Forum: Platinen Entlöten eines Webcam-Sensors


von Andreas S. (andreasso)


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Hallo liebe Leute,

ich möchte mir eine Webcam basteln, die so klein ist (6x6 mm), dass ich 
sie auf einen größeren Bildschirm (z.B. mit einem lösbaren Kleber) im 
Bild festmachen kann, ohne dass es z.B. bei 1zu1 Videokonf es großartig 
stört. Da mitsamt Elektronik bei einer brauchbaren Auflösung von 2 MP 
alles was ich bisher gefunden habe recht groß ist, bin ich auf die Idee 
gekommen aus einem alten Laptop die Webcam zu nehmen, die einen kleinen 
Sensor haben. Meine Idee ist es den Sensor von der Platine abzulöten und 
mit einen so dünnen Kabel zu versehen, dass es in einem größeren Bild 
nicht weiter stört. So kommt nur das Notwendigste auf den Bildschirm und 
den Rest der Hardware kann ich dann am Bildschirmrand festmachen.

Kann das so klappen? Aktuell stehe ich vor der Herausforderung eine 
Mini-Teil abzulöten und dann die Minipins mit einem Kabel zu 
"verlängern" bzw.  mit der Platine wieder zu verbinden. Die Webcam kann 
ich dann per USB ansteuern (Beschreibung z.B. hier 
https://www.youtube.com/watch?v=CouxmNqxO4A&list=PLuI-at9IQaBdwiMu5HPs8WTKw_8IIDfP1)

Hat jemand eine Einschätzung, ob das funktionieren kann? Interferenzen 
bei der neuen Anbindung?

Über eure Einschätzungen würde ich mich sehr freuen.


Falls ihr euch fragt, was das soll: ich arbeite viel mit 1zu1 Vidoe-Konf 
und es wäre für meine Arbeit recht hilfreich, wenn ich den Leuten so in 
die Augen schauen könnte, dass sie das auch wahrnehmen und ich 
gleichzeitig auch ihr Gesicht sehen kann.

Beste Grüße, Andreas

von Andre (Gast)


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Andreas S. schrieb:
> Hat jemand eine Einschätzung, ob das funktionieren kann?

Ich sehe da spontan zwei Probleme:
- die Linse. Oft dient die Platine als Träger für den Sensor und die 
Linse, das müsste man 1:1 nachbauen und die Ausrichtung genau treffen.
- die Stromversorgung. Zumindest die kleinen Keramik-Kondensatoren 
müssen in der Nähe des Chips bleiben, ansonsten läuft der nicht sauber.

Wenn ich das umsetzen müsste, würde ich die vorhandene Platine 
untersuchen und bearbeiten. Meistens kann man da einiges weg schneiden, 
z.B. die Befestigung und Buchse. Dann könnte man sich anschauen welche 
Teile nah an den Sensor müssen und welche Teile weiter weg können. 
Vielleicht kann man die Platine an der Stelle teilen.
Dürfte aber 1-2 Platinen kosten bis das läuft..

von Thomas (Gast)


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Andreas S. schrieb:
> auf einen größeren Bildschirm (z.B. mit einem lösbaren Kleber) im
> Bild festmachen kann, ohne dass es z.B. bei 1zu1 Videokonf es großartig
> stört.

Warum? Die kann noch so klein sein, die wird immer stören. Selbst wenn 
sie nur Stecknadelkopfgroß wäre. Ich habe in der Firma einen Monitor der 
einen defekten Pixel in der Bildschirmmitte hat. Selbst der stört 
gewaltig weil man da immer wieder hinguckt. Geht Kollegen übrigens 
genauso.

von Wegstaben V. (wegstabenverbuchsler)


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Andreas S. schrieb:
> dass ich
> sie auf einen größeren Bildschirm (z.B. mit einem lösbaren Kleber) im
> Bild festmachen kann, ohne dass es z.B. bei 1zu1 Videokonf es großartig
> stört.

wieso stört es dich denn, wenn "am Bildschirmrand oben" eine Kamera 
auf dem Bildschirm hockt?

