Challenge: Framescanner für < 350€ bauen

[Friedemann Wachsmuth]

Ich hab den Scanner heute mal aus dem Projekthaufen ausgegraben und abgestaubt. Ich hab zwei ganze Jahre lang nix daran gemacht, damals leider quasi nichts (für mich) dokumentiert und den Großteil des Gemachten mittlerweile vergessen. 🙂

 

So langsam fuchse ich mich aber wieder ein, schreibe alle relevanten Schritte auf und liste, was alles noch an offenen Punkten zu tun ist. Auch werde ich das Repo in zwei Teile splitten, eines für den Raspi und eines für den Client (bei mir ein Mac, muss aber nicht) denn die Vermischung war ziemlich furchtbar.

 

Der letzte Stand (den ich gerade wieder zum Fliegen zu kriegen versuche) ist, dass der Scanner prima funktioniert, wenn 

• Raspi und Client im gleichen Netz hängen (Kabel, Wifi ist zu langsam)
• ssh mit keys in beide Richtung funktioniert
• das Clientsystem passend konfiguriert ist (Details folgen...)
• auf dem Raspi der lsyncd gestartet ist
• auf dem Raspi einen Python Prozess gestartet ist (Glue zwischen Projektor-Arduino und der Raspi-Camera)
• auf dem Client ein Python Prozess zum konvertieren der Raws in CineDNG gestartet ist

Das sind ein bisschen viele manuelle "und" Bedingungen. Zudem gibt es so gemittelt alle paar Tausend EInzelbidler irgendeine obscure race condition, in der der Scanner stehen bleibt und man manuell resumen muss. Genau an diesem Problem bin ich damals hängengeblieben.

 

Kurz: Das "wesentliche" funktioniert (Scannen in 1A Qualität direkt zu 12 Bit CIneDNG), aber das ganze ist noch sehr fliegend verdrahtet, sowohl Hardware- als auch Softwareseitig.

Ich will es jetzt aber wieder aufgreifen, dabei besser dokumentieren, die Lücken füllen, es betriebssicherer machen, und natürlich auch nachmachbarer. Mal sehen, wie weit ich diesmal komme. Zumindest angefixt bin ich jetzt aber endlich wieder.

Bearbeitet 17. Dezember 2022 von F. Wachsmuth (Änderungen anzeigen)

[superkowski]

Ich weiß du magst keine 3D-Drucke... 
Ich habe mich in Sketchup eingearbeitet und möchte mir eine Aufnahme für das 50mm Nikkor drucken lassen. 
Es gibt kaum Infos über ein 40.5 x 0.5 Filter-Gewinde. Konstruiert habe ich es mit einem 60° Flankenwinkel.
Als Vorlage nehme ich das orig. Objektiv vom Noris Record D 100, also den Tubus in dem das Glas sitzt.
Dieses Rohr ist orig. ca. 50mm lang, welches ich auf Friedemanns errechnete Länge bringe.
Darauf setzte ich dann das Gewinde, an dem das Nikkor samt Kamera und Zwischenringe hängen.
Ja hängen -> Hebelwirkung. Der Blendenverstellring in dem das Gewinde sitzt wackelt und das ist nicht gut.
Vielleicht hilft ein darunter angebrachter dünner Flachstahl/Blech, oder etwas von oben.
Vielleicht geht es auch ohne.
(Falls es gar nicht funktioniert, kann der Tubus als Streulichtschutz/Schmutzpartikelschutz dienen.)

Gruß Harald

[Friedemann Wachsmuth]

Für sowas ist 3D-Druck supercool! Ich hab ein Noris-Plastik-Objektiv "ausgehölt" und auf einen Metall-Objektivdeckel für 40.5 mm geklebt (der vorher natürlich mit dem Stufenbohrer ein Loch in die Mitte bekam. Das ist aber nicht optimal, da der Objektivtubus nur geriffelt ist, und der Noris mit Kügelchen in diesen Rillen das Objektiv fixiert. So ist es nicht frei verschieblich, sondern eben nur in Stufen, was etwa nervt. Erstmal reicht es, aber "ein bessere Rohr" duche ich auch noch — oder ich entferne die Andruckkügelchen. Vermutlich einfacher.

