingesetzt werden muss. Das ist jetzt der Multiplex Twinstar 2.
Eine leichte Sperrholzplatte wurde zum Grundriss der Kabinenhaube passend geschnitten, speziell der Zapfen hinten, damit die Platte hinten gehalten wird. Dann sorgt noch vorne ein Gummiring für den nötigen Halt.
Die Kamera wurde mit einer M6 * 15 mm Kunstoffschraube von unten befestigt. Für den nötigen Neigungswinkel (18 grad) nach vorne sorgt ein Keil aus EPP unter dem Kameragehäuse. Um den Luftwiderstand etwas zu reduzieren, wurde eine gerade vorhandene Blisterverpackung aufgeklebt. Zum gleichen Zweck wurde das Fahrgestell entfernt. Mit Kamera fliegt der Twinstar 2 deutlich stabiler als der Amica von Robbe, auch ist jetzt nicht mehr der Propeller im Bild.
Die ersten Luftbilder mit dem Multiplex Twinstar 2 sind schon unter "Unsere Flugfelder" - Igstadt und Bierstadt1 zu sehen. Die Bilder wurden im Loop-Modus im 10 Sekundentakt bei laufenden Motoren gemacht.
Als Vorlage diente eine Entwicklung von Thomas Black www.rc-cam.com unter "Special Projects/ CamMan/ CamMan-GSmart". An Stelle des nur einmal programmierbaren PIC 12C508 wurde der wiederprogrammierbare und heute besser erhältliche PIC 12F629 (www.reichelt.de, PIC 12F629-I/SN, 1,40 EUR) verwendet. In der original Schaltung wurde ein DIP Gehäuse bei dem PIC verwendet und fliegend verdrahtet.
Mir war es sympathischer den Aufbau mit einem PIC SO-8 Gehäuse auf einer dünnen Platine (14 x 30 x 0,8 mm, Bild rechts oben) vorzunehmen. Dann ist auch die spätere Programmänderung (ICSP (TM) = In Circuit Serial Programming) leichter möglich.
Als preiswertes Freeware Programmiergerät wurde der Brenner5 R7b mit PC-LPT parallel Port Anschluss aufgebaut, von www.sprut.de , eine sehr gute Web Seite für PIC Mikroprozessoren von Microchip.
Die Schaltung und das Layout wurden erstellt mit dem Programm Eagle 4.16r2 der Firma Cadsoft (als Freeware bis Größe halbe Eurokarte).
Der Schaltplan (zweites Bild von oben) wird am besten durch anklicken auf das Bild vergrößert und dann abgespeichert und gedruckt.
Der Bestückungsplan (siehe Bild rechts) soll die Anordnung der Bauelemente verdeutlichen. Die Platine ist wegen dem SMD Bauteil nur einseitig (Oberseite). Es sollten aber alle Bohrungen mit 0,8 mm gebohrt werden, damit die Bauteile besser zu montieren sind. Die Lötanschlüsse für den PIC verzinnt man am besten vorher, positioniert den PIC mit der Lupe genau über den Anschlüssen und klebt ihn dann mit einem (kleinen) Tropfen Sekundenkleber seitlich an der Platine fest. Dann kann man die Beine (0,3 mm breit!) in Ruhe löten.
Das Layout (siehe Bild rechts) wird am besten durch anklicken auf das Bild vergrößert und dann abgespeichert. Leider ist durch das Uploaden der Maßstab geändert. Also vor dem ausdrucken in ein Bildbearbeitungsprogramm laden und die auflösung in 600 dpi ändern. Dann muss das Layout 15 x 29 mm groß sein. Es muss spiegelbildlich gedruckt werden (Tintenstrahldrucker, z.B. Canon i550 mit Transparentfilm), damit die Farbschicht direkt auf der photoempfindlichen Schicht der Platine liegt, zur Vermeidung von Unterstrahlung. Die Vorlage ist bereits gespiegelt. Zur Orientierung der Seite gibt es den Buchstaben "R" im Layout. Die runden Punkte im Layout zeigen jeweils den Pin 1 an.
Der interne 4 MHz RC-Oszillator (clock) läuft mit dem gesetzten Calibration Byte circa +/- 1 Prozent genau. Die Befehle werden meist in einem Takt (clock/4 = 1 us) abgearbeitet.
Der Stromverbrauch nach Datenblatt im aktiven Zustand sollte bei circa 1 mA liegen.
Wenn keine Fernsteuersignale anliegen, geht der PIC nach circa 95 Sekunden in den Sleep Modus und sollte dann nach Datenblatt circa 1 uA Strom brauchen. Deshalb kann er auch immer an der Batterie angeschlossen sein.
