Forum: Mikrocontroller und Digitale Elektronik GPS Daten in Tonspur speichern!?


von Flieger (Gast)


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Moin,

Ich habe da folgende Idee:
Meint ihr, man könnte die NMEA Strings, die aus einem GPS Modul purzeln 
"einfach" in der Videospur einer relativ hochwertigen Videokamera (48khz 
und 24bit Tonaufzeichnung) mitschreiben? Also 3.3V TTL auf den 
Toneingang geben?

Bei professionelleren Camcordern gibt es da auch den Hinweis "Analog 
Audio Input: 1 × 3.5mm stereo audio at line or mic level. Can also be 
used for timecode input." Das ist doch sowas ähnliches.

Soweit gehe ich davon aus, dass maximal eine kleine Pegelanpassung nötig 
sein dürfte.

Mehr Sorgen mache ich mir für den "Rückweg", also Audio -> TTL Signale.

Meint ihr, es würde reichen, den Ausgang der Soundkarte während des 
Abspielens in einen FTDI USB-Seriell-Wandler zu füttern? Die gibt es ja 
mit 1.8V, 3.3V, 5V und RS232 Pegeln.

Oder bedarf es da auf jeden Fall noch eines Schmitt Triggers? Müsste der 
FTDI doch auch schon haben?

Ich meine, so ähnlich ging das doch gaaaanz fürher auch mal mit 
Musikkassetten als Datenspeicher, oder nicht?

Ich bräuchte ja auch gar keine hohe Datenrate. Muss mal gucken, ob es 
konfigurierbare GPS Module gibt.

Genial wäre natürlich eine direkte Softwarelösung, die das ohen den FTDI 
Umweg wieder rückwandeln könnte und auf einen emulierten UART... ach, 
das wär zu viel verlangt ;)

Also, bitte mal her mit euren Meinungen oder sogar Erfahrungen!

von Pandur S. (jetztnicht)


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Ein sicher gangbarer Ansatz waere FSK Modulation. Das bedeutet eine Null 
= zB 6500Hz, eine Eins = 7700 Hz oder aehnlich.

: Bearbeitet durch User
von pegel (Gast)


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Flieger schrieb:
> Ich meine, so ähnlich ging das doch gaaaanz fürher auch mal mit
> Musikkassetten als Datenspeicher, oder nicht?

Ja. Hatte ich auch.
Diasteuerung mit Kasettenrecorder.

Etwa in der Art:

http://circuitsbook.com/projectorfilmchanger.html

Hatte aber noch einen Tiefpass im Audio damit das unhörbar war.

von Andreas B. (bitverdreher)


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Hi,
etwas pfiffiges dazu hier:
http://www.ti.com/general/docs/lit/getliterature.tsp?baseLiteratureNumber=slaa618&fileType=pdf

Statt pF 10xnF rein und es sollte auch für NF passen.

Gruß
Andreas

von batman (Gast)


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Modulation macht Sinn für analoge Trägermedien mit ihrem Rauschen, 
Dropouts, Überlagerungen etc.

von http://unsigned.io/micromodem/ (Gast)


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von THOR (Gast)


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2017, die Datasette lebt.

von Jobst M. (jobstens-de)


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Ähm .... digitaler Camcorder? Datenreduktion vorhanden?


batman schrieb:
> Modulation macht Sinn für analoge Trägermedien mit ihrem Rauschen,
> Dropouts, Überlagerungen etc.

Ja? ... Hmmm, nö, nicht unbedingt.
Aber für Signale, welche sonst einen DC-Anteil haben.


Gruß

Jobst

von Oliver S. (phetty)


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Die Idee ist irgendwie absurd interessant, aber wozu??

von batman (Gast)


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Hast immer Ort und Zeit zum Bild.

von Andreas B. (bitverdreher)


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Oliver S. schrieb:
> Die Idee ist irgendwie absurd interessant, aber wozu??

Um beim Filme schauen auf einem 2.Monitor via Google Earth die aktuelle 
Position sehen zu können?
Das ist echtes Multimedia. =:)

Gruß
Andreas

von Harald W. (wilhelms)


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Andreas B. schrieb:

> Um beim Filme schauen auf einem 2.Monitor via Google Earth die aktuelle
> Position sehen zu können?
> Das ist echtes Multimedia. =:)

Genau, wozu hat ein Mensch schliesslich zwei Augen!

von Hp M. (nachtmix)


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Flieger schrieb:
> "einfach" in der Videospur einer relativ hochwertigen Videokamera (48khz
> und 24bit Tonaufzeichnung) mitschreiben?

