Selbstbau-Objektive: Alternative Optik für die ESP32-CAM

Inhaltsverzeichnis

Die Grundidee dieses Workshops ist simpel: Man nimmt die billige und winzige ESP32-CAM (1) (siehe "Intelligente Webcam für 5 Euro"), entfernt deren ebenso winziges Objektiv (2) und setzt stattdessen vor den Sensor (3) ein möglichst stark vergrößerndes Zoom- oder Teleobjektiv aus der Ära der analogen Fotografie. Diese dürften noch in vielen Haushalten eingelagert sein – zwar sind sie zu keiner aktuellen Kamera mehr kompatibel, aber seinerzeit waren sie viel zu teuer, um sie jetzt einfach wegzuwerfen.

Der überraschende Effekt der Operation: Die Vergrößerung des alten Teleobjektivs wird durch Kombination mit dem winzigen Sensor der ESP32-CAM noch mal vervielfacht, sodass schon mit mäßigen Zooms oder sogar einem Standard-Normalobjektiv (50mm Brennweite) erstaunlich starke Teleskope entstehen.

Kurzinfo

• Alternative Objektive für die günstige Netzwerkkamera ESP32-CAM
• Zoom- und Makroaufnahmen mit Foto-Objektiven aus der Analogzeit
• Tele-Aufnahmen mit der Lupe

Checkliste

• Zeitaufwand: Zusammenbau ab einer Stunde, mehr Zeit für Experimente
• Kosten: ab etwa 5 Euro für die ESP32-CAM, ggf. Zusatzkosten für Material, USB-zu-Seriell-Wandler, Objektive
• Programmieren: Umgang mit der Arduino IDE zum Einrichten der Kamera
• 3D-Druck: für Halterungen und Gehäuse (optional)

Material

• ESP32-CAM (Bezugsquelle) alternativ Raspberry Pi mit Kameramodul
• USB-zu-Seriell-Wandler
• Jumperkabel female-female, um zwei Pins fürs Aufspielen der Software zu verbinden
• Stromversorgung für den ESP32, 5 Volt, etwa durch Netzteil oder USB-Verlängerung und USB-zu-Seriell-Wandler
• Foto-Objektiv bevorzugt Zoom- oder Teleobjektiv, zur Not eine Lupe
• 3D-Druck-Teile für das Gehäuse und die Halterungen, alternativ Holz, Metallteile, Pappe, Kunststoff etc. aus der Bastelkiste
• Kamerastativ optional, gegebenenfalls mit Wechselplatte aus dem 3D-Drucker für den Stativkopf

Zoomfaktor

Der Schlüssel dazu ist der sogenannte Crop-Faktor (manchmal auch Formatfaktor genannt). Der Sensor des OV2640-Kameramoduls aus der ESP32-CAM hat eine Größe von 1/4" – er ist 3,6mm breit, 2,7mm hoch und hat damit eine Diagonale von 4,5mm. Das Kleinbildformat der alten Spiegelreflexkameras ist hingegen 36mm breit, 24mm hoch und hat eine Diagonale von 43,3mm. Platziert man jetzt den Sensor in die Ebene, in der früher der Kleinbildfilm lag, deckt der nur etwa ein Zehntel der Diagonale und grob ein Hundertstel der Fläche ab. Das entspricht einer sehr starken Ausschnittsvergrößerung aus einer Aufnahme im Kleinbildformat, was den Zoom-Effekt ergibt.

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