Lageerkennung als MEMS noch teuer war

Durch Zufall ist mir vor kurzem eine ältere kaputte Canon-Kompaktkamera in die Hände gefallen. Eigentlich war ich nur an der Optik interessiert, das Mainboard wanderte aber nicht direkt in die Tonne.

Als ich es heute dann doch mal in die Recycling-Box packen wollte, fiel mir ein Bauteil auf:

Neben Controller, Speicher, Oszillator und weiteren befindet sich ein eher auffälliges Bauteil auf der Leiterkarte

Hoch und Keramikdeckel. So ähnlich sahen auch schon die früheren Beschleunigungssensoren aus Thinkpads aus. Unter dem Aufdruck „1453K“ bzw. „35184“ ließ sich nichts im Netz finden. Da der Deckel etwas übersteht, warum nicht mal daran knibbeln?

Das war etwas unerwartet. Der kleine Metallpuck lässt sich frei bewegen und obwohl er sehr nach Neodym-Magnet aussieht, ist er nicht einmal ferromagnetisch. Die Scheibe oben ist von innen mit Gold beschichtet, der Grundkörper hat 3 Löcher. Bei genauerem Blick entpuppen sich diese als…

…etwas optisches!

Durch etwas mehr Knibbeln lässt sich der Körper entfernen:

Klick macht wie immer groß

Meine beste Vermutung ist: oben eine (IR-)LED, links und rechts Fotodioden. Der Deckel dürfte ein ziemlich guter Reflektor sein. Je nachdem, wo die Metallscheibe liegt, lassen sich alle für die Fotografie grundlegend wichtigen Lagen für Portrait und Landscape erkennen, das sogar binär. Rechts im Bild ist Kamera oben, nennen wir den rechten Sensor (oben) mal 1 und den linken (unten) 2, so erhalten wir folgende Zustände:

Sensor 2Sensor 1Lage ScheibeOrientierung
dunkeldunkellinksPortrait (90° )
dunkelhelluntenLandscape (0°)
helldunkelobenLandscape kopfüber (180°)
hellhellrechtsPortrait (270°)

Genial einfach und „damals“ einfach genial. Leider habe ich die Innereien einer alten Canon DSLR schon weggeworfen, dort befanden sich zwei gedeckelte Optokoppler, im 90° Winkel angeordnet, mit zunächst unbekannter Funktion. Beim Schütteln haben sie geklappert, beim Öffnen kam jeweils eine kleine Plastikkugel entgegen. Die Mechanik ist vermutlich auch der Grund, warum sich meine olle PowerShot eine Zeit lang entschied, alle Bilder im Portrait darzustellen – vermutlich ist Feuchtigkeit in den Sensor gekommen und hat die Kugel/Scheibe „verklebt“.

In meine aktuelle Kamera (von 2016, wie die meisten anderen) hat mittlerweile einen Beschleunigungssensor und schreibt die Informationen sogar in die Bilder:

Accelerometer Z                 : 132
Accelerometer X                 : -8
Accelerometer Y                 : 213
Camera Orientation              : Tilt Downwards
Roll Angle                      : -3.2
Pitch Angle                     : -58.1

Good boy. Leider fehlen bei der Lumix so Informationen wie Temperatur und intrinsische GPS-Koordinaten (GPS-Tagging per Handy ist Mist).

Wer den Lagesensor noch einmal genauer (allerdings nicht ganz so guter Abbildungsleistung) sehen will, here you go:

Fotolicht und Drehplatte

Schon vor einer guten Weile liegen hier ein paar LED-Panele herum, die ich schon länger in einem eher abenteuerlichen Aufbau (wenn man das Anlehnen am Mikroskoparm so bezeichnen darf) als Fotolicht verwendet hab.

Nachdem ich bei einer Aufräum- und Ausmuster-Aktion an eine Drehplatte (eigentlich zum Vermessen von Lautsprechern) gekommen bin, ist nun folgende Konstruktion entstanden:

Die ersten so entstandenen Aufnahmen waren glaube ich die vom Pirozeda, nachdem es mir aber irgendwann zu blöd wurde, mussten etwas besseres her. Zwei Pressspanplatten, ein paar Winkel, ein Rohr und bisschen Faden – fertig ist die kippbare Fotoleuchte. Durch die flächige Ausleuchtung ist es nahezu schattenfrei, auch Reflexionen machen erstaunlich wenige Probleme.

Leiterkarten – und natürlich auch andere Dinge – lassen sich damit nun ziemlich gut ablichten:

Klick für volle Größe

Das Bild ist um 90° gedreht, in der Ansicht von oben kommt das Licht von „Norden und Süden“ – was die Schatten zwischen den Tastern verursacht.

Aber warum die Drehplatte? Zum einen erhöht sie den Aufbau ein wenig, was in Sachen Ausleuchtung von Vorteil sein kann, zum anderen: 360°-Ansichten. Das erste Video ist leider noch nicht ganz so toll. Drei Dinge fallen auf:

  • Frame you f…! -> Das Ausrichten ist etwas trickier als man denkt, aber Übung macht den Meister
  • Focus you f…! -> In der Aufnahme habe ich vergessen, auf manuellen Fokus zu stellen, dadurch gibt es kein Pumpen mehr
  • (Don’t) Flicker you f…! -> Da brauch ich wohl andere LED-Treiber

Für die 360°-Aufnahmen wird’s wohl noch bisschen Software brauchen, einfach nur drehen lassen ist schön und gut, besser ist es IMHO das ganze interaktiv zu haben.

Zudem braucht’s wahrscheinlich auch ein bisschen Postprocessing bei der Aufnahme. Meine Kamera kann UHD (auch wenn 4K draufsteht), da fallen ca. 800 MB/min, was auch in etwa der Dauer einer Umdrehung der Platte entspricht. Bei 24 fps gibt das 1440 Bilder und eine Winkelauflösung von 0,25° – viel zu viel. 360 Frames, also 1° Winkelauflösung dürften für die meisten Anwendungen mehr als ausreichend sein. Wahrscheinlich reichen auch Full-HD als Auflösung (wie das Youtube-Video, übrigens ursprünglich mit x265 und 6 MBit/s auf ca. 50 MB rekomprimiert).

Mal schauen, wann ich Zeit und Lust dazu habe.

Wen es noch interessiert, hier ein Framegrab aus dem usprünglichen Video (JPEG rekomprimiert mit 85%, ansonsten ist der Bildinhalt unverändert):