Du meinst vermutlich Tonspur anstatt Videospur.
Das sollte funktionieren, aber die Dekodierung wird nicht so ganz 
einfach sein.

Mit etwas mehr Aufwand beim Speichern könnte man z.B die steigenden 
Signalflanken durch einen kurzen Impuls im linken Kanal speichern und 
fallende Flanken durch einen kurzen Impuls im rechten Kanal.
Dann genügt für die Rekonstruktion ein simples RS-Flipflop.

von Matthias X. (current_user)


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Ich glaube nicht das es funktioniert. Die Eingänge sind AC-gekoppelt. 
Das heißt ein Gleichanteil kommt nicht durch. Gerade UART hat aber einen 
Gleichanteil. Im Stanby ist er ständig 1. Wenn gesendet wird kann auch 
mal zu 90% 0 gesendet werden. ist also von 50 50 weit entfernt. 
Irgendeine Modulation wirst du also bestimmt brauchen.
Und wenn deine Kamera das nicht im RAW Format speichert sondern als MP3 
o.ä. dann hast du eh verloren.

von Axel R. (Gast)


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Ton erzeugen und zwei D-FF(7474) die Daten an den Takt(Ton) koppeln und 
mit exor (7430) auf die Tonspur... müsste sowas wie Manchester sein.

StromTuner

von noreply@noreply.com (Gast)


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Es gibt Modems seriell nach Audio für Smartphones.

Das hier ist nur ein Softmodem:
https://www.sparkfun.com/products/retired/10331

Softmodem mit FSK:
https://github.com/arms22/SoftModem

von THOR (Gast)


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noreply@noreply.com schrieb:
> Es gibt Modems seriell nach Audio für Smartphones.
>
> Das hier ist nur ein Softmodem:
> https://www.sparkfun.com/products/retired/10331
>
> Softmodem mit FSK:
> https://github.com/arms22/SoftModem

Software von Verschwörungstheoretikern für Verschwörungstheoretiker, 
was. "Wenn man die Tonspur von diesem 5-Klick Youtube Video entziffert, 
bekommt man die Koordinaten von Area 51! ICH HABS GEWUSST!!"

von noreply@noreply.com (Gast)


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THOR schrieb:
> Software von Verschwörungstheoretikern für Verschwörungstheoretiker,
> was. "Wenn man die Tonspur von diesem 5-Klick Youtube Video entziffert,
> bekommt man die Koordinaten von Area 51! ICH HABS GEWUSST!!"

Irgendwie mußte sich ja Rodney in Stargate Atlantis einhacken. ;-)

von Noch einer (Gast)


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> Ich meine, so ähnlich ging das doch gaaaanz fürher

Ein paar Überreste lassen sich da noch finden.

Hardware war ganz einfach: Nur die wenigen Widerstände und Kondensatoren 
oben an der Mic und Ear Buchse.

http://searle.hostei.com/grant/zx80/zx80.pdf

Rest wurde in Software gemacht. Das effizienteste was das Supertape der 
Zeitschrift c.t. Vielleicht lässt es sich aus dem Pascal Programm 
rekonstruieren.

https://www.heise.de/ct/04/10/links/022.shtml

von John (Gast)


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In diesem Video, von einem Polizeihubschrauber, ist auf dem linken Kanal 
ein AFSK-Signal.
https://www.youtube.com/watch?v=TCKRe4jJ0Qk

Oona hat’s dekodiert:
http://www.windytan.com/2014/02/mystery-signal-from-helicopter.html
(Spoiler: es sind Koordinaten)

von Michi M. (Gast)


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https://play.google.com/store/apps/details?id=re.serialout&hl=de

Scheint auch ohne externe Hardware zu funktionieren....

von Stefan F. (Gast)


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Tonspur oder Videospur?

In der Videospur lassen sich bekanntermaßen durchaus digitale Daten 
verstecken. Zum Beispiel zeichenn viele gewöhnliche VHS Recorder als 
Nebeneffekt auch den Videotext mit auf - und zwar in der Videospur.

