Bauanleitung fürs Homeschooling: Kamera, Scanner und Tafel-Ersatz in einem
Seite 2: Variante 1: Umgebauter Dokumentenscanner aus Make 3/16
Die erste Variante ist ein umgebauter Eigenbau-Dokumentenscanner, wie er in der Make-Ausgabe 3/16 ab Seite 94 ausführlich beschrieben wurde (der Artikel steht inzwischen gratis im Volltext zur Verfügung). Der wesentliche Unterschied der hier vorgestellten neuen Version zu diesem Vorläufer liegt im Austausch der Kamera: Die Webcam der alten Version ist durch das Handy ersetzt worden. Das Handy vermag nicht nur hochauflösende Fotos zu schießen, sondern ist auch durch die digitale Verarbeitung der Aufnahme in der Lage, selbst schwierige Lichtverhältnisse zu kompensieren. In der alten Version war noch eine Stromversorgung für externe Beleuchtungskörper integriert. Auf diesen Teil der Elektronik kann in der umgebauten Version verzichtet werden. Ist eine externe Beleuchtung dennoch mal notwendig, kann auf einfache kabellose LED-Leuchten zurückgegriffen werden. Für ein einfaches Stativ dafür gibt es ebenfalls eine ausführliche Bauanleitung online.
Die wesentliche Funktion eines echten Buchscanners ist die Digitalisierung schriftlicher Dokumente. Deshalb ist der Kamerablick dabei stets vertikal auf die Schriftstücke ausgerichtet. Die Handyaufnahmen werden als Bilddateien abgespeichert. Sollen die fotografierten Dokumente als Texte weiterverarbeitet werden, müssen sie mittels einer separaten Texterkennungssoftware ausgelesen werden. Die Handyaufnahmen sind qualitativ so gut, dass dies problemlos gelingen sollte.
Handys gibt es in einer großen Vielfalt mit den unterschiedlichsten Abmessungen. Deshalb werden in den folgenden Bauvorschlägen keine verbindlichen Maße angegeben, sondern Richtwerte, die dem jeweils zum Einsatz kommenden Handy angepasst werden müssen. Mein benutztes Handy ist das iPhone 6S, nach heutigen Maßstäben ein eher kleines Handy.
Neue Wanne ersetzt alten Arm
Die Säule der alten Version mit ihrem motorisierten Schlitten ist vollständig übernommen worden, nur hat sie ihren Standort verlegt. Durch den Umbau des alten Dokumentenscanners zum kombinierten Buch- und Dokumentenscanner ist der alte Kameraarm durch einen zweigeteilten ersetzt worden. Ein starrer Teil wird fest mit dem durch den motorischen Antrieb nach oben und unten fahrbaren Schlitten verschraubt. Für das Handy ist eine Wanne vorgesehen, die wie eine flache Zigarrenkiste aussieht. Das Handy wird nicht fest eingebaut, sondern wird locker in die Wanne gelegt und kann jederzeit ohne Schwierigkeiten wieder entnommen werden. Durch die in den Wannenboden geschnittenen Gucklöcher erhält die Kamera freien Blick auf das darunterliegende Dokument. Die rechte Seitenwand der Wanne ist mit einer Aussparung in Handybreite versehen. Dadurch lässt sich das Handy sowohl für Hoch- als auch für Queraufnahmen positionieren. Dadurch, dass unser Gerät nicht nur für Einzelaufnahmen, sondern auch für Videoaufnahmen z.B. in Videokonferenzen genutzt wird, könnte der Handyakku schnell erschöpft sein. Zur Sicherheit sollte das Handy deshalb am Ladekabel angehängt bleiben. Für diese Situation sollte für Platz in der Wanne und für Aussparrungen in der Wannenwand gesorgt werden, durch die das Ladekabel geführt werden kann.
