Einleitung

Auf dieser Seite sollen ein paar Tipps und Kniffe gegeben werden, wie man mit Hilfe des Mikrokopters gute Luftbilder auf die Speicherkarte bekommt. Von den richtigen Einstellungen an der Kamera bis hin zur Vorstellung von Kameras, die bereits eingesetzt werden.

Eventuell noch nicht im Text vorkommende Suchstichwörter: Videokamera, Fotoapparat, Photoapparat, Fotografie, Fotographie, Photographie, Luftbilder, Kamerahalterung

Grundlegende Schritte

Um zu Fotos aus der Luft zu kommen, werden einige (für den Anfänger oft nicht ganz klare) Schritte benötigt. Diese sind im Folgenden aufgelistet. Details dann weiter unten im Text.

1. Du benötigst eine Kamera (klar). Empfehlungen dazu unter Kameramodelle.

2. Die Kamera muss an den MK montiert werden. (Derzeit keine Beschreibung hier. Selber Bauen oder siehe "Kamerahalterungen und Zubehör" in KomplettsetUebersicht).

3. Die Kamera muss ausgelöst werden. Siehe Wie auslösen?.

4. Eventuell muss der Auslöser an die FlightCtrl angeschlossen und im MikroKopterTool konfiguriert werden. Siehe Auslöser an FlightCtrl anschließen.

5. Soll die Kamera mittels Servo bewegt werden, so muss der Servo an die FlightCtrl angeschlossen und im MikroKopterTool konfiguriert werden. Siehe Anschluss eines Servos an die FC.

6. Die Anschlüsse für Auslöser und Servo an der FlightCtrl haben standardmäßig keinen Strom. Sie müssen mit Strom versorgt werden. Siehe Strom für Auslöser und Servo.

7. Fliegt der MK mit Kamera und macht Bilder, so gehts um die Qualität. Siehe Kameraeinstellungen und Qualitätskriterien einer Fotokamera.

Wie auslösen?

Diverse Möglichkeiten

1. Es die Kamera selbst machen lassen via Intervallaufnahmen (meist recht eingeschränkte Anzahl)
2. Servo auf den Auslöser drücken lassen (umständlich, schwer)
3. Über ein extra Bauteil eine Infrarotfernbedienung imitieren
4. Bildauslöse-Schalter verkabeln und mit elektronischem Analogschalter CD4066 o.ä. schalten
5. Über den USB-Anschluss (siehe unten und Forum)
6. Softwaregesteuert über Scripts auf der Speicherkarte (genial, siehe unten und CHDK Wiki im Internet)

CHDK - Programmierbarkeit über Scripts

Das CHDK (Canon Hack Development Kit) bietet über sehr einfache Scripts ungeahnte Möglichkeiten, eine Canon Kamera zu steuern bzw. sie überhaupt funktional zu erweitern. Eine Standardanwendung wäre z.B. "Mache 15 Minuten lang alle 5 Sekunden ein Foto (bei individueller Belichtung)". Spaßig kann sein "Mache immer ein Foto, wenn sich etwas vor der Linse bewegt". Das CHDK ist für fast alle Canon-Kompaktkameras gratis verfügbar und leicht bedienbar, zumal es für die wichtigsten Dinge fertige Scripts gibt, die man einfach auf die Speicherkarte der Kamera kopiert. Auch Dinge wie die Batteriestatusanzeige kann man beliebig individualisieren.

Fernauslöse-Eingang

Hochwertige Kamaras (Spiegelreflex, Canon G10 / G11) haben einen Eingang für eine Fernauslösung. Damit kann die Kamera von der FlightControl aus gesteuert werden.

Bauanleitung für diese Kabel: ShutterCable

Canon Ixus 80 IS per USB auslösen

Eine Variante

Die Ixus 80 IS kann über den seitlichen USB Anschluss direkt über die Transistorausgänge J16/J17 per Schalter an der Fernsteuerung ausgelöst werden. So geht's:

Es wird ein USB Mini Kabel benötigt, wie man es daheim rumliegen hat. Die Farbbelegung bei USB ist genormt, es werden die rote 5V Ader (PIN 1) und die schwarze GND Ader (PIN5) benötigt. Der Rest (D+, D-, Schirm) wird abgezwickt.