Dass man Daten per Audio übertragen und speichern kann, sollte jedem 
klar sein, der mal Modems oder einen C64 benutzt hat. Also ja, auch das 
geht ganz sicher.

Wenn's zuverlässig sein soll, ist das allerdings nicht trivial, vor 
allem weil der Empfänger (der das Band liest) den Sender nicht zum 
Widerholen auffordern kann. Wenn er was verpasst oder nicht versteht, 
dann hat er einfach Pech gehabt. Ein gewisses Maß an Redundanz wäre 
daher sinnvoll. Und natürlich müssen die Daten so moduliert werden, dass 
sie zum Frequenzbereich des Bandes kompatibel sind und keinen DC-Offset 
enthalten.

von gasaal (Gast)


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Einfach die Uhrzeit mit einem normalen GPS-Tracker korrelieren.

von Flieger (Gast)


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Stefan U. schrieb:
> Tonspur oder Videospur?

Tonspur natürlich... Sorry!

gasaal schrieb:
> Einfach die Uhrzeit mit einem normalen GPS-Tracker korrelieren.

Ist aber nicht so schön weiterzugeben und abzuspielen.
Spätestens beim Rücklauf oder stoppen wirds hakelig.

Oliver S. schrieb:
> Die Idee ist irgendwie absurd interessant, aber wozu??

Eben, um die Kameraposition (und evtl. noch Blickrichtung, etc.) immer 
synchron zum Bild darstellen zu können.

Vielen Dank auch schonmal für die Anregungen bzgl. FSK Modulation und 
microModem. Im Bereich Packet Radio/ARPnet findet sich eine Menge 
Interessantes.

Eines aber noch... Kann mir nochmal jemand Erklären, woran es bei meiner 
oben beschriebenen einfachst-Lösung scheitern würde? Was macht denn eine 
Soundkarte, wenn sie nur kurze Pulse statt Analogen Signalformen 
bekommt? Bei jeder Flanke einen "Knack"? Da bin ich leider nicht so 
recht bewandert.

So ganz unmöglich scheint das Verfahren ja nicht zu sein, wenn das mit 
einem Smartphone funktionieren kann...

Vielen Dank!

von Flieger (Gast)


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von Harald W. (wilhelms)


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Flieger schrieb:

> Eines aber noch... Kann mir nochmal jemand Erklären, woran es bei meiner
> oben beschriebenen einfachst-Lösung scheitern würde? Was macht denn eine
> Soundkarte, wenn sie nur kurze Pulse statt Analogen Signalformen
> bekommt? Bei jeder Flanke einen "Knack"? Da bin ich leider nicht so
> recht bewandert.

Das sowas nicht zuverlässig funktioniert, hat man schon zu Zeiten
des POTs* gemerkt und  deshalb  FSK entwickelt.
* https://de.wikipedia.org/wiki/Plain_old_telephone_service

von Flieger (Gast)


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Ok, also mal ganz simpel gedacht:
Ich lege zwischen den UART und den Audio-Input einen Voltage to 
Frequency Wandler mit einer relativ niedrigen oberen Frequenz, sagen wir 
mal 10khz.
Bzw. erzeuge eine Frequenz und schalte das Signal mittels Transitor...

Beim Abspielen lege ich einen entsprechenden Frequency to Voltage 
Wandler zwischen Audio Ausgang und UART.

Somit sollte ich doch ein durchgängiges 10khz Signal erhalten, das je 
Bit einmal unterbrochen wird und am Ende wieder vernünftig ausgegeben 
wird?

OK, mit 10KHz kann ich keine hohen Baudraten erwarten, aber gehen sollte 
es, oder mache ich einen großen Denkfehler!?

von Noch einer (Gast)


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Dein Denkfehler? Alles was man sich überhaupt ausdenken kann, hat sich 
schon mal jemand ausgedacht.

Wenn du eine Idee hast, wie man es anders machen kann - mit 99,999% 
Wahrscheinlichkeit hatte es schon jemand anderes ausprobiert. Kam zu dem 
Ergebnis, die alte Lösung war besser.

Allerdings: Wenn deine Idee zu den 0,001% gehört, erscheint dein Name in 
den zukünftigen Lehrbüchern.

von noreply@noreply.com (Gast)


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Noch einer schrieb:
> Dein Denkfehler? Alles was man sich überhaupt ausdenken kann, hat sich
> schon mal jemand ausgedacht.