 

Ich war in der Zwischenzeit auch nicht ganz untätig, zumindest habe ich etwas Code und Repo aufgeräumt und hier dokumentiert: https://github.com/fwachsmuth/Filmkorn-Raw-Scanner

Die zwei größten Teile der Dokumentation die jetzt noch fehlen, sind

• die Raspi-Konfguration — leider habe ich da null dokumentiert, sondern ewig einfach gemacht und geändert und probiert. Und das vor zwei Jahren. Vermutlich ist das beste, das noch mal von vorne zu machen und dann entsprechend mitzuschreiben
• der Schaltplan. An sich nix großes, aber muss eben gemacht werden.

Für beides muss ich den Scanner "abschalten" — jetzt wo er gerade so schön funktioniert muss er aber erst noch ein paar Rollen scannen, zumindest solange ich hier noch ein paar anderen Baustellen nachgehe. 🙂 

 

Der Projektorumbau ist ja einigermaßen hier im Forum dokumentiert. Vermutlich muss ich das auch noch mal machen, wenn alles so ist, dass es richtig gut funktioniert... 

 

[Friedemann Wachsmuth]

Am 12.12.2022 um 14:06 schrieb superkowski:

Mir würde es schon reichen die Elektrobauteile zu kennen, die auf dem Brett verlötet sind. 

Oder eine Teileliste

 

Lieber Harald,

 

ich habe den Schaltplan jetzt mal rekonstruiert, unten hängt er an. Ins Reine Zeichnen kommt noch, vielelicht auch eine Platine, aber das ist alles kein Hexenwerk:

 

Fangen wir links oben an: Zu sehen ist der Trafo des Noris mit seinen verschiedenen Abgriffen. de 13V/8A Abgriff geht normalerweise an die Kaltlichtspiegellampe, ich mache aus den 13V mit einem kleinen Schaltreglermodul aus der Bastelkiste stabilisierte 5V für den Arduino (und  potenziell auch für den Raspi, aber das steht noch aus).

Die 26V/30V Abgriffe sind iirc für 18 vs 24 fps gedacht, also Motorstrom, ich nutze nur den 30VAC-Abgriff, richte ihn gleich und siebe. Die gleichgerichtet 35-40 VDC gehen direkt an das "DRV8871 Breakout Board", das ist der Motorcontroller. Gibt es von Adafruit, oder baugleich auch als China-Klon. D5 udn D6 am Motorcontroller bezeichnet hier die Verbindung mit Pin D5 und D6 des Arduino, der hierüber den Motor steuert.

 

Die vier seriellen Dioden reduzieren die Spannung für die Konstantromquelle (zum Betrieb der LED) etwas, da ich deren Elkos nicht so am Limit betrieben wollte. Die KSQ ist auch ein fertiges Modul auf Basis des XL4015 Chips. Ich verwende zum Beispiel dieses. Wichtig ist, eine Version mit zwei Spindelpotis zu finden, denn nur die erlaubt eine Begrenzung des Ausgangsstroms für KSQ-Betrieb. Auf meinem Chip klebt ein Mini-Kühlkörper (von einem Raspi-Gehäuse-Kit), da er mir ein bisschen zu warm wurde im Dauerbetrieb. Der Pluspol der KSQ hängt direkt hinter den vier Dioden, der Minuspol wird über den IRLZ44N MOSFET geschaltet (siehe Mitte unten). Hier tut's wohl auch quasi jeder andere, aber den gab meine Bastelkiste eben her.

 

Über dem MOSFET sieht man den Transistor, der das LED-Lüfterchen anschaltet, sobald die LED an ist. 