Es wird der Schaltausgang J17 am Mikrokopter verwendet (J16 geht aber genauso):

Wie in der Schaltung beschrieben, wird das J17 Lötpad der FlightCtrl direkt an die +5V Versorgung des Mikrokopters gelötet. Die rote Leitung von USB PIN1 wird zwischen Kollektor von Transistor T2 und Widerstand R33 angelötet. Es gibt an dieser Stelle zwar kein Lötpad, da Widerstand und Transistor sehr nah zusammenliegen, kann die Ader problemlos angelötet werden.

Die schwarze USB PIN5 Leitung wird einfach an ein beliebiges GND Pad auf der FlightCtrl gelötet.

Da bei dieser Schaltung bei nicht betätigter Kamera 5V am Widerstand R33 anliegen, fließt ein Strom von 50 mA. Da mir das zu hoch ist, hab ich den Widerstand R33 (im Original 100 Ohm) durch einen 1kOhm Widerstand ersetzt. Damit geht die Stromaufnahme auf vernachlässigbare 5 mA zurück.

Stromsparvariante

Eine Variante, die den Strom auf 0,5 mA begrenzt, ohne dass ein Eingriff in die FlightCtrl notwendig ist, wird hier beschrieben.

Verteilervariante für FC-ME

Wer eine FC-ME hat, kann es auch so machen (mal wenig technisch sondern eher anschaulich beschrieben):

Einen 6pol Stecker für SV2 besorgen mit einem Stück Flachbandkabel dran.

Aus der Ersatzteilkiste einen FDD6637, einen 680-Ohm Widerstand und zwei Servosteckerbuchsen fischen.

Einem USB Kabel den Mini-USB Stecker abschnippeln.

Am mini USB Stecker sollte das dann so aussehen (das Bild ist zum Erkennen von Plus/Minus gedacht):

Die Schaltkanäle (PIN1 und PIN5 von SV2 außen auf WEISS/GELB und SCHWARZ/BRAUN und PIN3 auf ROT) durchschleifen auf die eine Servobuchse. Den Nick-Servo-Ausgang auf die andere Buchse durchschleifen, also PIN2 -> GELB/WEISS, PIN4 -> ROT, PIN6 -> SCHWARZ/BRAUN. Einen der beiden Schaltkanäle (PIN1 oder PIN5) nun auch noch an den FDD6637 legen (wenn man den FET vor sich auf dem Tisch liegen hat, so wie er auch auf einer Platine liegen würde, mit den Beinen zu sich, also _unten_, ist es der linke), den Widerstand zwischen die beiden Beine und an den anderen Pin (also so liegend wie beschrieben der rechte) an die 5V Leitung (Pin 3 oder 4). Jetzt noch das USB Kabel mit SCHWARZ an Masse (also PIN6 von SV2) und mit ROT an den FET-Ausgang (der große obere Metallteil, der auch unten drunter ist).

Das ganze sieht dann so in der Art aus:

Eingeschrumpft und angesteckt an eine IXUS 82 IS:

Software

Im KopterTool wird ein beliebiger Schaltkanal (hier Poti2) dem Output J17 zugewiesen. Siehe Ausloeser an FlightCtrl anschließen. Wird der Kanal mit dem Wert 0 empfangen, liegt keine Spannung am USB Anschluss an. Sobald ein gewisser Schwellenwert des Signals überschritten ist, wird der Transistor T2 nicht mehr angesteuert und die 5V liegen am USB Anschluss an --> Bitte lächeln

Damit die IXUS 80 IS auch darauf reagiert, wird folgendes CHDK Skript in der Kamera gestartet (als .bas speichern, sonst läufts nicht...):

---

• @title Remote focus

while 1

for n=0 to 900 step 1

wait_click 1

if is_key "remote" then shoot

endif

if n=900 then click "shoot_half"

endif

next n

wend

end

---

• Nebenbei verhindert das Skript auch noch, dass die Kamera das Display abschaltet.

