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--> UW-Kamera mit Smartphone und LED-Video-Leuchte                
Okt. 2015

Eigentlich wollte ich ja nicht wieder unter Wasser fotografieren, nachdem ich in den 1980er Jahren meine Exa mit dem selbst gebauten Gehäuse beiseite gelegt hatte. Es funktionierte ja zufriedenstellend, aber ohne Zusatzlicht und bei der schlechten Sicht in unseren Breiten waren die Bedingungen einfach nicht attraktiv genug, und tropische Gewässer waren damals nicht erreichbar.

Aber jetzt ist der Reiz doch wieder gestiegen, für den privaten Gebrauch Fotos und Videos unter Wasser zu machen.
Einerseits haben mich die Bilder, die Freunde mit Action Cams auf den letzten Malediven-Reisen gemacht haben, überzeugt.
Andererseits habe ich bemerkt, dass mein Smartphone Samsung S5 eine sehr gute Kamera hat (hohe Empfindlichkeit, hohe Auflösung, einfache Handhabung, automatischer Betrieb,…) und damit bestimmt an eine Action Cam heran kommt.
Ich fotografiere für meine täglichen Bedürfnisse praktisch nur noch mit dem Smartphone, da es ja immer dabei ist, und die Bilder für meine Zwecke eine hohe Qualität haben. Die preiswerten Digitalkameras, für die auch einfache Unterwassergehäuse verkauft werden, bieten jedenfalls keine besseren Möglichkeiten, außer, dass sie ein Blitzgerät ansteuern können.
Es lag also nahe, über ein Unterwassergehäuse für das Smartphone nachzudenken.

Bevor ich anfing zu konstruieren, habe ich diesmal entgegen meiner Gewohnheit doch einmal nachgesehen, ob es sowas schon gibt. Und siehe da, für das Smartphone S4, das meinem S5 äußerlich sehr ähnlich ist, und natürlich das iPhone, waren Gehäuse von verschiedenen Anbietern auf dem Markt (inzwischen habe ich auch noch eines für das S5 gesehen). Nun galt es, den Effekt zu nutzen, dass manche Leute immer die aktuellste Version von attraktiver Elektronik haben müssen und dann die Vorgängerversionen und deren Zubehör einem starken Preisverfall unterliegen. So war es auch hier. Ein Unterwassergehäuse für das S4, also ein uraltes Gerät, immerhin ist jetzt schon das S6 verfügbar ;-), war bei eBay schon für 20 € zu haben. Es ist von dem renommierten Hersteller Rollei und heißt wie die alte sagenumwobene Kamera von Hans Hass "Rolleimarin". Ein neues Unterwassergehäuse für das S5 von einem anderen Hersteller (Me.kon) wäre 110 € teuer gewesen. Das hätte allerdings den Standard-32-mm-Anschluss für Vorsatzobjektive, Rotfilter usw. schon gehabt.

SeitenanfangDie Vorbereitung der Smartphones

Das Gehäuse Rolleimarin ist ein einfaches Klappgehäuse aus Polycarbonat, das mit einem umlaufenden Null-Ring konisch gedichtet wird. Es soll bis 40 m Tiefe dicht sein. Einzige Durchführungen sind vier Taster, die auf die Starttaste des Smartphones bzw. auf den Touchscreen drücken. Das Smartphone wird mit beiliegenden selbstklebenden Schaumstoffstreifen im Gehäuse positioniert. Sogar ein Ersatz-Null-Ring und eine Tube mit Fett für die Dichtung liegen dem Gehäuse noch bei.
Für das S5 bot Rollei kein Gehäuse an, aber da S4 und S5 sich nur unwesentlich unterscheiden, war die Anpassung mit einer Fräse kein Problem. Nur zwei Ecken der Kameraaufnahme mussten etwas ausgefräst werden (siehe Bild). Das ginge sogar mit einer kleinen Handfräse.
Auch ein Trageriemen, der auch unter Wasser einsetzbar ist, gehörte zum Lieferumfang, sodass man eigentlich gleich mit dem Fotografieren hätte beginnen können.
Die drei Taster für den Touchscreen passen auf die Buttons der originalen Kamera-App von iOS, sodass man Fotos auslösen und Videos starten und stoppen kann. Der linke der drei Taster wird nur mal gebraucht, wenn man beim Video-Aufnehmen ein Foto schießen will. Wenn man beim Fotografieren versehentlich den "Modus"-Button betätigt, kommt man mit einer der beiden anderenTaster sofort wieder zum Fotografieren zurück.