Es könnte höchstens deinen Video-Gesprchspartner stören, dass deine 
Augen nicht immer genau in die Kamera schauen, sondern immer "ein 
bischen nach unten". Das mit dem "nicht genau in die Kamera schauen" 
trifft aber auch dann zu, wenn du deine Kamera "links mitte" direkt auf 
dem Schirm gepappt hast, und du dann "rechts unten" auf deine Tabelle 
oder Zeichnung schaust, weil du da irgendwas erklärst oder liest oder 
so..

: Bearbeitet durch User
von Yalu X. (yalu) (Moderator)


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Andreas S. schrieb:
> Meine Idee ist es den Sensor von der Platine abzulöten

Das sind üblicherweise BGA-Gehäuse. Mit Heizplatte (von unten) und
Heißluft (von oben) kannst du den Sensor von der Platine entfernen. Mit
viel Glück funktioniert er danach vielleicht auch noch.

Das Gehäuse eines OV2640 (um ein konkretes Beispiel zu nennen) hat 38
Balls, die du danach alle wieder irgendwie anschließen musst. Etliche
davon werden direkt oder über Kondensatoren mit GND verbunden, das
kannst du direkt auf der Sensorrückseite machen.

> und mit einen so dünnen Kabel zu versehen, dass es in einem größeren
> Bild nicht weiter stört.

Von den o.g. 38 Leitungen musst du ca. 20 in einem Kabel herausführen.
Damit der Strang nicht zu dick wird, könntest du 20 0,1mm-Lackdrähte
zusammenzwirbeln. Ob so ein "Kabel" die erforderlichen elektrischen
Eigenschaften hat und nicht gleich beim ersten Anfassen kaputtgeht, kann
ich dir allerdings nicht sagen.

> So kommt nur das Notwendigste auf den Bildschirm und den
> Rest der Hardware kann ich dann am Bildschirmrand festmachen.

Einfacher und elektrisch zuverlässiger wäre es, wenn du auch den
USB-Chip mitsamt Quarz und die Spannungsregler (beim OV2640 brauchst du
drei davon) direkt am Sensor anbringen könntest (bspw. auf dessen
Rückseite übereinandergestapelt, so dass die Teile nur wenig zusätzliche
Bildschirmfläche benötigen).

Das Ganze wird auf jeden Fall ein höllisches Gefriemel mit ungewissem
Ergebnis. Ich hätte nicht den Mut, so etwas überhaupt anzufangen, weil
der zu erwartende Frust nicht gut für meine Gesundheit wäre ;-)

Einfacher wäre es vermutlich, eine Bildverarbeitungssoftware zu
schreiben, die den inneren Teil deiner Augen (Iris und Pupille) so im
Bild verschiebt, dass sie immer wie gewünscht deinen Gesprächspartner
anzustarren scheinen :)

von Hp M. (nachtmix)


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Yalu X. schrieb:
> Einfacher wäre es vermutlich, eine Bildverarbeitungssoftware zu
> schreiben, die den inneren Teil deiner Augen (Iris und Pupille) so im
> Bild verschiebt, dass sie immer wie gewünscht deinen Gesprächspartner
> anzustarren scheinen :)

Dazu braucht man gar keine Software, die alten Künstler konnten den 
Effekt auch rein statisch mit Ölfarben und der richtigen Perspektive 
erzielen.

von Andreas S. (andreasso)


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Andre schrieb:

Hallo Andre, danke für die Einschätzungen.
Die Linse ist zumindest bei denen die ich gekauft hab mit dem Sensor 
fest verbunden (habe vorsorglich schon mal einige für die Fehlversuche 
gekauft ;-))

> die Stromversorgung. Zumindest die kleinen Keramik-Kondensatoren
> müssen in der Nähe des Chips bleiben, ansonsten läuft der nicht sauber.