Tipp: Die Aufnahmeanzeige unter Menü --> Rückblick auf AUS schalten. Dann nimmt die Kamera im Sekundentakt Fotos auf, wenn über USB Spannung anliegt.

Auslöser an FlightCtrl anschließen

Soll der Auslöser über die FlightCtrl gesteuert werden, so wird er an J16 oder J17 angeschlossen:

Das rote Kabel des Auslösers kommt in die Mitte, das schwarze auf Pin 1 (J16) oder Pin 5 (J17).

Am Schaltplan sieht das so aus:

Die 5V_SERVO sind defaultmäßig nicht versorgt. Entweder man verbindet sie mit den vorhanden 5V (grüne Linie in obigem Bild) oder man baut einen eigenen Spannungsregler ein. Besser ist ein eigener Spannungsregler, besonders wenn man auch noch einen Servo anschließt.

Im KopterTool wird ein beliebiger Schaltkanal (hier Poti2) dem Output J16 oder J17 zugewiesen:

Wird der Kanal mit dem Wert 0 empfangen, liegt keine Spannung am Schalter an. Sobald ein gewisser Schwellenwert des Signals überschritten ist, wird augelöst.

Statt mit Hilfe eines Potis kann auch in fixen Intervallen geschaltet werden:

Hier wird einmal für 100*10ms = 1sek geschaltet und dann ist 7-mal eine Sekunde Pause. D.h. alle 8 Sekunden gibt es ein Bild.

• Weitere Infos

Anschluss eines Servos an die FC

Der Servo wird auf derselben Stiftleiste der FlightCtrl angeschlossen wie der Auslöser, nur an der Unterseite (Pins 2,4,6):

Auf dem Bild sieht man rechts den nötigen zweiten Spannungsregler für die Stromversorgung und den Servoanschluss an der FlightControl 1.3 für das Kameraservo (Tilt-Servo, Nickservo).

Um den Servo (z.B. mittels Poti) steuern zu können, wählt man im MikroKopterTool im Tab Camera für den Wert Servo control z.B. Poti 1. Zusätzlich zur manuellen Steuerung kann man noch einen automatischen Nick-Ausgleich festlegen. Dann versucht die FlightCtrl den Bewegungen des MK gegenzusteuern um die Kamera ruhig zu halten. Dazu den Wert für Nick compensation > 0 wählen (Default 44).

HINWEIS: Die Nick-/Rollservos werden erst nach dem Gyrokalibrieren angesteuert.

Strom für Auslöser und Servo

Die +5V-Pins (3,4) an der Stiftleise für Auslöser und Servo sind standardmäßig nicht versorgt. Um dort Strom zu bekommen gibt es zwei Möglichkeiten:

• Verbinden mit dem 5V-Pad an der FlightCtrl (siehe grüne Linie hier) Nicht empfohlen, da die Spannung durch hohe Leistungsaufnahme zusammenbrechen kann, was im Flug zu einem unkontrollierten raschen Sinkflug mit anschließender Kaltverformung führen würde.

• Einbau eines zweiten Spannungsreglers analog zum bereits vorhandenen Spannungsregler (siehe hier).

Kameramontage

Verwendet man einen KameraHalter wie das HiSight, sollte die Kamera im Idealfall so montiert werden, dass das Kameragehäuse das Kameragestell unterstützt. Links und rechts auf die Kamera etwas Servo-Tape und darauf dünnes Moosgummi kleben, siehe Foto. Jetzt geht die Kamera etwas stramm ins Gestell und unterstützt so die Stabilität des relativ flexiblen Gestells.

Passendes, "weiches" Servo: Hitec Hs55, siehe Forum: http://forum.mikrokopter.de/topic-post119811.html

Kameraeinstellungen

Ein wichtiger Parameter zu einem guten Foto ist die Belichtungszeit, je kürzer desto schärfer das Bild. Eine Belichtungszeit von < 1/250s ist eine gute Einstellung. Meist erreicht man das über die Festlegung der ISO-Empfindlichkeit. Allerdings sollte man sich bewusst sein, dass mit der Erhöhung der Empfindlichkeit die Verschlusszeit zwar sinkt, leider aber auch die Qualität der Aufnahme (erhöhtes Bildrauschen). Also: ISO so gering wie möglich, Belichtungszeit so kurz wie nötig.

