Hallo zusammen,

nachdem ich HIER bereits einmal erste Versuche in der Tropfenfotografie ins Forum gestellt habe, ist bei mir in der Zwischenzeit wieder das Tropfenfieber ausgebrochen. Dieses mal habe ich mich jedoch dazu entschieden, etwas Geld in die Hand zu nehmen und mir einen entsprechenden Aufbau zusammenzustellen, mit dem gezielte Tropfen möglich sind (ähnlich zu dem von Tinchen). Die Ideen für die Umsetzung habe ich aus vielfältigen Quellen, die allesamt im Internet zu finden sind. Insbesondere hat mir diese Seite viel weiter geholfen, da der Autor ein umfangreiches Download-Paket inklusive Schaltplan und elektrischem Aufbau, aber auch eine Software für die Ansteuerung, anbietet. Die Software nutze ich jedoch nicht, da diese aktuell nur unter Windows läuft und ich einen alten Laptop für das Projekt nutze, auf dem aktuell Linux installiert ist.

Nun aber zunächst zur Erklärung des Aufbaus (Fotos reiche ich nach). Das Herzstück der Tropfensteuerung bildet ein Arduino Mikrokontroller. Dieser ist einfach zu programmieren und bietet eine Menge Möglichkeiten, verschiedene Inputs und Outputs zu steuern. Der Arduino steuert dann ein Magnetventil an, welches sich öffnet, sobald es ein Signal vom Mikrokontroller bekommt. Da das Ventil mit 12V arbeitet, der Arduino aber nur mit 5V umgehen kann, braucht es eine kleine elektrische Schaltung mit einem Transistor. Auf die Millisekunde genau angesteuert gibt das Magnetventil immer Tropfen der gleichen Größe in einem definierten Abstand ab, die später aufeinander treffen. Und in genau diesem Moment wird die Kamera ebenfalls vom Arduino ausgelöst.

Das Tropfenwasser wird etwas verdickt (dazu nutze ich aktuell Xanthan, welches ich mit Spiritus anmische und ins Wasser gebe) und gefiltert, bevor es über einen Schlauch zum Magnetventil geleitet wird. Das richtige Timing, damit die Kamera kollidierende Tropfen einfängt, habe ich bereits durch viel Trial-and-Error herausgefunden, als nächstes möchte ich an der Höhe der Säule und der Ausleuchtung arbeiten. Die angehängten Fotos sind erstmal nur ein "proof of concept". Der Blitz ist aktuell schräg links über dem Tropfgefäß am Gestell befestigt, sobald die Prüfungsphase in der Uni vorüber ist, werde ich mich um eine gleichmäßige und sanfte Ausleuchtung kümmern. Dann kommt auch Farbe ins Spiel





Vorschläge, Kritik und sonstige Anmerkungen sind gerne gesehen, ich bemühe mich, diesen Thread fortlaufend zu aktualisieren.

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Updates:
- Schaltpläne in Beitrag 3
- Pläne zur Software in Beitrag 4 (GUI aber vorerst nicht mehr im Einsatz)
- Erste XXL-Figuren in Beitrag 17

Im Grunde ist das gar nicht schwierig. Ein Transistor arbeitet wie ein Schalter - bekommt er ein Signal an der Basis, verbindet er Collector und Emitter miteinander und verbindet somit das Magnetventil mit den 12V, wodurch sich selbiges öffnet. Zum Schutz des Transistors ist zwischen dem Signal und der Basis noch ein Widerstand geschaltet, parallel zum Ventil (gekennzeichnet durch das wellenförmige Schaltbild einer Spule) ist eine Diode geschaltet, um zu verhindern, dass irgendwelche Kurzschlüsse entstehen und das Magnetventil beschädigt wird.

Der zweite und eigentlich auch letzte Teil der Schaltung besteht aus einem Oktokoppler, der die Kamera vor zu hohen Spannungen o.ä. schützt. So ist im Falle eines Defekts der Oktokoppler, der ca. 30ct kostet, hinüber, aber nicht die Kamera Die Buchse für Fernauslöser hat 3 Adern, eine davon ist Masse, die anderen beiden fokussieren die Kamera und lösen sie aus. Schließt man also den Auslösepin mit Masse kurz, wird ein Foto gemacht. Das übernimmt der Oktokoppler, wenn er ein Signal vom Mikrokontroller bekommt.

Anbei noch die beiden essentiellen Schaltbilder, der Rest ist nur die Verbindung zum Arduino

Kleines Update:
Aktuell ist Prüfungsphase bei uns in der Uni, daher komme ich kaum dazu, weiter am Setup oder am Programm zu arbeiten (und leider auch nicht, hier im Forum aktiver zu sein ). In den wenigen freien Stunden, die ich in den letzten Tagen hatte, habe ich jedoch schon einmal angefangen, selbst ein kleines Benutzer-Interface zu programmieren, welches auch auf Linux läuft. Dazu nutze ich die Programmiersprache Python und das umfangreiche Paket Tkinter für die Erstellung von GUIs (GUI = Graphical User Interface). Es gibt Eingabefelder für den COM-Port (die serielle Schnittstelle vom PC zum Arduino), die Tropfendauer, den Tropfenabstand und die Verzögerung der Kamera. Sind die Werte eingegeben, können sie per Knopfdruck an den Arduino gesendet werden, der das Magnetventil entsprechend steuert.
Durch einen weiteren Button kann das Arduino-Programm dann gestartet werden und ein Tropfen wird fotografiert.