Zwei Freiheitsgrade
Sowohl die Stirnseite des starren Schlittenteils als auch die der Handywanne werden durch zugeschnittene Sperrholzbrettchen verstärkt. Diese Brettchen werden mit einer 6 mm starken Bohrung versehen. Über diese Bohrungen lassen sich die beiden Bauteile mit einem ebenfalls 6 mm starken Bolzen so miteinander verschrauben, dass die Wanne sich horizontal drehen lässt. Die Wanne samt darin abgelegten Handy hat somit zwei Freiheitsgrade. Mittels des motorischen Antriebs ist sie auf der Hochachse verschiebbar. Dies wirkt wie ein optischer Zoom. Durch Heranfahren an die Vorlage wird der Bildausschnitt kleiner, die auf dem Ausschnitt dargestellten Objekte sind vergrößert. Eine gegenteilige Wirkung erziele ich, wenn der Schlitten nach oben gefahren wird.
Dadurch, dass die Wanne sich um die Längsachse drehen lässt, ist das Gerät vom reinen Buchscanner zum Dokumentenscanner und zur vielfältig nutzbaren Kamerahalterung erweitert worden. Die Kamera blickt nicht mehr nur fest nach unten, sondern der Blick wandert stufenlos über den seitlichen Raum und fängt alles in den Fokus kommende ein. So kann man beispielsweise live von einem zuerst eingeblendeten Dokument senkrecht unter dem Handy auf ein weiter hinten auf dem Tisch aufgebautes Experiment schwenken, dass man dann vorführen kann, wobei man beide Hände frei hat (siehe auch Video am Ende des Artikels).
Kalibrieren beim Bauen
Lediglich um die Querachse ist die Wanne starr. Dies erfordert beim Bau besondere Aufmerksamkeit. Wenn ein schriftliches Dokument gescannt wird, sollten die gegenüberliegenden Ränder paarweise parallel sein. Dies setzt allerdings voraus, dass die vier Kanten des Handywannenbodens den gleich Abstand zur Vorlage haben. Um dies zu erreichen, empfiehlt sich folgende Vorgehensweise. Zunächst werden die Wannenseiten zugeschnitten und verklebt. Der Wannenboden wird großzügig bemessen, sodass er stramm in den Wannenrahmen passt. Zunächst wird lediglich das Fußende des Bodens in den beiden Ecken mit je einem Tropfen Kaltleim angeheftet. Ist dieser getrocknet, wird das Handy vorsichtig auf den Boden gelegt. Als Kalibrierungswerkzeug habe ich ein großes Geodreieck verwendet. Ziel ist es, die Quadrate des Geodreiecks seitenparallel abzubilden. Es ist ein Leichtes, die Querlinien parallel hinzubekommen, dazu wird die Handywanne vorsichtig um die Längsachse gedreht. Um dies mit den senkrechten Geraden zu erreichen, wird das freie Ende des Wannenbodens mit Gefühl hoch oder herunter bewegt, bis auf dem Handy die Quadrate der Vorlage rechtwinklig abgebildet sind. Mit weiteren Tropfen Leim wird die Postion des Wannenbodens in den übrigen Ecken fixiert. Ist der Leim getrocknet, ist das Gerät einsatzbereit.
Handy sichern
Die Handywanne sollte nicht zu eng bemessen sein, um das Handy bequem abzulegen und wieder entnehmen zu können. Dabei ist zu beachten, dass das Handy nicht versehentlich aus der Wanne fällt. Das kann leicht passieren, wenn das Gerät als Dokumentenscanner aufrecht eingesetzt wird. Sicherheitsnasen und Halteschienen beugen dieser Gefahr vor. Eleganter ist die Herausfallgefahr mit Magneten zu verhindern. Manche Handyhüllen sind zweigeteilt. Auf das eine Teil, in das ein Metallstreifen integriert ist, wird das Handy aufgesteckt. Die eigentliche Hülle enthält einen Magnetstreifen. Auf diese Art bleibt das Handy in der Hülle „kleben“. Lässt man in den Boden der Handywanne eine Anzahl kleinerer Rundmagnete ein, bleibt das Handy auch in der aufgerichteten Position der Wanne „kleben“.
Nicht jedermann, der sich einen derartigen Scanner bauen möchte, kann als Basis auf einen defekten Drucker zurückgreifen, wie ich seinerzeit, als ich meinen ersten Dokumentenscanner baute, der jetzt die Basis für meine Variante 1 darstellte. Aus diesem Grund entstand die Idee für Variante 2, einen rein manuellen Scanner, für den die Zutaten in einem etwas größeren Bastelkeller vorhanden sein sollten.
