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HIGH-VOLTAGE Selbstgebautes Nachtsichtgerät OPTICAL-RADIATION

Preisgünstiges, selbstgebautes Nachtsichtgerät (Borgadapter) aus Restposten

(von Matthias Franz, HB9EFY)


[00:]  Borg Adapter (Referenz siehe Quellenangabe)

English translation:
homemade night vision scope made from an old camcorder viewfinder.

The viewfinder was taken from a broken CANON®™ UC4000 V8 Camcorder [picture 1-3] bought via Ebay®™.

The viewfinder was originally connected via 5 cables to the body of the camcorder. Pin assignment was found out by switching-on the cam and messuring every pin with an skope. Pin assignment is as follow:

  •  +5 Volt
  •  ground
  •  video-in
  •  unknown
  •  50 us pulse-out
Click HERE for full text.


Das optische Interface...  

Bild 1, 2 und 3 zeigt wie das Suchermodel beschafft wurde. Es stammt aus einem CANON®™ UC4000 V8 Camcorder, der im Dreierpack bei Ebay für wenige Euro zu haben war (ich wollte ursprünglich 2 gleiche Suchermodule für ein anderes Projekt einsetzen).

Das Modul ist mit der Kamera über ein 5-adriges Kabel verbunden. Im Gegensatz zum ersten Borginterface-Projekt wurde die Belegung des Kabels diesmal anders ermittelt. Die Kamera wurde in Betrieb genommen und bei laufendem Betrieb die einzelnen Leitungen durchgemessen. Heraus kam die folgende Belegung:

  •  +5 Volt
  •  Masse
  •  Video-In
  •  Unbekannt
  •  Impulsausgang (50uS)
[01]:  Nachtsichtgeraet_(Camcorder)
[01] Kamera

[02]:  Nachtsichtgeraet_(Sucher01)
[02] Suchermodul (mit Optik)

[03]:  Nachtsichtgeraet_(Sucher02)
[03] Suchermodul (ohne Optik)

Bild 4 und 5 zeigt das geöffnete Suchermodul. Es besteht hauptsächlich aus einer schnuckeligen 0,7 Zoll Miniaturbildröhre, Hochspannungsquelle, Kleinkram und einigen Potis zur Abstimmung. Das ganze ist auf erstaunlichen ca. 2,5 x 5 cm untergebracht.
HIGH-VOLTAGE
ACHTUNG: eine solche Bildröhre wird wie oben erwähnt mit Hochspannung betrieben. Ich habe die Spannung nicht gemessen, aber es sind gewiss einige tausend Volt und die können, je nach dem, tödlich sein. Passt also auf, was ihr damit tut. Siehe Sicherheitshinweis !
[04]:  Nachtsichtgeraet_(Sucher_offen_01)
[04] geöffnetes Suchermodul
[05]:  Nachtsichtgeraet_(Sucher_offen_02)
[05] geöffnetes Suchermodul

Nachtrag Jul-2010
Anschlussbelegung
[a] Anschlussbelegung
Anschlussbelegung
[b] Anschlussbelegung
Nachdem ich unendlich viele Anfragen bekommen habe, wie das Suchermodul anzuschliessen ist, gibt's hier zwei Bilder von meinem Sucher. Ob ein baugleicher Sucher die identische Belegung hat, kann ich allerdings NICHT garantieren.

Vorsicht mir der Hochspannung !

Um ein Nachtsichtgerätt zu bauen muss die ganze Apparatur später ja irgendwie vor dem Auge angebracht werden. Das Gestell dafür wurde hierfür wie folgt hergestellt.

Ein 3 Zentimeter breiter und 15cm langer Platinenstreifen (Dicke der Epoxidplatine betrug 1mm) wurde vorsichtig auf den Radius meiner Stirn gebogen.

Um das Suchermodul später vor das Auge klappen zu können, befestigte ich im letzten Drittel, auf der einen Seite, ein Scharnier. Das Scharnier wurde dabei nicht flach aufgelötet, sondern mittels 3 Schrauben so angepasst, dass das zu befestigende Suchermodul senkrecht vor dem Auge steht. Auf Bild 14 & 15 ist das schräg angebrachte Scharnier gut zu erkennen. Der Winkel hierfür wurde vor dem Spiegel ermittelt.

