Kamerahalterung

Um Luftaufnahmen machen zu können, habe ich unter meinen ersten Kopter eine Kamerahalterung und ein entsprechendes Landegestell gebaut. Die Halterung für die Kamera ist durch einen Servo vertikal schwenkbar, so dass durch entsprechendes Drehen des Kopters jeder Punkt ins Visier genommen werden kann. Die Kamerahalterung habe ich damals in einer Sammelbestellung im Forum von Mikrokopter.de mitbestellt. Es handelt sich bei dem Material um CNC-gefrästes CFK (Carbon).

Die folgenden Bilder zeigen die Kamerahalterung mit Digitalkamera von verschiedenen Seiten:

Als Kamera verwende ich momentan eine Digital Ixus 80IS von Canon. Sowohl die Energieversorgung als auch die Ansteuerung der Kamera erfolgt über die Elektronik des Kopters. Weitere Details hierzu folgen in den nächsten Abschnitten. Um die Halterung montieren zu können, habe ich mir ein Landegestell aus Carbon-Rohren gebaut. Die Rohre werden von zwei Aluminim-Platten gehalten, zwischen denen sich der LiPo-Akku befindet. Unter dem Akkufach befindet sich etwas Schaumstoff zur Entkopplung und Dämpfung von Vibrationen, an den die Kamerahalterung geklebt ist.

Stromversorgung der Kamera

Damit ich mich nicht um den Akku der Digitalkamera kümmern muss, habe betreibe ich die Digitalkamera über den Flugakku des Kopters. Leider gibt es keine direkte Buchse für ein Netzteil an der Kamera. Der Hersteller Canon bietet zwar ein Netzteil an, aber hierbei wird dann ein spezieller Akku-Dummy in die Kamera gesteckt, der nach außen hin eine Buchse aufweist. Diese Idee habe ich übernommen und mir aus einem alten, ausgedienten Kamera-Akku einen solchen Akku-Dummy selbstgebaut. Nach vorsichtigem Öffnen des Akkus habe ich das Innenleben entfernt und zwei Kabel an die Kontakte gelötet. Die Kabel werden nach außen geführt, und zwar genau dort, wo am Verschlussfach der Kamera normalerweise das Netzteil eingesteckt wird. In der Verschlussabdeckung vom Akkufach ist dafür extra eine kleine Öffnung vorgesehen. Nach dem Zusammenkleben des präparierten Akkus mit Zwei-Komponenten-Kleber sieht das ganze nun so aus:

Akku-Dummy für die Ixus 80ISDa Teile der Kopter-Elektronik ohnehin mit einer Spannung von 5 Volt arbeiten, habe ich diese abgegriffen und über eine Universaldiode mit dem Akkufach verbunden. Die Diode ist in Durchlassrichtung eingebaut und sorgt für einen Spannungsabfall von ungefähr 0,7V. Damit liegen am Akku ungefähr 4,3 Volt an, was ziemlich genau den Angaben für das Netzteil auf der Kamera-Unterseite entspricht.

Ansteuerung und Auslösen der Kamera

Um nun Luftaufnahmen zu erstellen, gibt es verschiedene Möglichkeiten. Am einfachsten ist es, die Kamera vor dem Start so einzustellen, dass sie in regelmäßigen Abständen Fotos knipst. Leider hat man aber dann keine Eingriffsmöglichkeiten, wenn man in der Luft ist. Deshalb war mir ein Ansteuern und Auslösen der Kamera per Fernsteuerung wichtig. Es gibt für diverse Canon-Kameras die frei verfügbare Software CHDK (Canon Hacker’s Development Kit), die eine Vielzahl weiterer Einstellungsmöglichkeiten und Funktionen bietet als die originale Firmware der Kamera. Unter anderem ermöglicht CHDK auch das Auslösen der Kamera über den USB-Anschluss (der normalerweise nur zum Datenaustausch mit dem PC dient). Mit Hilfe eines Skripts lassen sich neben dem Auslösen auch noch andere Funktionen wie Zoomen kontrollieren. CHDK wird dabei nur auf die SD-Karte kopiert und auf Wunsch automatisch gestartet, ohne dass die eigentliche Firmware der Kamera angefasst wird (kein Garantieverlust!). Das Skript zur Steuerung habe ich im Mikrokopter-Forum gefunden und für meine Zwecke angepasst: quadctrl.bas.

Damit ich diese Funktion nutzen kann, habe ich die USB-Versorgungsleitung mit der Kopter-Elektronik verbunden. Eine entsprechende Anpassung der Kopter-Software ermöglicht nun das Zoomen sowie Auslösen der Kamera von der normalen Funkfernsteuerung aus.

Um gezielte Aufnahmen machen zu können, habe ich an den Video-Ausgang der Ixus einen kleinen Videosender angeschlossen. Mittels eines Empfängers am Boden kann man somit direkt sehen, was sonst auf dem LCD der Kamera angezeigt wird. Das System ermöglicht somit das kontrollierte Auslösen der Kamera wenn der Kopter selbst in der Luft ist.