Mi cámara de osciloscopio casera
Una
cámara
digital para capturar imágenes de la pantalla del osciloscopio
Última actualización:09-11-2010
Está página será actualizada sin periodicidad fija
El proyecto:
Lo que sigue a continuación es
una descripción de como abordé la construcción casera de mi
cámara para osciloscopio y el resultado obtenido. No
pretende ser una guía paso a paso para repetir la construcción,
ya que las partes fundamentales como la cámara y el soporte
están sujetas a lo que uno tenga o pueda encontrar, pero lo que
se explica es el razonamiento que se ha seguido, algunas
dificultades y el porqué las cosas se han hecho de determinada
forma y no de otra. Espero que pueda servir de ayuda y
ánimo para quien acometa un proyecto semejante.
Siempre he querido disponer de
alguna forma de guardar mis pantallas de osciloscopio para
documentar mis proyectos. No disponiendo de un
osciloscopio digital, la forma clásica era usar una cámara
Polaroid (yo hacía muchas de estas fotos hace mas de 25 años)
pero eso ahora está fuera de cuestión, incluso adquiriendo una
cámara de desecho que se puede comprar barata, porque ya no hay
película.
Una cámara Tektronix C50 para osciloscopio
Tektronix abrió una nueva vía cuando presentó su cámara para osciloscopio modelo C1001. Se trataba de una cámara de vídeo analógica destinada a ser conectada a un digitalizador de vídeo, lo que permitía, entre otras cosas, almacenar imágenes digitales de los oscilogramas.
Una
cámara de vídeo Tektronix C1001 para osciloscopio
Ahora el camino es usar una cámara digital, una antigua de segunda mano podía servir, ya que no es necesaria una gran resolución y se podría dedicar la cámara en exclusiva a esta función y modificarla si era necesario.
El
soporte
El primer problema era como montar la cámara,
hace falta algún tipo de estructura para sujetarla al
osciloscopio que además proteja a la pantalla de la luz
externa, para evitar reflejos. La conclusión a la
que se llega pronto es que hace falta algo parecido a lo
que hizo Tektronix para sus cámaras de película.
Lo primero traté de comprar una cámara Tektronix
de desecho, preferiblemente una en mal estado, ya que mi
intención era usar solamente el armazón y una cámara
estropeada debería ser fácil de obtener muy barata.
Bien, esto puede ser cierto si vives en EEUU, pero estamos
en Europa y los costes de envío desde allí son muy altos,
seguro que más que lo que se pague por la cámara; además
muchas de las cámaras de desecho tienen problemas, como la
falta del acoplador para el osciloscopio o tienen piezas
rotas. La solución era encontrar algo que pudiese
adaptar sin demasiado trabajo, probablemente menos que el
necesario para una cámara de osciloscopio real.
Mi primer candidato
Mi primer
candidato fue un envase gastado de invernador para
piscinas. ¡¡Incluso el color era parecido al azul
de Tektronix!!. Lamentablemente era demasiado
grande e interfería con los mandos del osciloscopio.
Después de considerar comenzar desde cero (alguien cuya referencia no recuerdo ha construido una empleando trozos de placa virgen para circuitos impresos), finalmente localicé una maceta con las dimensiones casi exactas para los osciloscopios de la serie 7000. De hecho cuando empecé el proyecto mi osciloscopio preferido era un 465, pero ahora que tengo un par de "sietemiles" la lectura de los ajustes en pantalla los convierte en algo decisivo a la hora de hacer fotos y ya que las dimensiones del marco de la pantalla no son compatibles, elegí hacer la cámara para estos.
La
floristería no tenía macetas "azul Tektronix", por lo
que compré un par (1,50 € cada una) en color
violeta y cuando todo esté acabado puede que lo
pinte del color a juego.
El soporte elegido: una bonita maceta
El tamaño es casi perfecto, cuadrada de 14 cm de lado, pero ya que el marco de la pantalla no es cuadrado y que casi toca con los huecos para las unidades enchufables, es necesario ponerla a ras con la parte inferior, dejando toda la holgura en la parte de arriba. Para cerrar ese espacio y bloquear la luz ambiente, y servir además de raíl de sujeción, pegué una pieza de plástico negro de unos 15 mm de alto por el interior de la parte de arriba, a unos 5 mm del borde. Tiene forma de L y la construí en dos partes con plástico recuperado de la caja de un cassette viejo. Este raíl proporciona una sujeción sólida al osciloscopio y ya que la cámara es muy ligera no me he preocupado de poner un enganche de seguridad en la parte de abajo.
Detalle del raíl de sujeción
La cámara
Ahora le
llegaba el turno a la cámara. Antes de comprar una
hice muchas pruebas con varios modelos actuales, pero me
encontré con que la mayor parte no tiene salida de vídeo
y esto es una cosa importante, ya que que quieres saber
lo que pasa en la pantalla del osciloscopio y la mejor
forma es sobre la pantalla del ordenador, la del visor
de la cámara es demasiado pequeña para eso. En los
modelos que si la tienen se trata de vídeo analógico,
previsto para mostrar las fotos y vídeos en la pantalla
de la TV, por lo que necesitarías digitalizarlas, un
paso atrás a la época de la C1001. Además,
para tomar fotos tienes que pulsar el disparador de la
cámara, no hay previsto un control remoto (me refiero a
los modelos compactos comunes, no a las cámaras reflex
caras). Pronto me di cuenta que lo que yo necesitaba
era algún tipo de cámara de vídeo digital que pudiese
conectarse al PC y que se pudiese controlar desde éste:
una Webcam.