Soweit zu den aktuellen Entwicklungen, Mitte des Monats habe ich wieder etwas mehr Zeit zum Tüfteln

EDIT 16.02.2017: Hier noch ein Screenshot der GUI


Edit 16.04.2017: GUI vorerst wieder außer Betrieb genommen, siehe Beitrag #17

Die Prüfungszeit ist nun vorbei und ich habe den heutigen Tag genutzt, ein paar Fotos zu schießen. Das untenstehende Foto ist nur eines der Ergebnisse. Ich hoffe, es gefällt.

Vorschau - bitte anklicken.

Das ist alles sehr gut möglich, auch die Tropfengröße (=Öffnungsdauer des Ventils) spielt eine Rolle dabei, wie die Säule aussieht. Ich experimentiere noch viel und werde als nächstes eine einfache Höhenverstellung für das Ventil bauen. Als Wanne nutze ich aktuell noch eine quadratische 1-Liter Eisschachtel, aber auch da wird es irgendwann eine Eigenlösung geben.

Danke für Dein Feedback!

Die Färbung des Wassers mit Lebensmittelfarbe habe ich bisher leider noch nicht so hinbekommen... obwohl das Wasser in der Flasche tiefgrün war, hat man auf den Fotos nichts von der Farbe gesehen. Ich werde auf jeden Fall noch mit weiteren Blitzen und farbigen Folien experimentieren, sowie die Fallhöhe und Beckentiefe variieren. Auch den Übergang zwischen Becken und Hintergrund möchte ich deutlich fließender gestalten.

Danke für den Hinweis, habe ich in meiner Euphorie über den funktionierenden Aufbau wohl übersehen

Darüber habe ich auch schon nachgedacht, allerdings habe ich Angst, dass das Zeug dann mein Magnetventil verstopft oder gar nicht erst durchfließt. Ich werde mich mal in verschiedene Richtungen schlau lesen, wie man besser Farbe in die Tropfen bekommt. Eine Möglichkeit sind auf jeden Fall farbige Folien für den Blitz, da ich aktuell aber nur einen besitze, sind mehrfarbige Kombinationen leider vorerst nicht möglich. Aber alleine der Wassertropfen-Thread im blauen Nachbarforum hat mehrere tausend Seiten, da wird schon irgendwo was dazu stehen Vielleicht funktioniert es auch mit verdünntem Acryl oder mit eingefärbter Milch.

Xanthan habe ich bereits im Wasser, damit die Tropfen eine gebundenere Form haben und nicht so viele kleine Wasserspritzer überall auf dem Foto sind, die dann mühevoll wegzustempeln wären. Das Wasser in der Wanne ist jedoch unverändertes Leitungswasser. Ich werde einige Kombinationen durchprobieren und hier berichten.

Sehr schön, da will ich auch bald hin kommen Dürfen gerne drin bleiben. Ich habe es vielleicht etwas missverständlich formuliert. Das Leitungswasser im Becken ist unverändert. Die Tropfen, die miteinander kollidieren (insbesondere der zweite Tropfen) haben eine höhere Viskosität und spritzen deswegen bei der Kollision nicht so stark.

Ich werde auch noch die Tropfensteuerung softwareseitig anpassen, weil die Handhabung der GUI aktuell noch etwas schwierig ist.

Gestern Abend hatte ich mal wieder Zeit, mich mit dem Tropfenaufbau zu beschäftigen und habe das erste mal XXL-Figuren erzeugen können
Leider immer noch recht farblos, aber ich habe aktuell noch keine Farbfolien und das mit dem Einfärben der Flüssigkeit klappt auch noch nicht so, wie ich mir das vorstelle. Hier hatte ich einen Schuss Milch + rote Lebensmittelfarbe verwendet, aber wie man sieht ohne großen Erfolg. Als nächstes werde ich mir Farbfolien bestellen und andere Färbemittel (z.B. billige Druckertinte) ausprobieren.

Von der oben gezeigten GUI habe ich mich inzwischen wieder verabschiedet, da diese noch sehr verbesserungswürdig war und ich die Zeit lieber in Experimente mit der Ansteuerung des Magnetventils stecken wollte. Programme von anderen Wassertropfen-Fanatikern haben bei mir leider auch nicht funktioniert, sodass ich meine Werte im Arduino-Programm manuell anpasse, um neue Formen zu bekommen. Für die ersten Experimente, welche Kombinationen für die verschiedenen Formen notwendig sind, ist das erst einmal ausreichend. Habe ich genug Erfahrung, werde ich das Interface überarbeiten, damit die Arbeit mit der Ansteuerung schneller geht.



Dieses Bild könnte mit etwas Phantasie eine tanzende Frau darstellen.
(Alles Vorschauen, anklicken für volle Größe)

Blitzfolien sind bereits geordert, also sollte bald auch Farbe ins Spiel kommen