Ich wollte fast das gleiche schreiben. Hat sich aber nicht gelohnt. Im 
Prinzip ist fast alles im Thread für die Realisierung vorhanden. Mal 
abgesehen von einer funktionsfähigen Implementation auf STM32/LPC. Aber 
die liegt irgendwo auf meiner Festplatte vergraben.

von pegel (Gast)


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Flieger schrieb:
> Ok, also mal ganz simpel gedacht:

Das ist genau das Prinzip von meinem link oben. 2. Antwort.
Nur mit Schalttransistor und schnellerer Signalfolge.

von batman (Gast)


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Flieger schrieb:
> Eines aber noch... Kann mir nochmal jemand Erklären, woran es bei meiner
> oben beschriebenen einfachst-Lösung scheitern würde? Was macht denn eine
> Soundkarte, wenn sie nur kurze Pulse statt Analogen Signalformen
> bekommt? Bei jeder Flanke einen "Knack"? Da bin ich leider nicht so
> recht bewandert.

Durch den Gleichspannungsanteil wird sich der Nullpegel verschieben und 
so evt nicht mehr korrekt detektiert werden - dazu kommen evt. 
Kompressionseffekte. Probiers, vielleicht paßt es der Eingangslogik noch 
gerade so. Die muß im Prinzip nur die Flanken detektieren. Es gibt 
diverse erfolgreiche Hacks, die digitale Signale pur über die Soundkarte 
rein/raus schieben. Besser wär natürlich ein symmetrisches Protokoll mit 
gleichlangen Ein/Aus-Phasen (DC-Anteil 0) wie Manchester o.ä.

von Jobst M. (jobstens-de)


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Stefan U. schrieb:
> Zum Beispiel zeichenn viele gewöhnliche VHS Recorder als
> Nebeneffekt auch den Videotext mit auf - und zwar in der Videospur.

Das liegt einfach daran, dass die Daten im Videosignal liegen. Video hat 
den Vorteil, dass die DC-Referenz wieder hergestellt werden kann.
Allerdings funktionierte das bei Wiedergabe nicht zuverlässig, weil die 
Kopfumschaltung dort evtl. Probleme bereitete.


Stefan U. schrieb:
> Dass man Daten per Audio übertragen und speichern kann, sollte jedem
> klar sein, der mal Modems oder einen C64 benutzt hat. Also ja, auch das
> geht ganz sicher.

Ja, warum nicht einfach ein Modem nehmen!?
Das macht doch genau das, was er benötigt!
Und Fehlerkorrektur können die auch!


Was aber eben noch nicht klar ist, ob bei der Digicam eine 
Audiodatenkompression (Reduktion) vorhanden ist oder ob nicht. Mit 
funktioniert das Ganze nämlich nicht.


Gruß

Jobst

von Stefan F. (Gast)


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Im Grunde genommen hast du hier die gleichen Schwierigkeiten, wie bei 
der Funkübertragung mit den gängigen analogen Funkmodulen.

Schicke mal einfach ein serielles Datensignal durch einen Hochpass 
gefolgt von einem Tiefpass und schau Dir auf einem Oszilloskop an, was 
dabei heraus kommt:

[code]

       100nF        1k
In o----||----+----[===]---+-----o Out
              |            |
             |~|           |
        10k  |_|          === 100nF
              |            |
              |            |
             GND          GND
[code]

Alleine schon ein theoretischer Blick auf diese primitive 
Ersatz-Schaltung sollte verdeutlichen, warum es nicht geht.

1) Die Signalflanken werden stark verzerrt, ein UART Empfänger kann 
damit nicht anfangen.

2) Der DC-Offset wird entfernt, den braucht der UART aber. Zum Beispiel 
liegt die Leitung bei Ruhe auf 5V und geht für das Startbit auf Low. Am 
Ausgang des Filters geht das Signal nach einer Weile aber von ganz 
alleine auf Low, ohne dass ein Startbit vorliegt.

Generell musst du das Signal erstmal so codieren, dass es IMMER genau so 
lange High wie Low ist, also im Mittel neutral. Außerdem muss es an das 
eingeschränkte Frequenzspektrum des Bandes angepasst werden.