Die Taster-Kaskaden unten Links sind die Bedientasten (der Anschluss an Analogports spart Pins). Ganz unten in der Mitte bereiten zwei Schmitt-Trigger aus einem 74HC14 die Impulse des optischen Sensors auf, der meldet, wenn die Motorwelle eine Umdrehung gemacht hat (QRE1113, exakt wie beim Synkino). Das kann man natürlich auch über Hall-Sensor oder Reed-Kontakt lösen. Ich mags halt optisch. 

 

Die beiden Trimmer rechts oben sind nur zum Einstellen der Motordrehzahl im Step- und im Laufbetrieb. Wenn ich Filme mit dem Scanner zurückspule, drehe ich das Dauerlaufpoti gern mal höher.

 

Wichtig ist noch, dass der Arduino Pro Mini die 3.3V Version mit 8 MHz ist, nicht die übliche 5V-Version — und zwar, weil der Raspi I2C nur mit 3.3V verträgt und ich mir die bidirektionalen Pegelwandler sparen wollte. Die 3V3 im Plan kommen auch alle vom VCC Pin des Pro Mini.

 

Man kann das ganze prima auf eine Lochrasterplatine aufbauen. Meine soll aber bitte nicht Beispiel sein, da sie "fliegend und planlos" entstanden ist. 🙂

 

Eigentlich ist das schon alles, der Rest der Logik steckt im Arduino (Repo-Link siehe oben).  Bei Fragen bitte fragen!

 

Bearbeitet 26. Dezember 2022 von F. Wachsmuth (Änderungen anzeigen)

[Friedemann Wachsmuth]

Es geht weiter voran... wenn auch gerade noch unsichtbar: Ich hab die nötige Arbeit auf Raspi-Seite jetzt dokumentiert (und optimiert) und denke, ich werde einfach ein fertiges Image bereitstellen können, dass man sich einfach auf uSD-Karte kopiert.

Wenn das alles klappt, muss man keinerlei Hackerei mehr machen, sondern die "Kopplung" von Raspi und Mac geht ganz automatisch. Die Bedienung des Scanners verbessert sich dadurch dann wohl auch ganz deutlich. 

 

Ach ja, und ich konnte auf 2 fps optimieren — also 0.5 Sekunden pro Einzelbild statt bisher 0.65.

 

Stay tuned...

[Patrick Müller]

Sehr beeindruckend!

[superkowski]

Hallo Friedemann.

Ich stelle mir gerade eine Stückliste nach deiner Zeichnung zusammen, T52596 kann ich nicht zuordnen.

Ist das ein Taster?

 

Danke im voraus Harald

Bearbeitet 28. Dezember 2022 von superkowski (Änderungen anzeigen)

[Friedemann Wachsmuth]

TS2596 wäre ein möglicher Schaltregler. Die drei Typen da sind nur Ergebnis einer schnellen Suche und ungetestet. Ich hab so ein 7805-Replacement aus der Bastelkiste genommen. 
 

Du kannst Dir die 5V auch einfach vom Raspi holen (GPIO Port), der Arduino zieht ja fast nichts. Ich hatte halt zu Anbeginn den Anreiz, den Raspi durch den Projektortrafo zu speisen... tue ich bisher aber gar nicht. 🙂

[Friedemann Wachsmuth]

Am 26.12.2022 um 00:22 schrieb F. Wachsmuth:

Ganz unten in der Mitte bereiten zwei Schmitt-Trigger aus einem 74HC14 die Impulse des optischen Sensors auf

 

...und genau hier verbirgt sich ein herber Fehler im obigen Schaltplan: Es muss unbedingt ein 74LVC14 statt einem 74HC14 verwendet werden.

Dies nur als Warnung, falls schon jemand am Nachbauen sein sollte. Der 74x14 wird ja mit 3.3V betrieben, kriegt von den "Augen" aber ggf. bis zu 5V Input. Hier können die Eingangsdioden dann die 3,3V-Leitung auf 5V ziehen... was wiederum eine Menge Folgeschäden nach sich ziehen kann. Ich habe mir so einen meiner Raspis komplett und irreparabel frittiert. 74LVC14 ist 5V-safe, pinkompatibel und shiftet die Level entsprechend.