Qualitätskriterien einer Fotokamera

Manuelle Einstellungsmöglichkeiten

Auch wenn die Kamera am MK die Bilder letztlich alleine macht, sollten umfangreiche manuelle Konfigurationsmöglichkeiten an der Kamera vorhanden sein, um die nötigen Kompromisse zwischen kurzer Belichtung und geeigneter ISO-Einstellung bestmöglich eingehen zu können. Die Verschlusszeiten können bei vielen Geräten nicht direkt geeignet gewählt werden, sondern lediglich über den Umweg von Sportprogramm oder ISO-Tricks. Die Infos am Kameradisplay sollten ausblendbar sein, um beim FPV-Flug mit OSD nicht zu stören. Allerdings sollte aus dem gleichen Grund das Display bzw. genauer der Video-Ausgang sich nicht automatisch ganz abschalten während des Fluges.

Bildrauschen

Unter Bildrauschen versteht man verstärktes Auftreten von zahlreichen, zufälligen Störpixeln, besonders bei schlechten Lichtverhältnissen.

Das Bildrauschen ist beim Fotografieren vom Mikrokopter aus ein wichtiges Thema, da es bei den hier verwendeten kleinen Kameras schon bei geringfügig höheren ISO-Zahlen (ab 200) verstärkt auftritt. Höhere ISO-Zahlen sind aber nötig, um kurze Verschlusszeiten erreichen zu können, die etwaigen Vibrationen des Quadrokopters entgegenwirken.

Mehrere Nachteile ergeben sich daraus: Erstens sind Detail-Vergrößerungen nur eingeschränkt möglich, zweitens wird die Bild-Komprimierung behindert, drittens die Weiterverarbeitung von Bildern erschwert (z.B. nötige Drehung bei schiefem Horizont), vor allem aber haben manche Kameras nicht abschaltbare, aggressive Rauschunterdrückungsalgorithmen, die auf den Fotos Details unnatürlich verwaschen wie ein Aquarell aussehen lassen (z.B. einzelne Grashalme werden zu flächigem Grün zusammengefasst). Die Rauschunterdrückung soll oberflächlich eine gute Bildqualität suggerieren, vermindert aber letztlich den Informationsgehalt und Detailreichtum eines Bildes.

Spiegelreflexkameras kennen verstärktes Bildrauschen erst ab circa ISO 800 oder oft noch später, sind aber schwer, teils noch recht teuer (ab 500€) und können meist keine Videofilme erzeugen.

Bildstabilisierung

Die optische oder elektronische Bildstabilisierung, die manche Kameras bieten, sind nur für "gewöhnliches" Fotografieren aus freier Hand gedacht und können das hochfrequente Vibrieren von Modellflugzeugen nicht ausgleichen. Im Gegenteil werden Schwingungen oft noch verstärkt. Obendrein könnte der Autofocus (so der Focus nicht ohnedies manuell auf "Unendlich" gestellt wird) durch das Zittern gestört werden.

Ein Bildstabilisator sollte also nicht vorhanden oder abschaltbar sein. Oder man klebt ihn einfach zu:

Bildstabilisator deaktivieren

Am Beispiel Canon Ixus 80 wird gezeigt, wie man den Bildstabilisator dauerhaft arretiert. Das OIS-Element ist sehr weich beweglich. Es wundert bei genauerer Betrachtung nicht mehr, dass das Teil leicht in Schwingungen zu versetzen ist.

Mit einem Tropfen Klebstoff (keinen Sekundenkleber!) kann man die Linse fixieren. Man braucht dazu eine dünne, gebogene Spritzennadel. Hinter dem silbernen Objektivring gibt es z.B. eine kleine Öffnung, durch die man die Nadel einführen und den Klecks einbringen kann.