Wie kann ich die Kondensatoren bzw.  die Bauteile die in der Nähe 
bleiben müssten erkennen?

von Andreas S. (andreasso)


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Yalu X. schrieb:
> Einfacher wäre es vermutlich, eine Bildverarbeitungssoftware zu
> schreiben, die den inneren Teil deiner Augen (Iris und Pupille) so im
> Bild verschiebt, dass sie immer wie gewünscht deinen Gesprächspartner
> anzustarren scheinen :)

Hm, ein interessanter Ansatz, den ich schon mal in einem Projekt 
umgesetzt gesehen habe, die Leute sind leider nicht mehr zu erreichen 
gewesen.
Könntest du kurz anreißen wie du dir das vorstellen könntest?

von Andreas S. (andreasso)


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Yalu X. schrieb:
> > Das Gehäuse eines OV2640 (um ein konkretes Beispiel zu nennen) hat 38
> Balls, die du danach alle wieder irgendwie anschließen musst. Etliche
> davon werden direkt oder über Kondensatoren mit GND verbunden, das
> kannst du direkt auf der Sensorrückseite machen.

Danke für das Beispiel. Bin nicht vom Fach, daher entschuldige schon mal 
meine Fragen.
Das Bauteil im Bild - was beinhaltet es alles? Nur den Sensor mitsamt 
Linse oder?
Wäre es nicht möglich das Flachkabel irgendwie zu verlängern und mit 
einem druchsichtigeren, oder schmalerem zu "ersetzen"?


> Das Ganze wird auf jeden Fall ein höllisches Gefriemel mit ungewissem
> Ergebnis. Ich hätte nicht den Mut, so etwas überhaupt anzufangen, weil
> der zu erwartende Frust nicht gut für meine Gesundheit wäre ;-)

Ja so langsam verstehe ich was du meinst ;-D


> Einfacher wäre es vermutlich, eine Bildverarbeitungssoftware zu
> schreiben, die den inneren Teil deiner Augen (Iris und Pupille) so im
> Bild verschiebt, dass sie immer wie gewünscht deinen Gesprächspartner
> anzustarren scheinen :)

Ein Nachteil wäre dabei, dass es nicht wirklich natürlich rüberkommt, 
wenn in einem Gespräch einem stets in die Augen schaut. Die Sache wäre 
für 1zu1 Gespräche, wo es darum geht in recht kurzer Zeit einen Eindruck 
voneinander zu bekommen und Vertrauen aufzubauen, in 
Beratungssituationen z.B. bei Ärzten oder Therapeuten.

von STK500-Besitzer (Gast)


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Solche Kameras sind bei Raspberry Pi-Händlern verbreitet.
Da gibt es auch Verlängerungskabel.

von Wegstaben V. (wegstabenverbuchsler)


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und einfach deinen Kopf einfach höher zu halten, und auf die Kamera auf 
dem oberen Bildschirmrand zu schauen geht nicht?

Wenn deine Kamera nicht genau auf deinem Bildschirm direkt "auf den 
Augen" deines Gegenüber "gepappt" ist, hast du IMMER eine 
Blickwinkel-Abweichung.

Die Abweichung (bzw. deine angestrebte Korrektur-Lösung mit "Kamera auf 
Bildschirmscheibe kleben") betrifft ja übrigens nur DEIN Gesicht in 
Richtung Gegenüber.

Sind diese (deine Gesprächspartner) denn alle verwirrt, das du diesen 
"nicht direkt in die Augen schaust"?   Oder sollen deine (vielen?) 
Gesprächspartner sich auch alle eine Kamera direkt auf den Bildschirm 
kleben, damit du den selben optischen Eindruck erlangst, dass sie dire 
"direkt in die Augen schauen"?

: Bearbeitet durch User
von Yalu X. (yalu) (Moderator)


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Andreas S. schrieb:
> Das Bauteil im Bild - was beinhaltet es alles? Nur den Sensor mitsamt
> Linse oder?

Genau, mehr nicht.

> Wäre es nicht möglich das Flachkabel irgendwie zu verlängern und mit
> einem druchsichtigeren, oder schmalerem zu "ersetzen"?

Nicht ohne weiteres.

STK500-Besitzer schrieb:
> Solche Kameras sind bei Raspberry Pi-Händlern verbreitet.
> Da gibt es auch Verlängerungskabel.

