Forum: Analoge Elektronik und Schaltungstechnik Stromversorgung DSLR aus Powertank


von Frank M. (frank_m32)


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Hallo,

ich habe im Netz verschiedene Bauvorschläge für Kamera-Stromversorgung 
gefunden, aber keiner passte so richtig.

Ich habe eine Canon 30D samt Akkus zum Auseinandernehmen und würde mir 
für Zeitraffer- bzw. Sternspuraufnahmen gerne eine externe 
Stromversorgung bauen.

Folgende Anforderungen ergeben sich:
* Effizienz möglichst höher als 80%
* Maximal 1A -- 
http://www.berndmargotte.com/technical/external_power_de.html kommt beim 
Vorgänger meiner Kamera (Canon 20D) auf 470mA maximal, 1A sollte also 
reichen
* Spannung 8V

Als Regler kam ich nach viel Gesuche auf den LM2574. Ein paar Tips fand 
ich hier im Forum noch bezüglich der Spule, was mich etwas verunsicherte 
bezüglich möglicher Problemquellen... Die 30D ist zwar die Zweitkamera 
geworden, grillen möchte ich sie trotzdem nicht. Am Besten vermeidet man 
das vermutlich mit einer -- etwa -- 9V Z-Diode am Ausgang, oder?

Daher meine Fragen: Geht es vielleicht einfacher? Was die Sache etwas 
komplizierter macht, ist, dass ich recht weit im Norden wohne: Tromsø. 
Dass bedeutet, Reichelt, Conrad, Segor und Co. dauern entweder zu lange, 
sind zu teuer oder beides ;) Es scheint aber, dass http://www.digikey.no 
alles bietet, was das Herz begehrt, auch wenn es erst ab 500+ NOK ohne 
Versandkosten geht...

Und nein, Elektrotechnik ist nicht mein Hauptfach...

Ein Beispiel, wie Fotos von hier aussehen können: 
http://spaceweathergallery.com/indiv_upload.php?upload_id=93551 (die 
Vorschau ist zu dunkel, keine Ahnung, woran das liegt...).

Viele Grüße aus dem hohen Norden,

Frank

von Rufus Τ. F. (rufus) Benutzerseite


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Ich mag nicht so recht glauben, daß eine DSLR mit 8V/500 mA glücklich 
wird.

Geh davon aus, daß kurzzeitig erheblich höhere Spitzenströme fließen und 
daß der Herr Margotte nicht die genauesten Messverfahren angewandt hat.

Bei einer anderen DSLR wird bei gleicher Spannung von Strömen von bis zu 
2A ausgegangen -- natürlich nur kurzzeitig, aber wenn die Spannung 
einbricht, wird die Kameraelektronik aussetzen, was nicht Dein Ziel ist.

Hier beschreibt jemand den Selbstbau einer Stromversorgung für eine 
Pentax K10D:

http://dronecolony.com/2008/09/26/diy-ac-adaptor-for-the-pentax-k10d/

Daran solltest Du Dich orientieren können.

Hat die Canon etwa keinen Anschluss für externe Netzteile, so daß da so 
eine Akku-Bastelfrickelei nötig ist?

von Frank M. (frank_m32)


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Hallo Rufus,

nein, das Canon-Original zum Thema Stromversorgung geht genauso vor. 
Sogar der Batteriegriff assimiliert sich in das Akku-Fach ;) Der LM338T 
ist aber kein Schaltregler, oder? D.h. ich "verheize" die 
Spannungsdifferenz, richtig?

Viele Grüße, Frank

von Axel S. (a-za-z0-9)


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Rufus Τ. Firefly schrieb:
> Ich mag nicht so recht glauben, daß eine DSLR mit 8V/500 mA glücklich
> wird.
>
> Geh davon aus, daß kurzzeitig erheblich höhere Spitzenströme fließen und
> daß der Herr Margotte nicht die genauesten Messverfahren angewandt hat.

ACK.

> Hat die Canon etwa keinen Anschluss für externe Netzteile, so daß da so
> eine Akku-Bastelfrickelei nötig ist?

Man kann externe Netzteile von Canon kaufen (für ein Heidengeld). Die 
haben dann einen Akku-Dummy am Ende des Kabels. Der Kabeldurchlaß im 
Kameragehäuse ist serienmäßig für diese Netzteile gedacht.

Man kann jetzt entweder einen Akku schlachten (billigen Nachbau von 
ebay?) oder man kauft sich den extra Handgriff und baut da eine Buchse 
für ein Netzteil rein.  Zumindest hätte ich da weniger Skrupel als beim 
Kameragehäuse.

@Frank: was hast du denn als Netzteil vorgesehen? Und wie lang ist das 
Kabel von der Kamera zum Netzteil?