Achtung, den Vorgang kann man natürlich nicht mehr rückgängig machen! Überhaupt ist der Vorgang gefährlich und man kann die Kamera zerstören, bspw. wenn zu viel Kleber eingebracht wird oder man die Linse mit der Nadel zerkratzt. Dies soll also nur eine Inspiration für diejenigen sein, die die Kamera-Vibrationen los haben möchten. Es liegen aber gute Erfahrungen mit der Methode vor!

Übrigens - die Sache kann man nur bei ausgefahrenem Objektiv machen. Wenn der Stromsparmodus während der Operation einsetzt, ist der Patient vermutlich tot!

Warnung: Ohne Testmodell wird man die Cam sicher kaputt machen.

1. Man sollte wissen, wo der Tropfen genau hin muss.

2. Die Menge Klebstoff muss genauesten dosiert werden - ca. 1/4 Stecknadelkopfgröße

3. Der Klebstoff muss die richtige Konsistenz haben. Bspw. Pattex Kraftkleber ohne Lösungsmittel.

Mit einer Lupenbrille kann man durch das Objektiv die Spritzennadel positionieren. Es sieht aber alles stark verkleinert aus. D.h. ein kleiner Klebepunkt ist in Wirklichkeit 4x so groß. Wenn zuviel Kleber reinkommt und das objektiv einfährt, wird der Kleber zwischen den zwei Linsen verquetscht. Das wars dann.

Beim Einbringen des Klebers mit der Spritze läuft der Kleber nach, auch wenn man nicht mehr auf die Spritze drückt. Das muss man einkalkulieren. Beim Entfernen der Spritze kann Kleber, der noch an der Nadel haftet, im Inneren des Objektives abgestreift werden. Das wäre sicher auch nicht so toll.

Video dazu: http://www.rcmovie.de/video/e1aa7704002267d68ea9/IXUS-80is-Umbauanleitung

Rolling-Shutter-Effekt

Der Rolling-Shutter-Effekt ist ein unerwünschtes, technisch bedingtes Phänomen bei der zeilen- oder spaltenweisen fotografischen Aufnahme von bewegten Bildern. Der Begriff stammt aus dem Englischen und bedeutet übersetzt so viel wie „rollender Verschluss“. In der Flugmodell-Fotografie tritt der Effekt besonders in Form von krumm abgebildeten Propellern und Rotorblättern in Erscheinung, was einen unprofessionellen Eindruck macht. Vor dem Kauf einer Kamera eventuell prüfen, ob das Gerät an d.Effekt leidet!

Beispielbilder

Serienbilder

Wer für erste Versuche keine mechanische oder elektronische Auslösung bauen will, kann die Kamera einfach auf Serienbild stellen. Dabei ist das verfügbare Intervall interessant. Ist es zu hoch, ist der Stromverbrauch höher und die Speicherkarte zu schnell voll bzw. deren Auslesen aufwändiger. Viele Kameras können auch nicht beliebig viele Fotos machen, sondern stoppen, wenn der interne Speicher voll ist und die Speicherkarte nicht schnell genug beschrieben werden kann. Auch kann es sein, dass der Auslöser gedrückt bleiben muss während der Bildserie.

Die recht preiswerte Nikon Coolpix S210 ähnelt beispielsweise stark der beliebten Canon Ixus 80 IS, bietet aber nur 6 Serienbilder. Canon-Kleinkameras können z.B. nach einer Wartezeit von 30 Sekunden schnell 10 Fotos machen (ohne, dass man auf dem Auslöser bleiben muss), hören dann aber einfach auf. Bleibt man auf dem Auslöser, sind bei Canon beliebig viele Fotos möglich.

Ein häufiges Hindernis ist, dass die Belichtung nur vom ersten Foto abhängig ist und die ganze Serie eines Flugs nicht korrekt belichtet wird.

Stromversorgung

Auf Dauer kann es von Vorteil sein, wenn die Kamera mit Standardakkus versorgbar ist, da diese günstiger und leichter erwerbbar sind sowie oft länger durchhalten als proprietäre Akkus. Die häufig verwendeten Zellen der Größe AA sind allerdings schwer (2 Zellen zusammen 52 Gramm, also ca. ein Drittel des Kameragewichts). Hier bietet sich wiederum idealerweise eine eigene Eingangsbuchse an der Kamera für externe Stromversorgung an (Strom über eine kleine Schaltung vom Flugakku abzapfen), um das Kamerakkugewicht zu sparen. Je nach Montage der Kamera kann das einfache Wechseln des Akkus zudem ein Problem darstellen, das durch externe Stromversorgung ebenfalls wegfällt.