Alle Voreinstellungen wie Auflösung, Blitz usw. muss man allerdings vor dem Verschließen des Gehäuses vornehmen. Auch der Fingerprintsensor, die Passwort-Abfrage, das WLAN, der Energiesparmodus und das Telefon müssen natürlich deaktiviert werden, damit nicht Zustände eingenommen werden, die man mit den vier Tasten nicht mehr schnell rückgängig machen kann bzw. der Akku länger hält. Wenn man's braucht, kann man sich dazu ja eine Checkliste machen. Aber allzu sehr kann sich das Smartphone eigentlich nicht verlaufen, denn über die Starttaste kommt man immer wieder zurück zur Schnellstart-Leiste, wo man die Kamera-App wieder starten kann.
Um unnütze Aktionen nach einer Fehlbedienung zu vermeiden, habe ich auf der Schnellstartleiste drei Kamerasymbole gelegt, sodass ich nicht versehentlich ein anderes Programm starten kann. Beim Standard-Launcher von iOS ist leider der Button "Einstellung" fest auf der rechten Position in der Schnellstartleiste. Wenn man das ändern will, muss man einen anderen Launcher aus dem App-Store laden, zum Beispiel die Freeware "Go Launcher". Mit der ist es dann möglich, die Schnellstartleiste mit beliebigen Buttons zu belegen, also zum Beispiel dreimal die Kamera. Wenn man dann mal unter Wasser aus der Kamera-App herausfliegt, drückt man einfach die Starttaste und dann wieder eine der Kameratasten.

SeitenanfangEinsatz eines Weitwinkel-Objektivs

Das Normalobjektiv des Smartphones erzeugt natürlich unter Wasser einen gewissen Tunnelblick, ein Weitwinkelobjektiv wäre besser. Und siehe da, man kann für um die 20 € Vorsatzobjektive bzw. Linsen für Smartphones kaufen. Das sind meist Sätze aus drei Teilen, einer Makrolinse, einem Weitwinkelzusatz und einem Fisheye-Vorsatz. Makrolinse und Weitwinkelzusatz können zum Weitwinkelobjektiv zusammengeschraubt werden. Es ist dann noch klein genug, um in den Objektiv-Port des Rolleimarin-Gehäuses zu passen. Selbst das fish eye würde wohl hineinpassen. Da das S5 aber kein Gewinde zum Aufschrauben der Vorsätze besitzt, müsste man mit einer Klammer arbeiten, die zu den Vorsätzen geliefert wird. Diese Klammer passt natürlich nicht in das Unterwassergehäuse. Man könnte vielleicht auch die Vorsatzoptik im Objektivport des Gehäuses maßgenau befestigen und dann quasi das Smartphone genau passend auflegen.
Da mir die notwendige Präzision beim Einlagen des Smartphones in das Gehäuse schwer zu erreichen schien, habe ich den Gewinde-Ring von der Klammer abgeschnitten und mit 2-Komponentenkleber vor das Objektiv das S5 geklebt. Damit lassen sich die Objektive nach Bedarf einschrauben und auch über Wasser einsetzen. Allerdings sollte man fernerhin Auflösungen mit einem Seitenverhältnis 4:3 wählen, wenn man (an Land) blitzen will, da der Gewinde-Ring den Blitz leicht abschattet. Mal sehen, ob mir dazu noch etwas einfällt.
Ein Rot- bzw. Orange-Filter kann man nach Bedarf von außen auf das Gehäuse setzen.
Wenn man eine Klapphülle für das Smartphone verwendet, was für die Handhabung über Wasser unbedingt zu empfehlen ist, muss man den Ausschnitt für das Objektiv für den Gewindering darin vergrößern. Auch das geht am besten mit einer Fräse. Die Schnittkanten lassen sich anschließend mit Adding oder besser einem Lack schwärzen.