Wenn das Kabel eher kurz ist, dann nimm ein Netzteil, das ca. 8V 
raushaut (ideal: 8.4V) und schließ das ohne weiteren Regler an den 
Akku-Dummy an. Den separaten Regler an der Kamera brauchst du nur, wenn 
du ein sehr langes Kabel hast und den Spannungsverlust auf dem Kabel 
ausgleichen mußt. Dann würde man z.B. am Anfang des Kabels 12V 
einspeisen und an der Kamera das was noch ankommt auf 8V regeln.

Wenn du dir nicht zutraust, einen Schaltregler in das Akkugehäuse zu 
bauen, dann kannst du auch einen herkömmlichen Linearregler mit 
Kühlkörper in ein separates Gehäuse bauen und dann von da ein kurzes 
Kabel (1-2m) zur Kamera verwenden. Von 12V auf 8V macht bei 500mA 
mittlerem Strom eine mittlere Verlustleistung von 2W. Das ist nicht 
viel. Kleines Alugehäuse (ca. Zigarettenpackung) und den Spannungsregler 
von innen anschrauben.


XL

von Frank M. (frank_m32)


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Hallo,

ich wollte einen Powertank nehmen, da das ganze nicht am Stromnetz 
funktionieren soll. Der hat etwa 12V und ist recht universell. Alte 
Akkus zum Schlachten habe ich, auch schon geöffnet... Da die 
Schaltregler ja doch etwas anspruchsvoller zu sein scheinen, ist es 
vielleicht wirklich das einfachste, die 4V Differenz zu verheizen.

Viele

von Axel S. (a-za-z0-9)


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Frank M. schrieb:

> ich wollte einen Powertank nehmen, da das ganze nicht am Stromnetz
> funktionieren soll. Der hat etwa 12V und ist recht universell.

Ich nehme an, dein "Powertank" ist im wesentlichen ein 12V Akku? Oder 
hat der gar schon einen Spannungsregler drin?

> Da die
> Schaltregler ja doch etwas anspruchsvoller zu sein scheinen, ist es
> vielleicht wirklich das einfachste, die 4V Differenz zu verheizen.

Ist halt ein Kompromiß. Wenn der Akku 12V hat und du auf 8.4V runter 
regelst, dann liegt mit einem Linearregler der Wirkungsgrad bei 70%. 
Wenn die Akkuspannung auf 9.6V gefallen ist (Entladeschlußspannung für 
einen 12V Akku) dann ist der Wirkungsgrad schon 87%. Ein Schaltregler 
für diesen Leistungsbereich liegt auch nur bei 90%, ist also nicht 
dramatisch viel besser.

Die Abwärme ist ja auch nur dann ein Problem, wenn du den Regler in das 
Akkugehäuse einbauen willst. Aber da der Powertank mobil ist, hast du 
kein langes Kabel das du ausregeln müßtest.Der Regler kann also in eine 
separate Kiste oder evtl. gleich in den Powertank?

Du kannst den Schaltregler auch fertig kaufen. Als DC-DC Modul verticken 
die Chinesen das containerweise bei z.B. ebay. Ob der allerdings einen 
nennenswert höheren Wirkungsgrad hat als der Linearregler?

Die Kamera kommt übrigens mit einen recht großen Spannungsbereich 
zurecht. So ein Li-Ion Akku hat zwischen 8.4V (randvoll) und 6V (leer). 
Mit einem Schaltregler würde man dann vielleicht besser auf 7.5V 
stabilisieren.


XL

von tmomas (Gast)


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Infos zur Stromaufnahme einer 350D:
http://www.dslr-forum.de/showthread.php?t=677736

Und hier habe ich mal meine 400D gemessen:
http://abload.de/img/eos400d_current_drawedchp.png

Grafiken zur 5D2 habe ich noch nicht fertig (Bitte Feedback, ob's 
interessiert), sieht ähnlich der 400D aus, aber mit Spitzen bis 2..2,5A 
für ca. 0,1sec.

Eine 30D sollte sich ähnlich verhalten bzw. irgendwo zwischen der 400D 
und der 5D2 liegen.

Zur Stromversorgung: Ein billiger LM2596 DC/DC Wandler ("low ripple" ist 
das Suchstichwort) für einsfuffzich vom Chinamann tut seinen Dienst. 
IMHO lohnt es nicht, nennenwert Lebenszeit in ein eigenes DC-Wandler 
Design zu stecken, da es die Dinger wie Sand am Meer und zu Spottpreisen 
gibt.

Wirkungsgrad hab ich mal gemessen, müßte ich aber raussuchen.

Stromspitzen: Werte deutlich über 1A gibt's nur sehr sehr kurzzeitig 
(max. 0,1sec) und sind zumindest mit dem o.g. DC Wandler kein Problem.

von Rufus Τ. F. (rufus) Benutzerseite


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tmomas schrieb:
> Und hier habe ich mal meine 400D gemessen:
> http://abload.de/img/eos400d_current_drawedchp.png

So dachte ich mir das.

