Externer Auslöser für die EOS

EOS 400D

Die Kameras der EOS-Serie von Canon besitzen eine sehr nützliche Funktion, die dem technikinteressierten Fotografen viele Möglichkeiten eröffnet. Sie lassen sich auf eine einfache Weise elektrisch von außen auslösen. Glücklicherweise wurde für den externen Auslöser kein exotischer Systemstecker verwendet, sondern ein handelsüblicher Stereo-Klinkenstecker. Zum Auslösen wird auch kein besonderes Protokoll verwendet, das Kurzschließen zweier Leitungen genügt. So lässt sich z.B. die Kabelfernbedienung RS-60E3 von Canon leicht nachbauen. Spannender wird es, wenn der Auslöser duch ein Ereignis ausgelöst wird. Mit einer einfachen Trigger-Schaltung sollten somit Aufnahmen von knallenden Sektkorken oder Gewitterblitzen machbar sein. Einfacher geht es nicht, ran an den Lötkolben!

Steckerbelegung

Der externe Auslöser ist über einen Stereo-Klinkenstecker mit 2.5 mm Durchmesser nach außen geführt. Es handelt sich nicht um den typischen Kopfhörerstecker wie er bei den meisten mp3-Playern verbaut ist! Dieser hat 3.5 mm Durchmesser.

Steckerbelegung Fernbedienung

Das schließen der "focus"-Leitung entspricht dem Drücken des Auslöseknopfes bis zur Hälfte und bewirkt wie erwartet das Scharfstellen. Die "shutter"-Leitung entspricht dem ganz durchgedrückten Auslöseknopf. Wird sie geschlossen, so stellt die Kamera den Fokus ein und löst dann aus. Kann die Schärfe nicht eingestellt werden, so wird das Auslösen blockiert. Bei manuellem Fokus lässt die Kamera ohne Verzögerung aus.

Timing (EOS 400D)

Die Funktion des externen Auslösers lässt sich durch Kurzschliessen von Leitungen leicht überprüfen. Schwieriger wird es mit dem Timing. Interessant sind vor allem zwei Zeitwerte: Die minimale Dauer des Kurzschlusses (tt) und die Auslöseverzögerung nach dem Kurzschluss (td).
Zur Ermittlung der Werte habe ich ein FPGA-Board eingesetzt auf dem ein Paar Timer in VHDL implementiert wurden. Die die Kamera wurde über einen Optokoppler angesteuert um mögliche Schäden zu vermeiden. Alle weiter unten beschriebenen Messungen beziehen sich auf ein Exemplar der Canon EOS 400D.
Als minimale Kurzschlusszeit habe ich etwa 15 ms ermittelt. Es kam auch bei kürzeren Zeiten sporadisch zur Auslösung. Es gilt die Regel "je länger desto sicherer". Bei Schließzeiten von mehr als 0.3 s wird wie erwartet die Serienbildfunktion aktiv (wenn eingeschaltet).
Die Messung der Auslöseverzögerung ist etwas komplizierter, da der Zeitzähler auf dem Foto ein Zeichen hinterlassen muss und genau nach der Triggerung loszählen muss. Hier kamen die acht LEDs des FPGA-Boards zum Einsatz. Sie dienten als binärer Zähler, der ab dem Moment der Triggerung in Schritten von 1 Millisekunde hochzählt. Die acht LEDs erlauben es von 0 bis 255 hochzuzählen. Die vom Board angesteuerte Kamera wurde auf die LEDs ausgerichtet. Die Verzögerungszeit ließ sich dann auf jedem Foto binär von den Leuchtdioden ablesen. Die Verschlusszeit wurde auf 1/1250 gestellt um nicht mehrere Zeitschritte auf einem Foto zu sehen. Da auf einigen Fotos der Zähler gerade springt, habe ich eine Reihe von Fotos aufgenommen und die nicht eindeutigen aussortiert. Ein Beispielfoto ist hier zu sehen:

Auslöseverzögerung

Die Messreihe wurde im normalen Modus und mit der eingeschlteten Spiegelarretierung durchgeführt. Die Spiegelarretierung führt dazu, dass beim Auslösen zuerst der Spiegel, der das Bild in den Sucher umlenkt, hochgeklappt wird (verantwortlich für das typische Fotogeräusch) und erst beim nachfolgenden Auslösen der Verschluß geöffnet wird. Ziel dieser Funktion ist eigentlich die Verringerung der Verwackelungsgefahr bei Langzeitaufnahmen. Zum Belichten wird nämlich nur der leichte Verschluß bewegt und nicht die ganze Spiegelmechanik. Ein positiver Nebeneffekt könnte die Verkürzung der Auslöseverzögerung sein - es wird ja weniger Masse bewegt. Um die Verzögerung durch den Autofokus zu umgehen wurden alle Aufnahmen mit manuellem Fokus aufgenommen worden.
Die Messergebnisse in beiden Modi sind als Häufigkeitsverteilung im unten stehenden Diagramm dargestellt. Es wurden jeweils 16 Fotos für die Auswertung verwendet.

Auslöseverzögerung EOS 400D

Wie man klar erkennen kann, ist die Auslöseverzögerung mit Spiegelarretierung mit ca. 66 ms deutlich kürzer als im Standardmodus, wo sie ca. 116 ms beträgt. Zusätzlich ist die Streuung im erstgenannten Modus geringer. Beide Werte finde ich erfreulich gering. In 66 ms legt Schall gerade mal 23 m zurück.


minimale Triggerzeit tt 15 ms
typ. Auslöseverzögerung td 116 ms
typ. Auslöseverzögerung mit Spiegelarretierung tdml 66 ms

Schaltung

Um die empfindliche Kameraelektronik vor Beschädigung durch z.B. statische Aufladung zu schützen sollte das Verbinden der Auslöserleitungen durch einen Optokoppler bewerkstelligt werden. Unten stehen die elektrischen Eigenschaften des externen Auslösers die ich an meiner EOS 400D gemessen habe.

Kurzschlussstrom am Auslöser68 µA
(autofocus und shutter)
Spannung am Auslöser3.3 V

Es scheint sich also um LVTTL (low voltage transistor-transistor logic) zu handeln. Als Optokoppler habe ich einen SFH610 verwendet. Da die Ansprüche an das Bauteil gering sind, eignen sich fast alle Typen. Die Schaltzeiten typischer Koppler liegen meist weit unter einer Millisekunde und spielen praktisch keine Rolle.

Links

http://martybugs.net/photography/remote.cgi - Eine interessante Seite über den Nachbau der RS-60E3 Kabelfernbedienung von Canon mit großer Linksammlung zum Thema
http://www.namoro.de/portal/mos/index.php?option=content&task=view&id=12&Itemid=43 - Blitzortung in Europa