[06]:  Nachtsichtgeraet_(Kopfband_01)
[06] Kopfband mit Schanier
[07]:  Nachtsichtgeraet_(Kopfband_02)
[07] Kopfband mit Schanier

[08]:  Nachtsichtgeraet_(Kopfband_03)
[08] Kopfband
Zur Befestigung wurden die Schrauben erst durch das Kopfband gesteckt und provisorisch im richtigen Winkel verschraubt (eine ziemliche Frickelei) und dann verlötete. Die Muttern auf der Rückseite wurden anschliessend entfernt und das ganze mit dem PROXXON®™ bündig abgeschliffen.

Wie auf den Bildern 6 bis 8 zu erkennen ist, ist auf dem Schanier eine Halterung für das Suchermodulgestell aufgelötet. Es besteht aus dem halben Innenleben einer Lüsterklemme. Der Innensuchmesser dieser Lüsterklemme hat etwas über 4mm und somit passt der Messingstab des Modulgestelles ohne nennenswertem Spiel hindurch.

Das Modul läßt sich dadurch später in 2 Ebenen vor dem Auge ausrichten.

Als weiteres wurde das Gehäuse für das Suchermodul zusammengelötet.

Es besteht aus dem Blech einer Kaffeedose. Am oberen Ende wurde noch die besagte 4mm Messingstange angelötet, mit der das Modulgestell später mit der Lüsterklemme am Schanier des Kopfbandes verschraubt werden kann.

[09]:  Nachtsichtgeraet_(Modulgestell_01)
Bild [09] Halterung für Suchermodul
[10]:  Nachtsichtgeraet_(Modulgestell_02)
[10] Halterung mit Suchermodul

Weil ich, wie wohl fast jeder Mann, "Rundungen" mehr mag als eckige Kanten, besogte ich mir diese Masse, die nach dem Durchkneten aushärtet und dabei hart wie Metall wird.

Die Masse (Bild 11, mit M6 Mutter als Grössenvergleich), deren Kern eine andere Farbe hat als der äussere Bereich wird dabei solange geknetet, bis sich ein homogener Farbton ergibt. Man hat danach einige Minuten Zeit, die knetartige Masse auf die angeraute und fettfreie Oberfläche anzupassen (Einmalhandschuhe nicht vergessen und Fenster öffnen. Das Zeug scheint nach den Sicherheitshinweisen auf der Verpackung nicht gerade gesundheitsförderlich zu sein).

[11]:  Nachtsichtgeraet_(2_Komponenten_Reparatur_Knetmasse_01)
[11] 2-Komponentenmasse
[12]:  Nachtsichtgeraet_(2_Komponenten_Reparatur_Knetmasse_02)
[12] Schanier des Kopfbandes

Nach einer Stunde ist die Masse hart wie Stein und kann bearbeitet werden.

Nun könnte man zwar sagen, dass das ganze Gebilde eh schon so wild aussieht, dass es diese Knete es auch nicht mehr rausreisst, Hauptsache ist aber, dass ich die Knete einmalmal ausprobieren wollte. Mit dem Ergebnis war ich sehr zufrieden: klebt wie Hölle, hart wie Stein aber dennoch gut schleifbar.

Nun ist also die Modulhalterung und das Kopfband beinahe fertig, stellt sich nur noch die Frage, wie das Kopfband am Kopf angebracht werden soll?

Ich habe mich für ein breites Gummiband einer alten Stirnlampe entschieden. Allerdings wollte ich das Gummiband nicht permanent auf die Rückseite des Kopfbandes kleben, und so musste eine andere Lösung gefunden werden.

Die Lösung war eine zweite gebogene Platine, die parallel im Abstand von ca. 4mm an der ersten befestigt werden sollte. Zwischen erster und zweiter Platine wurde hierzu ein Abstandshalter aus dickem Karton geklemmt, die Platinen im Abstand von ca. 1,5cm oben und unten eingekerbt und mittels Silberdraht miteinander verlötet. Hört sich kompliziert an, auf Bild 15 und 16 ist das aber gut zu erkennen.
[13]:  Nachtsichtgeraet_(2_Komponenten_Reparatur_Knetmasse_03)
[13] Halterung für Suchermodul

Damit das Ganze auf der Stirn keine blutigen Druckstellen hinterlässt, wurde auf der Rückseite (der Stirn zugewandt) ein Streifen Schaumstoff von einem alten Mousepad aufgeklebt. So lässt sich das Kopfband angenehm tragen. Das alte und abgegriffene Mousepad wurde dabei von der IT-Abteilung meines Arbeitgebers gesponsert.