Und da das Diagramm mit nur 10msec Messauflösung aufgenommen wurde, ist 
also auch nicht ausgeschlossen, daß die Peaks bei Spiegel- und 
Verschlussbewegung nicht doch noch etwas höher sind.

Bedenkt man, daß ein kompletter Belichtungsvorgang in unter 10 msec 
stattfinden kann (im wesentlichen bestimmt durch die Blitzsynchronzeit, 
die je nach Kamera irgendwo zwischen 1/125 und 1/250 liegt, also 
deutlich unter 10 msec), sollte die Messung nochmal mit deutlich höherer 
Auflösung auf der Zeitachse wiederholt werden.

von tmomas (Gast)


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Rufus Τ. Firefly schrieb:
> sollte die Messung nochmal mit deutlich höherer
> Auflösung auf der Zeitachse wiederholt werden.

Wozu? Für die Praxis reicht das allemal.

Die Peaks kommen von den Motoren, die sich um Spiegel und Verschluß 
kümmern. Wenn die kurzzeitig (0,1sec) nicht den Strom bekommen, den sie 
haben wollen... dann geht's halt etwas langsamer.

In keinem Fall würde ich bei einer genaueren Messung meine 
Stromversorgung sklavisch auf den maximalen Peak auslegen ("...ich 
brauche mindestens 5A, sonst geht die Welt unter und meine Kamera geht 
in Rauch auf!!!11"). ;-)

von Alexander S. (esko) Benutzerseite


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tmomas schrieb:
>> sollte die Messung nochmal mit deutlich höherer
>> Auflösung auf der Zeitachse wiederholt werden.
> Wozu? Für die Praxis reicht das allemal.
>
> Die Peaks kommen von den Motoren, die sich um Spiegel und Verschluß
> kümmern. Wenn die kurzzeitig (0,1sec) nicht den Strom bekommen, den sie
> haben wollen... dann geht's halt etwas langsamer.
Nein, wenn die nicht den Strom bekommen, bricht die Versorgungsspannung 
ein. Und an der hängen auch die Mikrocontroller in der Kamera, die dann 
abstürzen könnten.

> In keinem Fall würde ich bei einer genaueren Messung meine
> Stromversorgung sklavisch auf den maximalen Peak auslegen ("...ich
> brauche mindestens 5A, sonst geht die Welt unter und meine Kamera geht
> in Rauch auf!!!11"). ;-)
Kaputt geht sie davon sicher nicht. Es könnte aber sein, dass sie 
abstürzt und das Bild im Eimer ist. Wäre schade, wenn dies am Ende einer 
Achtstündigen Aufnahme geschieht.

von Soul E. (Gast)


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tmomas schrieb:

> Zur Stromversorgung: Ein billiger LM2596 DC/DC Wandler ("low ripple" ist
> das Suchstichwort) für einsfuffzich vom Chinamann tut seinen Dienst.

low ripple und China ist aber ein krasser Widerspruch. Diese 
Billigplatinen muss man eigentlich immer überarbeiten (neue Elkos, 
andere Spule, Ein- und Ausgangsfilter), bis sie einigermassen 
EMV-verträglich werden.


> Stromspitzen: Werte deutlich über 1A gibt's nur sehr sehr kurzzeitig
> (max. 0,1sec) und sind zumindest mit dem o.g. DC Wandler kein Problem.

Gegen Stromspitzen helfen Elkos. 1000µF direkt an der Kamera, parallel 
dazu 4,7µF und 10nF keramisch, dann ist Ruhe. Der Spannungswandler darf 
dann ruhig ein wenig abgesetzt sein, dann landet auch das Störspektrum 
nicht im Sensor.



Zum Schutz der Kamera vor einem defekten Schaltregler solltest Du schon 
die klassische Crowbar-Schaltung mit Zenerdiode und Thyristor verwenden. 
Wenn die bei 9V zündet (für einen 7,2V-Akku), dann reicht das. Eine 
Zenerdiode alleine ist zu unberechenbar.

von mse (Gast)


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Danke dafür, dass Du das gemessen hast und hier einstellst!

Mich interessieren dabei zwei Dinge:
1. Mit was für einem Messgerät/in welchem Messmodus hast du das 
aufgenommen?
(Sprich: sind die Spitzenwerde korrekt als solche erfasst oder könnte es 
sein, dass diese in Wahrheit noch höher sind.

