Analog Kameras: Shutter DIY vermessen

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Es gibt ja einige Schaltbilder für ein DIY Shuttertestgerät, mal einfach, mal etwas kompliziert. Mein gekauftes Gerät, inzwischen knapp 10 Jahre alt hat den Geist aufgegeben. Also mal schauen was mit wenig Kosten so geht. In erster Linie geht es um Schmalfilm, um dort zu schauen ob der Federmotor noch die Belichtungszeiten bringt, die im Kamerahandbuch steht. Sehr wichtig, da alte 60 Jahre Kameras mit einen Selenelement die Belichtung mißt und natürlich auch altert. Da muss dann mit einen externen Belichtungsmesser gemessen werden, besonders bei kritischen Umkehrmaterial (Dia). Aber wenn schon so ein Gerät gebastelt, sollte es auch für alte analoge Fotoapparate einsetzbar sein.

Ich habe mich für einen Arduino entschieden, ein billiges OLED, ein "licht" Transistor und ein Widerstand aus der Krabbelkiste, für ca. 20,- EUR einen genauen Shuttertester reizt schon ein wenig. Theoretisch würden Lichtblitze von 1/10.000 und noch etwas kleiner messbar sein, zumindest der Arduino würde es bringen, ob der Fototransistor so schnell schaltet habe ich noch nicht kontrolliert.
Hier die Bauunterlagen downloadbar: https://github.com/hiroshootsfilm/shutterspeedtester



Eigentlich ist der Code für Einzelbildkameras, sprich Fotoapparate. Vielleicht muss ich den Code noch anpassen, so dass die Federmotor betriebenen Bilder über einen längeren Zeitraum auf die Belichtungszeiten beobachtet werden können. Mal schauen, der Fototransistor sollte heute kommen, die restlichen Teile liegen hier sowieso rum.

Eigentlich sollte der Nachbau völlig einfach gehen und viele Benutzen die Schaltung auch so. Lichtsensor auf die Filmebene befestigen, vor der Optik ein helles Licht (Taschenlampe) und auslösen, Wert ablesen - sehr einfach. Aber Vorsicht. Ich habe zwar das Teil noch nie in Betrieb gehabt, aber mit ein wenig Hirnschmalz kommt man auf einen fürchterlichen Fehler.
Ich behaupte, beim Schlitzverschluss einer alten Kamera stimmen die Belichtungsangaben des Displays keinesfalls bei schnellen Zeiten.

Arduino kommt so schnell nicht mit? Nein, einfacher - die Abmessungen des Fototransistors sind Schuld. Ich habe schon den kleinsten Durchmesser mit 3mm genommen. Wird nun der Schlitz des Verschlusses bei kürzerer Zeiten immer enger und erreicht kleiner als 3mm (müsste so um 1/250tel eintreten, je nach Geschwindigkeit des Vorhanges) bekommt der Fototransistor zu lange Licht und die Werte stimmen nicht mehr überein - der Arduino zeigt zu langsame Belichtungszeiten an. Und tatsächlich kann ich dies auch bei einigen Videos auf Youtube feststellen, egal wie schnell der Verschluss läuft, der Arduino wird irgendwann nicht mehr schneller Anzeigen.

Lösung wäre statt einer Taschenlampe mit einem Laserpointer direkt auf dem Fototransistor zu leuchten, je kleiner der Laserpunkt, desto genauer die kurzen Belichtungszeiten.

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Da ich den im Schaltplan benutzten Fototransistor nicht gut bekomme, habe ich einen von Osram genommen, den SFH309/4/5, Schaltzeiten typisch 7µs, entspricht (wenn ich mich nicht verrechnet habe) 1/1.000.000 Sekunde - sollte schnell genug sein für einen Schlitzverschluß z.B. einer alten Nikon. ;-)
Ich meine, 1/12.000 wäre die kürzeste Belichtungszeit einer analogen Kamera. Was schnelleres (außer militärisches Gerät) habe ich noch nicht gesehen.