Bei AA-Zellen für Kameras sind nur die Sanyo Eneloop (7€ pro Paar) zu empfehlen, da diese eine höhere Spannungslage haben als „herkömmliche“ NiMh-Akkus und da viele Kameras ansonsten zu bald abschalten.

Gewicht

Sicher ein mögliches K.O.-Kriterium. Hier gilt es einen Kompromiss zu finden. Bessere Bildqualität erfordert in der Regel auch ein höheres Gewicht. Hier muss jeder entscheiden, ob die Bildqualität einer leichten Kamera ausreicht oder ob ggf. der Kopter für mehr Tragkraft ausgelegt werden muss (Oktokopter).

Auflösung

Hier hat sich gezeigt, dass besonders bei gewichtsmäßig interessanten ultrakompakten Kameras weniger oft mehr ist. Die optimale Auflösung liegt irgendwo zwischen 6 und 10 Megapixeln, wobei ich eher zur geringeren Auflösung raten würde.

Videoausgabe

Wenn das Kamerabild zur Kontrolle an den Boden übertragen werden soll, muss darauf geachtet werden, dass die Kamera der Wahl auch während der Aufnahme das Videosignal ausgibt. Viele Kameras tun dies nur im Wiedergabemodus.

Brennweite

Wenn Aufsichtsbilder z.B. für OpenAerialMap.org erstellt werden sollen, sollte die Optik möglichst weitwinklig sein, um entsprechend mehr Fläche auf das Bild zu bekommen. Allerdings verzerren Kompaktkameras im Weitwinkelbereich gerne recht stark.

Kameramodelle

Eine Auflistung der in Frage kommenden Kameramodelle mit den wichtigsten Daten für den MK-Piloten, Vor- und Nachteilen und vielleicht ein paar Testbildern.

Pentax Optio W30

Gewicht: 160g

Speicherkarte: SD

Preis: gebraucht ca. 150,-€

Meinung

• Intervallaufnahmen (10sek.)
• Wasserdicht
• Objektiv komplett im Gehäuse
• ISO manuell einstellbar
• Fokus manuell einstellbar

- Videosignal kann nicht abgegriffen werden

Erprobte Parameter

• Modus: P
• ISO 200
• Intervallaufnahme 10 Sekunden
• Fokus: unendlich

Pentax A30

Gewicht: 150g

Speichermedium: SD

Meinung

• Zoom mittels IR
• Auslösen mittels IR

- schlechte Videoqualität

Pentax A40

Gewicht: 130g

Meinung

• Videoqualität besser als bei A30
• Zoom mittels IR
• Auslösen mittels IR

Canon IXUS 100IS

• Gewicht: 116g
• Auflösung 12 Megapixel

Meinung

• (+) sehr leicht
• (+) CHDK Support
• (o) 33mm minimale Brennweite
• (-) schlechtes (HD) Video

Panasonic Lumix DMC FX 37

• Gewicht: 146g
• Auflösung: 10 Megapixel

Meinung

• (+) Annehmbares HD (720p) Video (Motion JPEG)
• (+) 25mm Weitwinkel
• (+) Auslöseknopf relativ gut Verkabelbar
• (-) Videoausgang während Aufnahme nicht aktiv

KeyCam

• Gewicht: 16g
• Bauform: robuster, flacher Schlüsselanhänger
• Auflösung: 640x480 Pixel

Meinung

• Absoluter Anfängerhit und Bestseller
• Für 10€ relativ gesehen sehr gute Bildqualität (Fotos + Videos) bei Tages- und Neonlicht
• Gute Tonqualität
• Fast endlose Aufnahmedauer (4GB)
• Nachteile: relativ große Brennweite, Datumseinblendung nicht abschaltbar

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• KategorieVergleiche KategorieVideoTechnik