[14]:  Nachtsichtgeraet_(Kopfband_fertig_01)
[14] Kopfband (doppellagig)
[15]:  Nachtsichtgeraet_(Kopfband_fertig_02)
[15] Kopfband (doppellagig)

Nächstes Problem: ein Auge muss her und zwar ein elektronisches.

Die Bastelkiste brachte hierzu ein 380 Zeilen S/W Kameramodul zum Vorschein (das gab´s mal im Pack mit einem Video-Sende/Empfänger bei Pollin und entstammt der Anleitung her wohl einer Teddybärkamera, mittels welcher besorgte Eltern ihre Kleinen überwachen konnten).

Die Kamera wurde in ein zurechtgeschnittenes Stück Punktrasterplatine gelötet.

[16]:  Nachtsichtgeraet_(Kameramodul_01)
[16] Kamera (Vorne)
[17]:  Nachtsichtgeraet_(Kameramodul_02)
[17] Kamera (Rückseite)

Da das Ganze ja im Dunkeln funktionieren sollt, muss hierzu irgendwo Licht herkommen, denn bei der Kamera handelt es sich nicht um einen Restlichtverstärker, sondern um eine gewöhnliche CMOS Kamera.

Allerdings soll das ganze aber auch nicht leuchten wie ein Weihnachtsbaum, zumindest nicht im sichtbaren Bereich des Lichtes. Es mussten also Infrarotdioden her, um die Dunkelheit zu erleuchten.

Die eingesetzten Dioden sind vom Typ SFH4550 und meines Wissens die stärksten, die bei Reichelt®™ zu haben sind. Laut Datenblatt laufen sie ungetaktet mit 1,5 Volt und 100mA. In meinem Aufbau laufen sie allerdings mit nur ca. 50mA pro Diode.

Infrarot-LED, Type SFH4550 (Datenblattauszug):
Anwendung Infrarotbeleuchtung für CMOS Kameras
Vorwärtsgleichstrom IF 100 mA
Wellenlänge 850 nm
Strahlstärkegruppierung 400 (typ. 700) mW/sr
Gehäuse 5 mm


OPTICAL-RADIATION
ACHTUNG: je nach Betriebsmodus der Dioden erzeugen diese einen hochkonzentrierten unsichtbaren Infrarotstrahl, der für Augen (Mensch & Tier) schädlich ist. Das ist umso gefährlicher als der Lidschlussreflex des Auges bei Infrarotstrahlung nicht funktioniert. Siehe Sicherheitshinweis !
[18]:  Nachtsichtgeraet_(Kameramodul_IR_01)
[18] Kamera mit IR LEDs
[19]:  Nachtsichtgeraet_(Kameramodul_IR_02)
[19] Kamera mit IR LEDs

[20]:  Nachtsichtgeraet_(Kameramodul_IR_03)
[20] Kamera mit IR LEDs

[20]:  Nachtsichtgeraet_Schaltplan)
[20b] Schaltplan des Nachtsichtgerätes

Da die ganze Elektronik mit 5 Volt läuft, habe ich jeweils 3 Dioden in Reihe geschaltet (4,5 Volt) und das ganze dann parallel über einen leistungsstarken Vorwiderstand an die Versorgungsspannung geklemmt. Mehr Details entnehmt Ihr bitte dem Schaltplan (Bild 20b).

Die Dioden sind dabei nicht direkt auf die Platine gelötet, sondern über ein kleines Stück Klingeldraht verlängert. Das Sinn davon ist, die Dioden später im Betrieb optimal ausrichten zu können.

Im Video ist dies nochmals genauer zu sehen.

