Hallo,
bei Fotos ist es Gang und Gebe zu blitzen um Bewegungsunschärfen zu eliminieren, warum also nicht auch Videos blitzen? Leider lassen sich hier im Forum keine Videos mehr einbinden, weshalb ich auf einen Blog ausgewichen bin.
http://diymikroskopie.blogspot.co.at/2014/02/videos-mit-einer-led-blitzen.htmlLeider schädigt die Konvertierung der Videos die Qualität gewaltig, aber ich denke die Unterschiede sind doch groß genug.
Die Technik dahinter ist eigentlich recht simpel, zwischen dem Netzteil und der LED wurde einfach ein Arduino Uno* und ein Motor&Powershield von Velleman** dazwischengeschaltet. Über ein kleines Programm können sehr einfach die Leuchtdauer und die Pausen der LED festgesetzt werden. Aussehen tut die Technik dahinter so.
(https://www.mikroskopie-forum.de/pictures004/145614_48529912.jpg) (http://s1116.photobucket.com/user/Googol1972/media/IMG_0111_filtered_zps5cfc21b4.jpg.html)
Das verwendete Programm welches einfach über das USB-Kabel auf den Arduino aufgespielt wird:
Zitatint led = 9;
// the setup routine runs once when you press reset:
void setup() {
// initialize the digital pin as an output.
pinMode(led, OUTPUT);
}
// the loop routine runs over and over again forever:
void loop() {
digitalWrite(led, HIGH); // schaltet die LED ein
delayMicroseconds(300); // wartet 0,0003 Sekunden
digitalWrite(led, LOW); // schaltet die LED aus
delay(45); // wartet 0,045 Sekunden
delayMicroseconds(462); // wartet nochmal 0,000462 Sekunden für die Feinsynchronisierung mit dem Video damit kein schwarzer Balken durch das Video wandert (Jalousie-Effekt)
}
Betrachten wir uns Mithilfe der von Herrn Kurt Wirz vorgeschlagenen Methode der Blitzzeitenmessung*** die LED mit einem Software Oszilloskop****, sieht man sehr gut, dass die im Programm vorgegeben Werte von 300 Mikrosekunden auch eingehalten werden.
(https://www.mikroskopie-forum.de/pictures004/145614_50776315.jpg) (http://s1116.photobucket.com/user/Googol1972/media/scope2_bw_zps2e56f86f.jpg.html)
Auch die Pausen stimmen:
(https://www.mikroskopie-forum.de/pictures004/145614_66784358.jpg) (http://s1116.photobucket.com/user/Googol1972/media/scope_bw_zps1468e352.jpg.html)
Für rund 60€ sicherlich eine recht preiswerte Hilfe für Tümplervideos und mehr.
Ich freue mich auf eure Meinungen und Fragen zu dieser kleinen Tüftelei von mir. ;)
Viele Grüße,
Johannes
* http://www.conrad.at/ce/de/product/191789/Arduino-UNO-Platine-65139?ref=searchDetail
** http://www.conrad.at/ce/de/product/678482/Velleman-Motor-und-Power-Shield-fuer-Arduino-VMA03-Vormontiertes-Modul?queryFromSuggest=true
*** https://www.mikroskopie-forum.de/index.php?topic=11028.msg80383#msg80383
**** http://www.zeitnitz.de/Christian/scope_de
Hallo Johannes,
eine wirklich interessante Bastelei!! Was ich mich immer noch frage: Wie schaffst Du es, in genau jeden "Frame" der Kamera einen Blitzpuls zu legen, also die Blitzfrequenz mit der Bildfrequenz der Kamera exakt zu synchronisieren?
Herzliche Grüße
Peter
Hallo Peter,
das ist relativ einfach, zuerst wird grob gerechnet. 20 Frames/Sekunde sind 50 Millisekunden/Frame. Der Rest ist Feinabstimmung im Programm, wobei es sehr Hilfreich zu wissen ist, dass wenn der schwarze Balken im Video nach oben läuft die Zeit für die Pausen der LED erhöht werden müssen und umgekehrt. Wandert der Balken nach der Änderung des Wertes in die andere Richtung, ist der richtige Wert also irgendwo dazwischen. Steht der Balken im Bild still, ist der richtige Wert gefunden, und es muss nur noch ca. 2-3 mal zwischen Zoomansicht und Normalansicht in Live-View umgeschaltet werden bis der Balken eben nicht mehr im Bild ist. Für die Zoomansicht benötigt man übrigens ein eigenes Programm, da dort die Framerate anders ist.