 

Ich rate mit dem Nachbau eh noch lieber etwas abzuwarten, denn es ist auch eine nette kleine Platine in Arbeit, und auch sonst hat sich noch einiges getan (wie zB eine automatische Endabschaltung für unbeaufsichtigten Betrieb). Korrigierter Schaltplan folgt dann auch bald.

Bearbeitet 22. Januar 2023 von F. Wachsmuth (Änderungen anzeigen)

[jacquestati]

vor 10 Stunden schrieb F. Wachsmuth:

 

...und genau hier verbirgt sich ein herber Fehler im obigen Schaltplan: Es muss unbedingt ein 74LVC14 statt einem 74HC14 verwendet werden.

Dies nur als Warnung, falls schon jemand am Nachbauen sein sollte. Der 74x14 wird ja mit 3.3V betrieben, kriegt von den "Augen" aber ggf. bis zu 5V Input. Hier können die Eingangsdioden dann die 3,3V-Leitung auf 5V ziehen... was wiederum eine Menge Folgeschäden nach sich ziehen kann. Ich habe mir so einen meiner Raspis komplett und irreparabel frittiert. 74LVC14 ist 5V-safe, pinkompatibel und shiftet die Level entsprechend.

 

Ich rate mit dem Nachbau eh noch lieber etwas abzuwarten, denn es ist auch eine nette kleine Platine in Arbeit, und auch sonst hat sich noch einiges getan (wie zB eine automatische Endabschaltung für unbeaufsichtigten Betrieb). Korrigierter Schaltplan folgt dann auch bald.

 

Oh, ja, das ist super.

[superkowski]

Am 22.1.2023 um 01:13 schrieb F. Wachsmuth:

hier verbirgt sich ein herber Fehler im obigen Schaltplan: Es muss unbedingt ein 74LVC14 statt einem 74HC14 verwendet werden.

Da war ich zu schnell, habe mir die HC Version bestellt 😞

 

Habe fast alles zusammen gekauft und bin bei ca. 270 Euro Kosten.

Die Kamera ist heute angekommen und hat 59,90 Euro gekostet.

 

Was mir noch fehlt, ist ein Raspi 4 mit 8GB Ram. Bei berrybase für 87 Euro zu haben, ist momentan nicht Lieferbar.

Ich habe noch einen 3+ rumliegen, zur Not sollte es damit doch auch funktionieren?

 

Grüße

[Friedemann Wachsmuth]

Nein, es muss m.E. ein 4er sein. 4GB reichen aber auch, 2GB geht ebenfalls (aber da muss ich noch einen Trick nachrüsten in der Software)

 

4er Raspis sind weltweit ausverkauft, Supply Chain sei Dank. Die Situation soll sich laut Eben Upton aber bald endlich wieder entspannen. 

[superkowski]

Hallo Friedemann,

macht es eigentlich Sinn nach der Ulbrichtkugel einen Polarisationsfilter anzubringen (Highlights), oder spielt das aufgrund der geringen Entfernung keine Rolle?

 

Gruß

[Friedemann Wachsmuth]

Wozu sollte das hilfreich sein? Man will ja eigentlich das Licht so ungerichtet wie möglich haben...

[superkowski]

War nur so eine Überlegung, da in der Retrofotografie es bei den Profis so gemacht wird um die Highlights der Ölfarben, oder Spiegelungen von Glas zu eliminieren. 

(Zwei Lichtquellen jeweils mit Filter vor der Lichtquelle im Winkel von 45° und ein Filter auf dem Objektiv.)

 

Täler und Berge wird man auf Filmmaterial (vergleich mit Ölfarbe) nur unter dem Mikroskop sehen können, vielleicht kann hier das Polarisationsfilter Kratzer und Verunreinigungen wegbügeln.