2. Mich würde die Dauer der Spitzen interessieren (sprich: eine zeitlich 
höher aufgelöste Messung davon).

Herzliche Grüße

von Frank M. (frank_m32)


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Hallo,

vielen Dank für die zahlreichen Hinweise. Was spräche -- so es denn auf 
eine einstellbare Genauigkeit nicht ankommt -- gegen etwas wie den 
LD29300 oder den L78Sxx? Die Teile liefern wohl 3A oder 2A, kommen zwar 
nur mit bis 14V klar (L78Sxx bis 35) aber brauchen nur zwei 
Kondensatoren...

Scheinbar haben die neueren Powertanks auch Ausgänge für 9V hat, das 
bekommt man ja mit einer noch einfacheren Schaltung hin... Ein oder zwei 
Dioden reichen ja schon... 
http://www.amazon.de/Skywatcher-Power-Tank-mit-Ah/dp/B0030GBAKA/ref=pd_cp_ph_3 
fand ich auf die Schnelle in D. Sorry, das fiel mir beim Lesen des 
Originalartikels nicht auf, der verwendet ja auch einen Powertank...

Viele Grüße aus dem hohen Norden,

Frank

von Frank M. (frank_m32)


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Alexander Schmidt schrieb:
> Kaputt geht sie davon sicher nicht. Es könnte aber sein, dass sie
> abstürzt und das Bild im Eimer ist. Wäre schade, wenn dies am Ende einer
> Achtstündigen Aufnahme geschieht.


Hallo, ganz so extrem ist das nicht. Diese Startrail-Aufnahmen erstellt 
man, indem viele Bilder verrechnet werden. Man knippst also in 3h etwa 
360 Aufnahmen a 30s (3*60*2) und kombiniert diese danach -- entweder zu 
Zeitraffervideos, oder zu Strichspuraufnamen...  Schön sieht man das 
z.B. hier: http://weather.cs.uit.no/video/. Da ist auch zu sehen, dass 
es hier mitnichten den ganzen Tag dunkel ist, auch nicht Mitte Dezember 
;)

Viele Grüße aus dem Norden, Frank

von Mr. X (Gast)


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soul eye schrieb:
> EMV-verträglich

Neigst du sonst auch zum Stottern?

von tmomas (Gast)


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tmomas schrieb:
> Grafiken zur 5D2 habe ich noch nicht fertig

Doch, jetzt und hier auch für die 5D2:
http://abload.de/img/eos5d2_currentdrawdvrwo.png

Anmerkung: Die knapp 2,5A Spitze kann sowohl am Anfang als auch am Ende 
der Belichtung auftreten.

Messwerte der ersten Spitze:
#    millis  V    mA
1959 2515929 7.30 269.00
1960 2515944 7.31 278.00
1961 2515958 7.31 305.50
1962 2515974 7.27 366.60
1963 2515989 6.87 2428.60
1964 2516003 7.16 1040.10
1965 2516019 7.17 925.60
1966 2516034 7.26 576.20
1967 2516049 7.28 473.20
1968 2516064 7.28 427.20
1969 2516079 7.28 424.20
1970 2516094 7.29 374.70
1971 2516109 7.29 373.20

von tmomas (Gast)


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mse schrieb:
> 1. Mit was für einem Messgerät/in welchem Messmodus hast du das
> aufgenommen?

INA219 + Arduino Leonardo. Keine Labormeßmethode, aber für meine Zwecke 
mehr als ausreichend.

> (Sprich: sind die Spitzenwerde korrekt als solche erfasst oder könnte es
> sein, dass diese in Wahrheit noch höher sind.

Siehe auch mein Vorposting bzgl. 5d2:
Meßintervall ca. 15ms, 0,5m 18AWG Zuleitung, 0,4V drop -> Spitzen können 
höher sein als hier dargestellt.

von tmomas (Gast)


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Frank M. schrieb:
> Alexander Schmidt schrieb:
>> Kaputt geht sie davon sicher nicht. Es könnte aber sein, dass sie
>> abstürzt und das Bild im Eimer ist. Wäre schade, wenn dies am Ende einer
>> Achtstündigen Aufnahme geschieht.
>
> Hallo, ganz so extrem ist das nicht.

Wie ich eben mit der 5d2 feststellen konnte: Kann wirklich extrem sein, 
wenn man nicht viele 30sec Aufnahmen macht sondern z.B. 1x 2h. Der 2,5A 
Peak kann auch am Ende sein und die Kamera abstürzen lassen... wenn denn 
die Spannung zu niedrig eingestellt ist.

Die 5d2 braucht im Vergleich zur 400D etwas mehr Spannung: 7,35V vs. 
7,15V.
Bei 7,15V verweigert sie schon beim Einschalten den Dienst, bei 7,25V 
beim ersten Bild, bei 7,35V läuft sie rund.

Mit irgendwas zwischen 7,5 und 8V ist man IMHO auf der sicheren Seite, 
sowohl bei der 400D, als auch bei der 5d2. 30D dürfte ähnlich sein.

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