Ein gängiger Ansatz dazu ist der Manchester Code: 
https://de.wikipedia.org/wiki/Manchester-Code

Dabei wird allerdings Bandrauschen und Materialfehler stören. 
Lösungsansatz dagegen wäre die Frequenzmodulation (wie beim UKW Radio): 
Tiefer Ton für Low, hoher Ton für High. Jeder Ton benötigt ausreichend 
Schwingungen, um eindeutig erkannt zu werden und Fehler herausfiltern zu 
können.

Ein anderer Ansatz ist die AmplitudenModulation. High=Laut, Low=Leise. 
Wer Radios kennt, weiss, dass FM besser ist, jedoch bei schwachem Signal 
eher ausfällt, als AM.

Der C64 hat beides kombiniert: https://de.wikipedia.org/wiki/Datasette
Das war aber auch nur mäßig zuverlässig, aber vermutlich dennoch ein 
brauchbarer Ansatz für Dich.

Schau Dir mal die bereits genannte FSK Modulation an.

von Clemens L. (c_l)


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John schrieb:
> Oona hat’s dekodiert:
> http://www.windytan.com/2014/02/mystery-signal-from-helicopter.html

Sowas habe ich auch schon mal mit NMEA-Daten gesehen. Allerdings wurden 
Datenblöcke fester Größe wiederholt (zur Sicherheit?); ohne Software 
ginge es also nicht.

von Georg G. (df2au)


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TCM3105 mit einem 7.37MHz Baudratenquarz an Stelle der 4.xMHz des 
Datenblattes geht hervorragend für 2400Bd.
Den Chip gibt es beim Chinesen noch.
Ansonsten bleibt XR2211 / XR2206 als Ausweg.
Ganz ohne etwas Hühnerfutter funtioniert es nicht.

von noreply@noreply.com (Gast)


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Georg G. schrieb:
> Ansonsten bleibt XR2211 / XR2206 als Ausweg.
> Ganz ohne etwas Hühnerfutter funtioniert es nicht.

rotfl. Das habe ich in meiner Diplomarbeit Anfang der 90er des letzten 
Jahrtausends gemacht. Allerdings mit den NE566. Der 8051 hatte noch 
nicht genug Leistung.

http://www.ti.com/lit/an/slaa037/slaa037.pdf

von Horst (Gast)


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Bin ich der einzige, der eine Videokamera mit GPS Eingang bzw. GPS Modul 
kaufen würde? Diese Fricklerei ist Mist

Selbst DSLR haben das schon eingebaut und mit denen kann man inzwischen 
schon ziemlich gute Videos anfertigen (selbst wenn nicht eingebaut, z.B. 
über den Batteriegriff einfach nachrüstbar)...

von Flieger (Gast)


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Horst schrieb:
> Bin ich der einzige, der eine Videokamera mit GPS Eingang bzw. GPS Modul
> kaufen würde? Diese Fricklerei ist Mist

Vielleicht bist du nicht der einzige der sowas kaufen würde, jedoch:

- Gibt es da nicht allzuviel Auswahl (Welche würdest du vorschlagen?)
- Geht es hier darum einen vorhandenen GPS Stream aufzuzeichnen und wenn 
möglich noch um weitere Metadaten zu ergänzen
- Ist diese Frickelei  nicht sooo unüblich

>
> Selbst DSLR haben das schon eingebaut und mit denen kann man inzwischen
> schon ziemlich gute Videos anfertigen (selbst wenn nicht eingebaut, z.B.
> über den Batteriegriff einfach nachrüstbar)...

- Gibt es schon noch Unterschiede zwischen (auch guten) DSLR und einem 
Camcorder. Etwa zeichnen die meisten DSLRs komprimiert auf, Camcorder 
auch mal RAW oder ProRes etc., und darum geht es hier.
- DSLR haben gerne mal Begrenzungen auf 4GB Dateigröße...
- Von der Optik und Fernsteuerung per LANC ganz zu schweigen. Spätestens 
beim Zoom hapert es bei den DSLR

- Sicher, dass die Position dann auch laufend mitgeschrieben wird?
Ich kenne das nur als relativ neue Funktion beim IPohone

von Thorsten Legat (Gast)


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von ChrisMicro (Gast)


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Webjack mit Arduino:
https://publiclab.github.io/webjack/

Die Daten können direkt vom Browser empfangen werden:
https://publiclab.github.io/webjack/examples/

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