Zum besseren Verständnis der PIC Mikroprozessors sollte man sich das Datenblatt der Firma www.microchip.com herunter laden.
Die veröffentlichten Files unterliegen alle der GPL, sie können frei genutzt werden, müssen nach Änderungen aber wieder frei zugänglich gemacht werden.
Zum Schaltplan (Eagle 4.16r2) gehört der File: http://www.rudisflugis.de/fileadmin/download/CamMan6.sch
Zum Layout (Eagle 4.16r2) gehört der File:
http://www.rudisflugis.de/fileadmin/download/CamMan6.brd
Dabei ist zu beachten, dass nach dem Aufruf des Files die 0V Flächen erst nach dem Befehl "Ratsnest" erscheinen.
Der Assembler File für den PIC 12F629:
http://www.rudisflugis.de/fileadmin/download/DC4CTRL.asm
Der PIC läuft aus Gründen des einfachen Aufbaus mit dem internen 4 MHz Oszillator. Die Verzögerungszeiten werden nur mit Softwareschleifen erzeugt, da das Programm nur linear arbeitet und sich damit die Programmierung vereinfacht. Die Software wurde mit der MPLAB IDE 7.5 Entwicklungsumgebung (Freeware) von Microchip entwickelt und simuliert.
Der übersetzte HEX File zum direkten Programmieren des PIC:
http://www.rudisflugis.de/fileadmin/download/DC4CTRL.HEX
Die "Config Bits" sind im HEX File bereits enthalten.
Optionsanschluss JMPR:
Wenn auf Pin 2 (0V) und 3 eine Brücke gesteckt wird, arbeitet die Steuerung im Loop-Modus. Das bedeutet, sie macht nach dem Einschalten der Kamera alle 10 Sekunden ein Bild, bis die Speicherkarte voll ist. Bei circa 500 KB pro JPG Bild gehen dann auf eine 256 MB Speicherkarte bereits 500 Bilder. Das entspricht einem Aufnahmezeitraum von circa 83 Minuten. Allerdings sollten die Batterien auch solange durchhalten. Wenn man mit Taste 4 an der Kamera das Display abschaltet ist die Bildfolgerate deutlich schneller, circa ein 3-4 s Takt. Man beendet den Loop-Modus durch auschalten von Fernsteuerung und Kamera.
Ein Nachteil hat die Brücke, will man den PIC neu programmieren, muss die Brücke vorher entfernt werden.
Auf Pin 1 liegt ein Testsignal, damit man mit dem Oszillografen sehen kann, was der Mikroprozessor so macht.
Handhabung:
Es wird in der Software vorausgesetzt, dass der Fernsteuersender dauernd ein 1,5 ms Signal (Mitte) sendet. Zum auslösen eine Bildes wird dann kurz das Signal auf Minimum 1,1 ms (Kurz) geschaltet. Aus Gründen der Zuverlässigkeit werden immer 2 aufeinanderfolgende Signale gleicher Art gebraucht. Nach dem Einschalten der Kamera muss erst das Signal "Mitte" dann "Kurz" gesendet werden, um die Steuerung "scharf" zu machen. Dann kann man mit dem Taster "Kurz" Einzelbilder auslösen.
Wenn die Kamera nach 60 Sekunden Leerlauf abgeschaltet hat, weckt die Steuerung die Kamera auf, wenn ein Bild angefordert wird. Allerdings kann es passieren, wenn neue Batterien/Akkus eingelegt werden, dass zuerst manuell eingeschaltet werden muss, da dann erst der Blitzkondensator aufgeladen werden muss. Der Blitz an meiner Kamera funktioniert leider nicht, deshalb kann ich das nicht testen.
Bei meinem Fernsteuersender Graupner MC12 war nur der Kanal 7 für diesen Zweck zu gebrauchen. Dazu wurde ein Taster im Sender auf CH7 unten gesteckt. Ansonsten bietet sich der Gas-Kanal 1 an, da man sowieso am besten bei stehendem Motor fotografiert.
Nach vielen Aufnahmen kam es vor, dass die Kamera bei mehreren nacheinander gemachten Aufnahmen nur die letzte Aufnahme auf die Speicherkarte geschriben hat. Eine genau Überprüfung der Specherkarte (256 MB MMC) zeigte keine Besonderheit. Nach einigen Versuchen kam ich auf die Idee, den von der Kamera angelegten Ordner für die Bilder auf der Speicherkarte zu löschen. Siehe da, danach war ein normales aufzeichnen der Bilder wieder möglich.