Dazu hier ein kleines Video des Vorgangs:
http://www.youtube.com/watch?v=Tf5Gmz4hvU8&feature=youtu.be
Ich hoffe damit deine Frage beantwortet zu haben.
Viele Grüße,
Johannes
Hallo zusammen,
die Älteren ;) unter uns erinnern sich vielleicht noch an eine Sendung aus der Tierdoku-Reihe "Sterns Stunde" von Horst Stern (http://de.wikipedia.org/wiki/Horst_Stern) mit dem Titel: Bemerkungen über die Spinne (1975) (http://www.artechock.de/film/text/filminfo/s/st/ststb1.htm). Kurt Hirschel (http://www.naturgewalten-sylt.de/fileadmin/Naturgewalten/Presse/2008-09-10_SylterSpiegel_sternstunde.pdf), dem Kameramann, ist es mit genau dieser Technik, zur Filmkamera synchronisiertes Stroboskoplicht, gelungen, Spinnen in ihrem natürlichen Verhalten zu filmen. Dass man diese Technik jetzt so "einfach und kostengünstig" zuhause bauen kann, eröffnet vielleicht auch dem finanziell begrenzten Amateur neue Möglichkeiten.
Herzlichen Glückwunsch zum gelungenen Projekt, Johannes.
Viele Grüße, Jürgen
PS: Ich hab hier noch einen Ausschnitt gefunden, der die fantastischen Makro- und Mikroaufnahmen zeigt: Leben am seidenen Faden (http://www.youtube.com/watch?v=VXk02IEQadI).
Edit: Die Links ergänzt
Hallo,
Wenn die Blitzfrequenz sowiso nur ungefähr durch Einstellung synchronisiert wird, dann kann man das Ganze auch über eine einfache NE555 Schaltung + Mosfet ähnlich einer PWM machen. ch sehe da keinen Vorteil einer Arduino- oder PC-Steuerung. Auch wenn Ich ansonsten ein Mikrocontrollerfan bin.
Liebe Grüße Jorrit.
Hallo Jorrit,
man braucht null Vorwissen in Elektronik, einzig zwischen Plus und Minus muss man unterscheiden können, für mich ein gewaltiger Vorteil. ;D
Außerdem können für verschiedene Kameras/Einstellungen einfach andere Programme aufgespielt werden, je nach Framerate. Diese Programme, einmal angepasst, bleiben ja gespeichert und lassen sich einfach laden. Sehe es einfach als ein Arduino-Anfängerprojekt von mir. ;)
@Jürgen,
vielen Dank für deinen Glückwunsch! Natürlich ist es mir klar, dass diese Technik nicht neu ist, andererseits habe ich es bis jetzt noch nicht im Hobbybereich am Mikroskop gesehen, schon gar nicht auf eine so leicht nachzumachende Art und Weise. Den Aufbau von Herrn Horst Stern mit Blitzlampen möchte ich mir gar nicht erst vorstellen.
Viele Grüße,
Johannes
Hallo Johannes,
ja, Sterns Stunden haben damals ein neues Kapitel beim Thema "Tierfilm" aufgeschlagen. Ich kannte zu dieser Zeit jemanden, der in der CZ-Filiale in Stuttgart arbeitete. Kurt Hirschel, der Kameramann, war dort regelmäßiger Gast und hat sich immer nach den aktuellen Neuigkeiten erkundigt. Dabei hat er dann auch mal erzählt, dass seine Frau gar nicht glücklich wäre über die vielen Krabbeltiere, Insekteneier, -larven, -puppen etc. (ich bin kein Biologe!), die im heimischen Kühlschrank darauf warten mussten, bis sie gefilmt werden konnten ;) Diesen Aufwand sieht man den Filmen natürlich nicht an, ebensowenig wie den technischen. Vielleicht weiss man heute mehr, aber zumindest zur damaligen Zeit war es
Zitat...ein ungelöstes Rätsel, wieso sich die Spinnen auch während der Aufnahmen in ihren Beutezügen und Liebesspielen nicht stören ließen.