SeitenanfangEine Beleuchtung für die Kamera

So könnte man die Kamera, klein und leicht wie sie ist, schon gut einsetzen. Aber es fehlt noch eine Beleuchtung, nicht so sehr, um bessere Lichtverhältnisse zu schaffen, denn die Kamera es sehr empfindlich, sondern mehr, um in größeren Tiefen eine bessere Farbwiedergabe zu erzielen.
Zum Fotografieren nimmt man normalerweise ein Blitzgerät und zum Aufnehmen eines Videos eine Leuchte.
Das Smartphone hat ein internes Blitzgerät und auch eine LED-Leuchte. Aber diese sind einerseits relativ schwach und andererseits sind sie unmittelbar neben dem Objektiv, sodass Schwebeteilchen starke Reflexionen erzeugen.

Eigentlich hatte ich die Absicht, mein Blitzgerät in ein Gehäuse aus Piacryl zu stecken und als Slave-Blitz über den internen Blitz auszulösen. In Vorexperimenten zeigte sich aber, dass der interne Blitz den Slave-Blitz nicht auszulösen vermochte, warum auch immer.
Da ich ohnehin überwiegend Videos mit dem Smartphone erstellen möchte, war der nächste Ansatz, eine Videoleuchte zu verwenden, auch zum Fotografieren. Der interne Blitz bleibt abgeschaltet. Wie das im Bereich bis etwa 3 m Entfernung ausreicht, muss sich noch zeigen.
Als Videoleuchte wählte ich einen Flachstrahler mit 160 LEDs aus, 9,6 W dimmbar (soll 30 W Halogen entsprechen), Mindestbetriebsspannung 7,5 V, Farbtemperatur: 3200-5600K (je nach Vorsatzfilter), Beleuchtungsstärke etwa 1.200 Lux, Abstrahlwinkel 65°.
Der Flachstrahler zeigte gegenüber runden Videoleuchten die gleichmäßigere Ausleuchtung und war nicht so sperrig wie diese.
Ob ich bei einer nächsten Leuchte die Akkus wieder mit in das Gehäuse bauen oder einen Akkutank mit Kabel verwenden würde, muss sich bei der Nutzung noch zeigen. Die Leuchte mit Akkus ist gegenüber dem Kameragehäuse relativ schwer, allerdings nur leicht abtriebig, wodurch der Schwerpunkt der Gesamtanordnung relativ weit oben liegt.
Das Gehäuse der Leuchte war leider unnütz hoch, da verschiedene Kammern für alternative Akkutypen vorgesehen waren. Also verzichtete ich auf das Gehäuse und entnahm nur die Elektronik. Die LED-Platte und die Elektronikleiterplatte wurden durch zwei Magazine von je vier AA-Akkus ergänzt. Die Elektronik beinhaltet einen Dimmer, der vorerst nicht verwendet wird und auf Maximum stehen bleibt. Außerdem kann man mit Tastendruck den Ladezustand der Akkus abfragen (vier Anzeige-LED). Die Akkumagazine werden mit Ni-MH-Akkus bestückt, sodass eine Gesamtspannung von 9,6 V erreicht wird (beim Originalgerät 9 V mit sechs 1,5-V-Batterien). Parallel zum Einschalter und zum Taster für die Abfrage des Ladezustands habe ich je einen Reed-Kontakt eingelötet, die mit einem Magneten durch das wasserdichte Gehäuse betätigt werden können.
Die Elektronikleiterplatte und die Akkumagazine wurden auf der Rückseite der LED-Platine befestigt, sodass man alles als Paket in das Gehäuse schieben kann.
Das Gehäuse für die Leuchte entstand aus 10 mm dicken Piacryl-Platten, die mit UV-härtendem Spezialkleber (ACRIFIX® 1R 192 - 100g 7,90 Euro) zusammengeklebt wurden.
Leider hatte ich zuerst einen falschen Kleber verwendet, einen universellen Hartplast-Kleber, der AUCH für Piacryl geeignet sein sollte. Der klebte zwar fest aber so porig und rissig, das Wasser durch die Klebenähte drang und diese sehr unschön aussahen. Also fräste ich die Nähte teilweise wieder aus und klebte mit ACRIFIX nach. Das Aussehen verbesserte sich dadurch natürlich nicht, aber ich war zu faul, neue Platten vorzubereiten. Aber beim zweiten Stück wird alles besser!
An einer Seite des Quaders wird ein Deckel mit vier M4-Schrauben aufgeschraubt, der mit einer Gummi Flachdichtung dichtet.
Auf der Vorderseite wurden zwei Gleitschienen aufgeklebt, in die eine Farbscheibe für die Lichtfilterung eingeschoben werden kann. Ein Gelb- und ein Magenta-Filter sowie eine Diffusorscheibe lagen der Lampe schon bei.
Auf der Rückseite wurde ein Schwenkhebel montiert, der einen Permanentmagneten über den Reed-Kontakt zum Einschalten bewegt.
Der Kontakt zur Abfrage des Ladezustands wird sehr selten benötigt und deshalb bei Bedarf (an Land) mit einem losen Magneten ausgelöst.
An beiden Seiten der Lampe wurden Stativgewinde angebracht, um die Leuchte entsprechend befestigen zu können.