Die Hersteller unterboten sich seit den 60er Jahren gegenseitig mit immer kürzeren Verschlusszeiten. In den 60er Jahren war 1/1000 Sekunde der Standard, in den 70er wurde 1/2000 Sekunde zum Standard. In den 80er Jahren konnte Nikon mit 1/4000 Sekunde (FM2) und 1/8000 Sekunde (F-801) gleich zwei Meilensteine hintereinander setzen. Das Wettrennen um die kürzestmögliche Verschlusszeit endete jedoch schon Anfang der 90er Jahre. Die 1/12000 Sekunde der Minolta Dynax 9xi ist seit 1992 von keiner anderen Kamera mit Schlitzverschluss unterboten worden.

https://www.scandig.info/Verschluss.html

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Erst Frust, dann Erfolg.
Mein Shuttertester läuft nun auf dem Steckbrett einwandfrei. Habe den Code an mehreren Stellen geändert, die Typo war für Personen über 30 einfach nicht auf dem 0,96 Zoll OLED lesbar. Die Schriftgröße habe ich verdoppelt.
Dann wird jetzt alle 3 Sekunden eine Messung gemacht - endlos. Die Zeit reicht aus, um die Werte abzulesen. Endlos deswegen, weil ich eine alte Doppel Acht Kamera mit Federaufzug vermessen möchte. So messe ich nicht nur das erste Frame wo der Federaufzug noch stramm aufgezogen ist, sondern kann über die Laufzeit alle 3 Sekunden ein weiteres Frame messen. Ich schätze je mehr die Feder abläuft, so länger werden die Belichtungszeiten - die Frage ist nur, verändert sich das erheblich und hat damit Auswirkung auf dem chemischen Film?
Dann noch eine kleine Anpassung auf meinen Fototransistor von Osram, die Empfindlichkeit ist etwas höher, konnte ich im Code anpassen.

Der Code ist umgeändert auf einen Arduino UNO, auf einem Micro Clone bekomme ich keine OLED Ausgabe. Anscheinend stört sich die OLED Bibliothek im Programmcode daran und möchte originale Arduinos haben. Ich werde noch ein paar Minütchen daran forschen. Zum Schluss alles fest verlöten und in einem 3D Druck Gehäuse montieren. Wieder ein Meßgerät in der Werkstatt dazu ;-)

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Problem gelöst, Ausgänge neu im Skript vergeben, dann klappt es auch mit einem billigen Clone!
Als nächstes Gehäuse konstruieren.....

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Habe gerade gesehen + bestellt ein größeres Display für alte Augen. Ist zwar mit 1,3 Zoll nur unwesentlich größer als das jetzt benutzte OLED (0,96 zoll), ich erwarte aber trotzdem eine Linderung der Haptik ;-)
Die +30% an Größe kostet genau den doppelten Preis - ist halt so. Nachteil: muss ein neues Gehäuse drucken...... wenn alles fertig ist, lade ich Daten zum nachbauen hoch (Code + Gehäusemodel)

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Sie haben Post!

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Wow, das habe ich nicht erwartet. Der Unterschied von 0,96 Zoll zu 1,3 Zoll Display ist GEWALTIG. Der Preis von 4,- zu 8,- pro Display auch.....die Auflösung ist aber gleich geblieben.
Leider ist der OLED Treiberchip auch ein anderer, ich muss das Skript für das größere OLED umschreiben - der Nachmittag ist gerettet ;-) (ja, solche Frikelarbeiten bereiten mir große Freude)

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So, Feierabend - es läuft nun auch mit größeren Display - die Schriftgröße ist nun erheblich Augenfreundlicher. Konnte daher die Meßabstände verkürzen, das Auge liest jetzt tatsächlich schneller.

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So, Endmontage..... anbei Gehäusedaten für 3D Druck und Fotos für die Montage.
Bei der Software mache ich in den nächsten Tagen noch kleinere Feinarbeiten, kommt dann später.

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Nun läuft alles im kleinen Würfel so wie ich mir es vorstelle. Im Prinzip wartet das Programm wie im Bild oben, der Lichtwert des Fototransistor wird im Speicher abgelegt und es passiert nur etwas, wenn nun ein Lichtsprung um 200 Einheiten passiert.....also der Shutter der Kamera öffnet. Alles wunderbar ohne Schalter, Taster etc. man hat die Hände frei.