Soweit ich weiss, war Kurt Hirschel durch Zufall auf die Idee mit den Stroboskopen gekommen, weil normale Beleuchtung einfach nicht funktioniert hat. Das Gespann Stern/Hirschel war ein absoluter Höhepunkt deutscher Fernsehdokumentation.
Viele Grüße, Jürgen
Hallo Johannes,
prima Bastelei!
Ich hatte kurz überlegt, vorzuschlagen, statt DigitalWrite einen direkten
Portzugriff zu verwenden, der dann nur 1 Takt statt 120 Takte braucht,
aber so wie Du es gemacht hast, läuft es ja auf jedem beliebigen Arduino!
Und auf die paar Takte Verlust kommt es auch nicht an.
Ein NE555 ist für mich überhaupt keine Alternative! Du musst zwar an der
Synchronisation spielen, aber die Dauer kann man so ja ganz wunderbar einstellen
und das Quarz-Genau. Auch hat Deine Bastelei natürlich viel mehr Potential, zum
Beispiel kannst Du ja auch noch die Kamera über den Arduino auslösen oder einen
Motor steuern.
Eine schöne und inspirierende Idee gut und interessant geschildert und bebildert. Danke!
vlg
Timm
Hallo Timm,
Da muß Ich Dir wiedersprechen. Auch ein NE555 läßt sich quarzgenau steuern. Die Schaltung ist immer noch kleiner, günstiger, ... Auf Wunsch auch synchron zu meiner Atomuhr. Oder mit einem kleinen Drehelko die Frequenz ziehen. Eine Quarzsteuerung kostet mich 30 Cent extra.
Ich habe eine Frage zur Arduino Schaltung:
Kann Ich die LED auch mit Überlast pulsen und die Helligkeit des Blitzes regeln? Denn wenn man schon blitzt, dann auch mit Saft.
Liebe Grüße Jorrit.
Hallo Safari,
Wo wird die LED Spannung/ Strom eingestellt? Eventuell extra direkt im Weg der LED oder wird der Mosfet entsprechend gedimmt z.B. bei einer Versorgungsspannung von 12 V?
Liebe Grüße Jorrit.
Hallo Safari
Das ist mir bekannt. Genau das meinte Ich auch mit der Frage. Für ein echtes "Blitzen" pulst man LEDs mit einem überhöhten Strom. Meine Frage war, ob daß die Arduino-Schaltung auch entsprechend steuert bzw wo man die erhöhte Spannung / den überhöhten Strom einstellt?
Liebe Grüße Jorrit.
Hallo,
@playstation
Ich habe letzte Woche einen wirklich hübschen englischen Ausdruck gelernt: That didn´t cut the mustard.
Natürlich kann man auch mit einem NE 555 die Blitzdauer einstellen. Bei Johannes Variante allerdings – und das war der Punkt – als Zahlenwert und über mehrere Größenordnungen ohne, das ein Abgleich notwendig wäre.
@Safari
Warum ein Gatewiderstand von 1 kΩ bis 10 kΩ? Das dürften mal knapp 2 Größenordnungen zu viel sein!
vlg
Timm
P.S. Was hast du eigtl. immer mit Hexfet? Hast du einen Werbevertrag mit International Rectifier?
Hallo Jorrit,
Zitat von: the_playstation in Februar 23, 2014, 22:01:10 NACHMITTAGS
..mit einem kleinen Drehelko...
Was ist denn das ::) ?
Elko kenn ich; dessen Kapazität ist fix; Drehko kenn ich, dessen Kapazität variiert mit dem Verstellwinkel. Der Drehelko ist aber doch eher ein Wolpertinger oder?
Gruß
Klaus
Hallo Klaus,
Stimmt. Ich wollte mal schauen, ob es einer bemerkt. ;) Drehelkos gibt e nicht. Drehkondensator (Drehko) ist richtig. Etwas anderes macht auch keinen Sinn, wenn man die Frequenz eines Quarz etwas "ziehen" (verädern) möchte. Bei einem größeren Kondensator wäre der Quarz auch völlig sinnfrei.
Liebe Grüße Jorrit