[21]:  Nachtsichtgeraet Netzteil 01
[21] Netzteil am Gummiband
[22]:  Nachtsichtgerät - Netzteil 02
[22] Netzteil

Seitlich am Gummiband wurde noch ein kleines Netzteil angebracht. Es ist eine simple Schaltung mit einem 7805 Linearregler. Er regelt die 9 Volt vom Batteriepack (6 x 1.5 Volt Mignonzellen) auf für die Kamera und Suchermodul verträgliche 5 Volt runter.

Der grüne Kühlkörper wurde einer alten, damals noch passiv gekühlten Graphikkarte entnommen. Alles zusammengefrickelt, sieht das dann aus wie auf den nachfolgenden Bildern.

[23]:  Nachtsichtgeraet_(fertig_01)
[23] Aufgesetztes Nachtsichtgerät
[24]:  Nachtsichtgeraet_(fertig_02)
[24] Nahaufnahme des Nachtsichtgerätes

Das Ganze funktioniert erstaunlich gut. Das einzig negative ist der sehr enge Abstrahlwinkel der Infrarotdioden von 3°. Eine Infrarot-LUXEON®™ mit Optik wäre um einiges besser, allerdings scheint es so was derzeit (Okt-08) nicht zu geben.

Nunja, ich betrachte es, wie viele meiner Projekte, als eine unterhaltsame Machbarkeitsstudie, nicht mehr.

[25]:  Nachtsichtgeraet_(fertig_03
[25] Nachtsichtgerät
[26]:  Nachtsichtgeraet_(Videoaufzeichnung)
[26] Nachtsichtgerät und USB-Grabber

Zu Guter Letzt, zeige ich euch wie das ganze Nachtsichtgerät im Betrieb aussieht (aus der Sicht des Trägers, in absoluter Dunkelheit aber ohne Tonaufzeichnung).

Das Videosignal des Nachtsichtgerätes wurde hierfür während des Betriebes mittels eines USB Videograbbers (siehe Bild 26) in den Rechner eingelesen.

Nach dem Bearbeiten steht es nun als platformunabhängige FLV-Datei zur Verfügung. Erwartet keine Wunder, es soll euch nur zeigen, was selbst mit einfachsten Mitteln möglich ist.

Viel Spass beim Basteln,
Matthias, HB9EFY

[ HB9EFY(at)yahoo.de ]

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Bezugsquellen:

Ebay:
- Camcorder

Reichelt Elektronik:
- Hochleistungs-Infrarot-LEDs

Pollin:
- S/W Kameramodul
- Epoxid Platinenmaterial

Baumarkt:
- 2 Komponenten Reparatur Knetmasse
  (Marke "günstig")
- Scharnier
- Farbe (auf Kunstharzbasis)
- Rundmaterial Messing (4mm)

Rechteinhaber:

Text und Bilder des "Borg-Adapter 2" - Projektes Copyright endorphino.de (Matthias Franz) im Oktober 2008.

Die Bezeichnung:
Canon ®™,
Pollin Elektronik ®™,
Youtube ®™,
LUXEON ®™,
Ebay ®™,
PROXXON ®™,
LogiLink ®™,
Reichelt Elektronik ®™
sind geschützte Firmennamen und/oder Warenzeichen.

Der Videoplayer JW FLV MEDIA PLAYER ist als Creative Commons lizenziert.


Nützliche Links:


My Youtube Channel: http://www.youtube.com/user/proofofcon


Sicherheitshinweis und Haftungsausschluss:

  • Die Bildröhre eines Suchermoduls wird mit Hochspannung betrieben. Diese Hochspannung kann tödlich sein.

  • Die Hochleistungs-Infrarotdioden senden je nach Betriebmodus einen hochkonzentrierten unsichtbaren Infrarotstrahl aus, der für Augen (von Mensch & Tier) schädlich ist. Das ist umso gefährlicher als der Lidschlussreflex des Auges bei Infrarotstrahlung nicht funktioniert.

Ich übernehme keinerlei Haftung für Schäden oder Folgenschäden, die beim Nachbau des oben beschriebenen Projektes und/oder beim experimentieren mit einem Suchermodul und/oder leistungsstarken Infrarotdioden entstehen könnten.

Ein eventueller Nachbau geschieht darum ausdrücklich auf euer eigenes Risiko !






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