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Die Öffnungsdauer des Shutter ist sehr gut ablesbar, OLED ist schon eine vernünftige Sache bei solchen Projekten. Die Empfindlichkeit des Fototransistor habe ich in der Software wieder etwas höher gestellt, damit eröffnen sich noch ganz andere Anwendungen des kleinen Gerätes. Die Anzeige oben im Bild ist nicht mit einer Kamera gemacht, das ist der künstliche "Shutter" meiner LED Büroleuchte unter der Decke. Also fast jede Millisekunde blitzt die LED-Röhre nur kurz auf, für mich ist das ein hervorragendes Flackerfreies Arbeitslicht. Also vorsicht beim Kamera ausmessen, nicht das man die Beleuchtung mißt! Also am besten "analoges" Licht zur Messung benutzen.... Tageslicht!

Hier der Code:

Code: Alles auswählen

#include <Adafruit_GFX.h>
#include <Adafruit_SH110X.h>

// OLED settings 1.3 Zoll
#define SCREEN_WIDTH 128 // OLED display width, in pixels
#define SCREEN_HEIGHT 64 // OLED display height, in pixels
#define OLED_RESET     -1 // Reset pin # (or -1 if sharing Arduino reset pin)
#define i2c_Address 0x3c ///< See datasheet for Address; 0x3c for 128x64 OLED

Adafruit_SH1106G display = Adafruit_SH1106G(SCREEN_WIDTH, SCREEN_HEIGHT, &Wire, OLED_RESET);


// shutter speed tester settings
#define RECEIVER_PIN A3  // pin to read the light sensor output.
#define TIMEOUT 8000000  // timeout value for analogPulsIn().
#define THRESHOLD 200  // analogPlusIn() thinks HI, if the light sensor value is higher than this value.
#define MIN_DURATION 500 // usecs. ignore the duration if it is lower than this value.

unsigned long analogPulseIn(uint8_t pin, uint8_t state, unsigned long timeoutInMicros, int threshold = THRESHOLD) {

      unsigned long startTime = micros();

      // Wait until the previous pulse stops.
      while (true) {
        unsigned int value = analogRead(pin);
        if ((state == HIGH && value < threshold) || (state == LOW && value >= threshold)) {
          break;
        }
        if (micros() - startTime >= timeoutInMicros) {
          return 0;
        }
      }

      // Wait until the pulse starts.
      while (true) {
        unsigned int value = analogRead(pin);
        if ((state == HIGH && value >= threshold) || (state == LOW && value < threshold)) {
          break;
        }
        if (micros() - startTime >= timeoutInMicros) {
          return 0;
        }
      }

      unsigned long time0 = micros();

      // Wait until the pulse stops.
      while (true) {
        unsigned int value = analogRead(pin);
        if ((state == HIGH && value < threshold) || (state == LOW && value >= threshold)) {
          break;
        }
        if (micros() - startTime >= timeoutInMicros) {
          return 0;
        }
      }

      unsigned long endTime = micros();
      return (endTime - time0);
}


void displayInitialScreen() {
  display.setTextSize(1);
  display.setTextColor(SH110X_WHITE);
  display.setCursor(0,0);
  display.setTextSize(1);
  display.setCursor(8,14);
  display.println("Shuttertester V1.21");
  display.setTextSize(2);
  display.setCursor(8,30);
  display.println("Bereit f\201r");
  display.setCursor(8,48);
  display.println("Messung!!!");
  display.display();
}

void displayDuration(unsigned long duration) {
  double msecs = duration / 1000.0;
  String text = String("") + msecs + String(" ms");
  display.setCursor(5,20);
  display.println(text);
  Serial.println(text);
}

void displaySpeed(unsigned long duration) {
  String text;
  if (duration >= 1000000.0) {
    double secs = duration / 1000000.0;
    text = String("") + secs + String(" s");
  } else {
    double speeed = 1000000.0 / duration;
    text = String("1/") + speeed + String(" s");
  }
  