Gruß

[Friedemann Wachsmuth]

Die Kratzer bügelt das ungerichtete Licht aus der Kugel schon ziemlich gut weg. 🙂

[Fabian]

Hast du eigentlich schon mal überlegt, jedes Bild zweimal (mit unterschiedlich starker Beleuchtung) zu belichten um mehr Dynamikumfang herauszuholen? Das scheinen ja auch manche professionelle Scanner so zu machen.

[Theseus]

Am 6.3.2023 um 21:31 schrieb superkowski:

War nur so eine Überlegung, da in der Retrofotografie es bei den Profis so gemacht wird um die Highlights der Ölfarben, oder Spiegelungen von Glas zu eliminieren. 

(Zwei Lichtquellen jeweils mit Filter vor der Lichtquelle im Winkel von 45° und ein Filter auf dem Objektiv.)

Der Polfilter reduziert Spiegelungen und Reflexe bei Auflichtvorlagen; also Kamera und Lichtquelle sind auf der selben Seite vom Objekt. Die Super8-Filme sind aber Durchlichtvorlagen. Deshalb gelten dort ganz andere optische Bedingungen als z.B. bei der Reproduktion eines Ölgemäldes.  Deshalb ist der Polfilter bei Super8 nicht sinnvoll, beim Ölgemälde aber sehr.

Bearbeitet 18. September 2023 von Theseus (Änderungen anzeigen)

[Friedemann Wachsmuth]

vor 13 Stunden schrieb Fabian:

Hast du eigentlich schon mal überlegt, jedes Bild zweimal (mit unterschiedlich starker Beleuchtung) zu belichten um mehr Dynamikumfang herauszuholen?

Ja, auch probiert. Ist aber nicht nötig, die Raws sind auch so dynamisch genug. 

 

Sinnvoll wäre es höchstens, um mehr als 12 bpc heraus zu interpolieren, aber dazu müsste ich debayern, und dann hätte ich keine Raws mehr. 

[Friedemann Wachsmuth]

Übrigens habe ich mit dem Scanner mittlerweile einige Kilometer an Material gescannt, das Ergebnis ist eine große Freude. Enorm, was man selbst an stark unterbelichtetem Material noch retten kann. 
 

Hocfentlich komme ich zum Jahreswechsel mal zur exakten Dokumentation, und zur Fertigung einer Platine. 

[superkowski]

vor 2 Stunden schrieb Friedemann Wachsmuth:

 

Hocfentlich komme ich zum Jahreswechsel mal zur exakten Dokumentation, und zur Fertigung einer Platine. 

Das würde mich so was von freuen, wenn ein elektrischer Schaltplan auf github vorliegt.

Habe alle Bauteile 1:1 nachgekauft 🙂.

Gerne würde ich die Platine auch kaufen wollen.

LG 

[Bino08]

Wie sieht es hier mit der Dynamik aus? Der Scan sieht zwar gut aus, aber die Schatten sind Pechschwarz, da fehlt jede Spur von Detail.

Das ist ein allgemeines Problem der Kamera. Oder liegt es hier am Film?

[Friedemann Wachsmuth]

Welchen Film hast du denn wo angesehen?

 

Die Dynamik ist dank 12-Bit RGB-Raw Einzelbildern sehr hoch. Selbst bei Umkehrfilm sind die Schatten nie ganz schwarz und auch die Lichter haben immer noch Headroom. Was im Film ausgefressen ist, bleibt im Scan natürlich auch ausgefressen. Wo nix ist, ist nix. Erstaunlich ist aber, wie gut sich völlig unterbelichtete Szenen retten lassen. 
 

Ich sollte wohl mal einen kurzen Democlip als ProRes hochladen, zum selber beurteilen. 🙂

[Bino08]

Ich habe mir diesen Film angesehen: 

 

gut wäre es eine Professionelle Abtastung als Vergleich zu haben.

[Friedemann Wachsmuth]

Ah, das war ein auf die Schnelle nachbearbeiteter Velvia, und da hatte ich noch viele Bugs im Farbraum-Management.  Das sieht mittlerweile deutlich besser aus. 🙂