Nach hinten sollte man das Piacryl des Gehäuses lichtundurchlässig abdecken, da das Licht über das Plexiglas natürlich auch nach hinten abgestrahlt wird und durchaus blenden kann. Beim nächsten Muster werde ich das durch eine Hülle innen um die Leuchtfläche machen, aber jetzt blieb nur, einige Folienstreifen außen aufzukleben.

SeitenanfangHalterung für Kamera und Leuchte

Die Kamera kann ohne die Leuchte, zum Beispiel beim Schnorcheln, sehr bequem ohne Zusatzgriff oder Halterung eingesetzt werden.
Wenn die Leuchte benötigt wird, braucht man doch einen Haltegriff, um beides gut zu handeln.
Aus einem Streifen V2A-Stahl aus dem Baumarkt habe ich ein angenähertes U gebogen, in dem unten die Kamera sitzt und oben zwischen den beiden Schenkeln verschieblich die Leuchte.
Die Leuchte ist von hinten gesehen nach links versetzt, da auch der Objektivport des Kameragehäuses links außen sitzt.
Links ist der eigentliche Haltegriff, der mit Schaumstoff ummantelt ist (Griff vom Fahrradlenker). Rechts fasst man das Kameragehäuse direkt an, um den Daumen auf den Tasten zu haben. Der Stahlstreifen bildet hier nur einen Bügel über der Hand. Für eine bessere Haptik ist der Bügel noch mit Schrumpfschlauch überzogen.
In den beiden Schenkeln der Halterung ist ein Mittelschlitz, in dem die Stativ-Schrauben der Leuchte verschoben werden können. So kann man Höhe und Winkel der Leuchte einstellen. In der Ruhestellung sind Leuchte und Kamera übereinander flach angeordnet und hängen am Trageriemen um den Hals. In die Stativschraube, mit der die Kamera befestigt ist, kann eine Gummischnur mit einem Karabiner eingehängt werden, die am Bauchgurt befestigt ist und Kamera und Leuchte flach an die Brust drückt. Beides muss dann beim Schwimmen nicht festgehalten werden.

 

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Letzte Änderung: 21.10.2015