display.setCursor(5,45);
  display.println(text);
  Serial.println(text);
}

void displayResult(unsigned long duration) {
  display.clearDisplay();
  displayDuration(duration);
  displaySpeed(duration);
  display.display();  
}

   void setup() {
  pinMode(RECEIVER_PIN, INPUT);
 Serial.begin(9600);
 display.begin(i2c_Address, true);

     display.clearDisplay();
  }

void loop() {
  displayInitialScreen();

  unsigned long duration = analogPulseIn(RECEIVER_PIN, HIGH, TIMEOUT);
  if (duration > MIN_DURATION) {
    displayResult(duration);
    delay(2500);
  }  

  display.clearDisplay();
}

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DSC_3262.jpg

Und es funktioniert einwandfrei. Den Lichttransistor um 90 Grad gebogen und in den Filmkanal eingelegt. Optik vorne abgeschraubt und eine Taschenlampe leuchtet in den Filmkanal. Ergebnis bei 8 fps und voll geöffneten Shutter: 1/20 Belichtungszeit (bei voll aufgespanntes Federwerk, wichtige Info für den externen Belichtungsmesser)
Nun alle Filmgeschwindigkeiten durchgehen, mit vollen/halbvollen Federmotor und allen 4 Stellungen der Sektorenblende. Die notierten Belichtungszeiten gehören dann in die Kameratasche. Immer gut belichteter Film ist dann das eingefahrene Ergebnis.

[ruessel]

Baujahr um 1960, Federmotor voll aufgezogen und lasse ich bis zum Federende laufen..... sind doch noch ganz passable (gleichmässige) Shutterzeiten. Ja, nur mechanisch, keine Elektronik drin - das waren andere Zeiten - Nachhaltiger! Werde als nächstes Kamera säubern und einen frischen Film einlegen.......;-)

[ruessel]

Werde noch die Zeiten des Gerätes ändern, wie man sieht, kann man die Messung mit einem Handy schnell mitschneiden. Dann reichen auch kürzere Pausen und man(n) hat mehr Messungen.
Daher im Skript eine Zeile ändern, jetzt betragen die Abstände der Messungen 2500 Millisekunden - also 2,5 Sekunden. Ich würde wagen dort nur eine "500" einzutragen - jede halbe Sekunde eine Messung.
Sollen nur Fotoapparate gemessen werden, also nur jeweils ein Foto, dann kann man(n) diesen Wert auch stark erhöhen auf z.B. 10000, alle 10 Sekunden eine Messung. Dann ist die Zeit hoch genug um mit dem Bleistift sich die einzelnen Shutterzeiten notieren zu können.

alt:

Code: Alles auswählen

delay(2500);

neu:

Code: Alles auswählen

delay(500);

[ruessel]

Ob damals im Winter bei Frost der Federwerksmotor langsamer lief (Öl fester) und daher die Belichtungszeiten angepaßt werden mussten? Halbe Blende weiter schließen?

[ruessel]

Klar, die Frage darf nicht unbeantwortet bleiben!

DSC_3267.jpg

[Bluboy]

Nur drei Flaschen Entwickler ?

[ruessel]

Nur 3 gekühlt, Rest steckt in der 24er Kiste!

[domain]

Federwerkantriebe bei Grammophonen oder Filmkameras haben immer einen Fliehkraftregler. Daher meine Prognose: wird sich nicht viel ändern bei Abkühlung.
Freut mich übrigens, dass du noch Geist für solche Entwicklungsarbeiten hast.
Die 350-er Polaroid-Landkamera ist übrigens ohne Batteriewechsel noch immer funktionsfähig.
LG Domain

[opal]

Für Nahrungsmittel gibts keinen Platz im Kühlschrank des Daniel Düsentrieb,das Helferlein ist schon verhungert :-))

[ruessel]

Das Helferlein war diese Lampe mit Beinen, oder`? Keine Angst, braucht nur Strom....und der kommt bei mir kostenlos vom Dach!