DIY Remote Follow Focus mit Arduino und Servo

Steht die Kamera während des Filmens zu weit weg oder läuft das Bild beim Schärfeziehen Gefahr, zu verwackeln – beispielsweise auf einem Slider oder einem Kamerakran – kann ein ferngesteuerter Follow Focus eine große Hilfe sein. Als Ergänzung zum Video DIY Remote Follow Focus möchte ich hier noch einige Zusatzinformationen bereitstellen, die den Nachbau vereinfachen sollen.

DIY Remote Follow FocusNachdem erste Versuche mit 35-MHz- und 2,4-GHz-Sendern aus RC-Fernbedienungen gescheitert waren, entschieden wir uns, den Follow Focus kabelgebungen und mittels Arduino-Microcontroller zu realisieren. Die Vorteile von Arduino sind die leichte und schnelle Einarbeitung dank großer Community und zahlreicher Tutorials, die kostengünstige Beschaffung und die hohe Anpassbarkeit an die individuellen Bedürfnisse des Projekts dank eigener Programmierung. Einen funkferngesteuerten Follow Focus kann man so sicherlich auch realisieren, jedoch mit mehr Zeit- und Kostenaufwand. Mit den folgenden Bestandteilen hat unser DIY Follow Focus unter 90 Euro gekostet.

Der Arduino

DIY Follow Focus - Arduino

Hier kam ein Arduino Uno Rev. 3 zum Einsatz. Das Herzstück des Projekts hat zum Kaufzeitpunkt ca. 20 Euro gekostet. Auf der Arduino-Website gibt es viele Anleitungen für einen guten Start mit dem Microcontroller. Englische Foren bieten die größte Vielfalt an Tipps, daher sind Sprachkenntnisse vorteilhaft.

Nach nur zwei Abenden der Einarbeitung in die Welt des Arduino-Codes hatte ich den Servo so zum Laufen gebracht, wie ich es wollte: Den Poti nach links drehen, der Servo dreht nach links, Poti nach rechts, Servo dreht nach rechts. Auf den Servo selbst komme ich gleich noch zurück, doch hier zunächst der Programmiercode. Hauptbestandteil ist die Servo-Library “servo.h”, dank welcher sich der Programmieraufwand auf wenige, vordefinierte Befehle beschränkt. Hauptaufgabe war lediglich, die 1024 analogen Schritte des Potis auf eine 360-Grad-Drehung des Servos umzulegen (welcher eigentlich 6 ganze Umdrehungen kann, was für den Fokusbereich eines Objektivs aber viel zu viel wäre). Ich bin kein Programmierer, daher kann ich nicht für “schönen” Code garantieren. Jedenfalls macht er was er soll, und das ist für mich die Hauptsache.

#include Servo myservo;
int potpin = 0; // analog pin used to connect the potentiometer
int val; // variable to read the value from the analog pin (1024 steps from 0 to 1023)
void setup()
{
Serial.begin(9600); // start serial communication
myservo.attach(9); // servo connects to digital pin 9
myservo.writeMicroseconds(1000); // set servo to left point (values reach from 1000 to 2000)
}
void loop() {
val = analogRead(potpin);
int oneturn = val / 6; // 6-Turn-Servo uses only one turn (can also be more or less, depending on your lens and gear wheel diameter) int servoposition = oneturn + 1001; // translates 1024 poti steps into val / 6 servo steps
Serial.println(servoposition); // for test purposes, you can see the poti values in the serial monitor
myservo.writeMicroseconds(servoposition); // servo gets position information }

Der Servo

DIY Follow Focus - ServoEin Servo ist ein kleiner Elektromotor, der mithilfe eines integrierten Getriebes und Potentiometers eine bestimmte Position exakt anfahren kann. Servos werden beispielsweise im Modellbau eingesetzt, um Autos oder Flugzeuge zu lenken und haben meist einen Drehbereich von 180 Grad. Für unseren Follow Focus kam ein recht starker Segelwindenservo zum Einsatz. Er schafft es ohne Probleme, das 50mm Nikon-Objektiv zu drehen und umfasst einen Bereich von sechs ganzen Umdrehungen. Wie oben schon geschrieben, habe ich diesen Bereich in der Programmierung auf eine Umdrehung reduziert. Je nach Objektiv kann man ihn aber noch anpassen. Man sollte immer im Hinterkopf haben, dass der Servo nicht erkennt, wann der Drehbereich des Objektivs zu Ende ist und sich Markierungen vor den Anschlagspunkten machen, um nichts zu beschädigen.