Die Raspberry-Kamera ist aber auf einer kleinen Platine montiert, die
zusätzliche Bauteile enthält. Im Anhang sind die Rückseiten der V2.1 mit
Sony IMX219 (links) und der älteren V1.3 mit Omnivision OV5647 (rechts)
zu sehen. Einige der Bauteile (bspw. die meisten Kondensatoren) sind auf
dieser Platine, weil sie nahe am Sensorchip platziert werden müssen,
andere (bspw. die drei Spannungsregler) sind da, um Leitungen im
Anschlusskabel einzusparen.

Das bei der Raspberry-Kamera mitgelieferte Kabel ist 15 cm lang und kann
vermutlich auch um den Faktor 2 oder 3 verlängert werden. Wenn für dich
die Größe der Grundplatine von ca. 2,5×2,5 cm² noch akzeptabel ist,
wäre das eine Lösung ohne allzu viel Gefrickel.

Der Kabelstummel dieser "nackten" Kamera (26 Leitungen, davon 24
genutzt)

Andreas S. schrieb:
> s-l225.jpg

ist nur 1 cm lang, und zumindest die Stützkondensatoren sollten direkt
am Steckverbiner platziert werden. Danach kann das Kabel evtl. ebenfalls
verlängert werden.

von STK500-Besitzer (Gast)


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Yalu X. schrieb:
> Die Raspberry-Kamera ist aber auf einer kleinen Platine montiert, die
> zusätzliche Bauteile enthält. Im Anhang sind die Rückseiten der V2.1 mit
> Sony IMX219 (links) und der älteren V1.3 mit Omnivision OV5647 (rechts)
> zu sehen. Einige der Bauteile (bspw. die meisten Kondensatoren) sind auf
> dieser Platine, weil sie nahe am Sensorchip platziert werden müssen,
> andere (bspw. die drei Spannungsregler) sind da, um Leitungen im
> Anschlusskabel einzusparen.
>
> Das bei der Raspberry-Kamera mitgelieferte Kabel ist 15 cm lang und kann
> vermutlich auch um den Faktor 2 oder 3 verlängert werden. Wenn für dich
> die Größe der Grundplatine von ca. 2,5×2,5 cm² noch akzeptabel ist,
> wäre das eine Lösung ohne allzu viel Gefrickel.

Es ist nicht die "originale" Raspicam gemeint (z.B. die hier):
https://shop.pimoroni.com/products/raspberry-pi-zero-camera-module?variant=37751082058

von Yalu X. (yalu) (Moderator)


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STK500-Besitzer schrieb:
> Es ist nicht die "originale" Raspicam gemeint (z.B. die hier):
> 
https://shop.pimoroni.com/products/raspberry-pi-zero-camera-module?variant=37751082058

Das sieht insofern schon einmal vielversprechend aus, dass nur die
wirklich kritischen Bauteile direkt an der Kamera montiert sind. Die
gröberen Dinge (2 Spannungsregler und der Quarzozillator) liegen weiter
weg, allerdings immer noch so nahe, dass sie einen Teil des Bildschirms
verdecken würden. Gibt es dieses Modul vielleicht mit einem längeren
Kabelabschnitt zwischen Spannungsreglern und Kamera? Elektrisch sollte
das durchaus möglich sein.

Eine weitere Alternative wäre eine Kamera mit Analogausgang wie bspw.
diese hier:

  https://www.ebay.com/itm/Pinhole-spy-smallest-1000TVL-high-HD-super-small-CAMERA-micro-tiny-MINI-camera/192418814387

Die drei Anschlussleitungen können sicher durch dünne Lackdrähte ersetzt
werden, und eine Kabellänge von 20-30 cm bis an den Bildschirmrand
sollte auch kein Problem sein. Evtl. ist die Bildqualität nicht ganz so
gut wie bei digitaler Übertragung, insbesondere dann, wenn das Signal
noch durch den Bildschirm gestört wird. Aber einen Versuch wäre es evtl.
wert.

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