Der Servo hat ein Zahnrad mit den Spezifikationen M0.8 / 54T und steckt in einem Metallgehäuse, um ihn auf der Bodenplatte befestigen zu können.

Manchmal zittert der Servo etwas. Es könnte sich deshalb lohnen, etwas mehr Geld in einen höherwertigeren und präzieren “echten” 360-Grad-Servo zu investieren.

Die Bodenplatte

Die Bodenplatte nimmt die Kamera (in unserem Fall eine Canon 600D) und den Servo auf. Sie besteht aus einer 5 Millimeter dicken Aluminiumplatte mit den Abmessungen 8cm x 10cm.  Die beiden Schlitze nehmen die Kamera bzw. den Servo auf. Sie sind länglich, um die Position nachträglich justieren zu können. Wegen der Dicke der Platte sollte die Stativschraube ausreichend lang sein, bevor das Gewinde anfängt.

Um die Kamera samt Follow Focus auf einem Stativ oder Slider befestigen zu können, hat die Bodenplatte selbst auch noch ein Stativgewinde. Man kann es mit einem passenden Gewindeschneider (1/4 Zoll, 20 Gänge) leicht selbst herstellen.

Für einen professionelleren Look habe ich die Platte mit Haftgrund und schwarzem Sprühlack behandelt, der mehr oder weniger gut hält.

Follow Focus Belt

DIY Follow Focus - BeltDer “Belt” oder Zahnkranz ist der Teil des Systems, der um das Objektiv geschnallt wird und in das Zahnrad des Servos eingreift. Belts sind professionelle Zubehörteile, aber auch hier hilft eBay weiter. Natürlich muss er zur Zahnung des Servos passen. Im Follow-Focus-Bereich ist das meist mod 0.8.

Wichtig ist hier noch, dass der Zahnkranz nicht so viel aufträgt, dass er an der Bodenplatte schleift. Sollte das passieren, muss man entweder die Kamera höher setzen oder ein schlankeres Objektiv wählen.

Die Elektronik

Einen Schalter und ein 10 kOhm – Poti, mehr braucht es an Bauteilen nicht. Eine möglichst große Drehscheibe für das Poti sorgt für mehr Feingefühl beim Scharfstellen.

Eine dreipolige Leitung verbindet den digitalen Ausgang des Arduino mit dem Servo. Wer möchte, kann das elegant mit dreipoligen Klinkenkupplungen und einem Stereo-Klinkenstecker lösen.

Die Stromversorgung und die Fernbedienung

Arduino und Servo sollten eine separate Stromversorgung bekommen, da der Arduino vermutlich nicht stark genug ist, um den Servo mitzuversorgen. Daher habe ich einen 9-Volt-Block für den Arduino und 6 Volt in Form von AA-Batterien genommen und die Massen miteinander verbunden.

Das Gehäuse ist ein einfaches Universalgehäuse aus dem Elektonikbedarf. Es dient als Fernbedienung.

DIY Follow Focus - FernbedienungDie Verkabelung

Hier noch ein Schaltbild zur genauen Verkabelung der einzelnen Bauteile. Das und den Code gibt es hier auch noch einmal zu Download bzw. Ausdrucken:

DIY Follow Focus - SchaltbildLetztlich bleibt noch zu sagen, dass das Ganze ein Bastelprojekt ist, das innerhalb kurzer Zeit entstanden ist. Sicherlich gibt es noch viele Optimierungsmöglichkeiten. Das Tolle ist, dass sich jeder seinen Follow Focus auf sein individelles Equipment zuschneiden kann. Das bedeutet aber auch, dass man mehr oder weniger viel Zeit für Tests aufbringen muss. Diese Anleitung kann deshalb nicht für jeden als Eins-zu-Eins-Nachbau zu verstehen sein, sondern eher als Hilfestellung und Problemvermeidung auf dem Weg zum Bau des eigenen Remote Follow Focus.

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