Recuperé de un cajón una
Webcam vieja (¿5 años?) que era una combinación de pen drive USB, cámara
de vídeo y fotos e incluso grabadora de voz. Es de
marca Verbatim y el modelo es "5-in-1
store'n'go" y me la regalaron como un típico material de
promoción comercial. La resolución máxima es de
640 x 480, pero esto también tiene sus ventajas: evita
tener que remuestrear las imágenes para reducir su
tamaño.
Mi Webcam
Una vez que instalas sus drivers, la
cámara está soportada por la utilidad de control de
Webcams de Windows XP. Esta utilidad muestra
la imagen de vídeo en tiempo real y permite tomar
instantáneas con solo hacer click en un botón
del software. Las imágenes se almacenan
de forma consecutiva en una carpeta y se pueden
recuperar desde la misma utilidad. Cuando
compras una cámara Web normalmente viene acompañada de algún
programa para realizar esas funciones y alguna
más, y la mayor parte funciona con cualquier
Webcam soportada por Windows, sin que se limiten a
las del propio fabricante. Esto es
interesante ya que unos tienen mas posibilidades
que otros como ajustes de la cámara, volteado de
la imagen, etc. Puedes probar varios y
emplear el que mejor se adapte a tus necesidades.
La mayor parte de estos programas se pueden descargar
libremente desde los sitios Web de los fabricantes de
las cámaras. Los de la mía se encuentran en http://www.verbatim-europe.co.uk/en_1/article_5-in-1-storengo_1638_0.html
y su programa de control, que se llama DirectCap, tiene
un buen juego de ajustes para la cámara.
Microsoft hace un programa equivalente denominado AMCAP
que es parte de Windows XP.
Esta cámara en particular carece de un sistema de
fijación propiamente dicho, venía con un cable USB a
modo de Flexo, que permitía sostenerla además de darle
conexión, y que era totalmente inadecuado para fijarla a
ningún sitio, por lo que tuve que buscar un modo de
acoplar la cámara que permitiese algún grado de
ajuste. Otro problema es que se trata de un tipo
de foco fijo, con mal enfoque a corta distancia, pero en
el interior si existe un ajuste de foco en la lente, lo
que ocurre es que estaba fijado con pegamento y fue
bastante difícil de liberar.
Aquí está mi prototipo, una especie de banco de
pruebas donde poder ajustar la cámara en posición y
apuntamiento, y poder verificar si la cámara era
adecuada para hacer buenas capturas de la
pantalla. Una vez comprobado esto y encontrada la
posición buena se empleará una sujeción más definitiva.
El primer prototipo
El prototipo consiste en la maceta con un orificio de
toma sobredimensionado y una pieza de plástico para
sujetar la cámara. Esta pieza tiene un agujero en
su centro en el que se encaja la cámara a presión (bien,
con la ayuda de un calzo de papel) con el fin de que la
cámara pueda ser rotada para que las imágenes queden
derechas. Esta pieza se sujeta a la maceta con
cinta adhesiva una vez que se encuentra la posición
correcta.
Y esta es la primera imagen después de encontrar al
alineamiento adecuado. El osciloscopio es un Tek
7623A que compré "tal como está" y que acabo de
restaurar.
La "primera luz" de mi cámara
Operación
Empleando alguno de los programas de control antes
mencionados se puede observar continuamente la pantalla
del osciloscopio en el monitor del PC y, cuando la señal
es bastante repetitiva, tomar cuantas fotos uno
desee. Cuando se trata de señales de un ritmo de
repetición muy bajo o de eventos "single sweep" se graba
un clip de vídeo (la persistencia del TRC y de la cámara
ayudan) y después se seleccionan los cuadros que
interese con un editor de vídeo, en lugar de tratar de
sincronizar la cámara con el osciloscopio lo cual es muy
complicado. Si el osciloscopio tiene tubo de
memoria se puede emplear esta característica en lugar
del vídeo.
La aplicación de captura que yo uso
La
fijación "Definitiva":
En realidad no necesitaré tomar muchas fotos y el prototipo es lo suficientemente bueno como para permitir un uso ocasional, pero es delicado y propenso a desalinearse. Ahora que lo tengo funcionando quiero terminarlo de tal forma que también funcione a la primera siempre que lo necesite, de manera que voy a preparar algo que sea lo bastante sólido y que permita algún margen de ajuste. Tendrá que mantener la cámara firme resistiendo los esfuerzos de conexión y desconexión sin perturbar demasiado el alineamiento. Y preferiblemente deberá quedar con buen aspecto.
Mi primera idea fue recortar la pieza de plástico de
soporte hasta un tamaño adecuado, pegar a ella la cámara
y fijar el soporte a la maceta con cuatro tornillos o
incluso también pegarlo. Simple, ¿no?
Bien, los tornillos deberían permitir algo de ajuste
en inclinación porque estas cámaras distan mucho de ser
instrumentos de precisión y el eje óptico no es
perpendicular a la caja. Esto es debido a que el
objetivo está simplemente pegado al sensor y tiene algo
de inclinación.
También sucede que la envolvente de la cámara es totalmente curva sin superficies planas, una posible solución sería pegar a ella 3 o 4 lengüetas de plástico y sujetarlas con tornillos largos a la placa soporte intermedia. Los tornillos podrían ir por el interior de unos muelles y permitir así un ajuste fino de inclinación, y la placa intermedia podría tener agujeros ranurados para permitir su ajuste lateral. Una cubierta adecuada le proporcionaría el "buen aspecto" deseado.
Tengo que seguir pensándolo, pero probablemente haré
una prueba para ver si el montaje simple pegado se
muestra lo suficientemente sólido y me evito
complicaciones. Solo tendré que cuidar el
alineamiento empleando pequeñas cuñas o calzos
mientras endurezca el pegamento.
Iré actualizando esta página a medida que el trabajo progrese. Y si alguien quiere alguna información adicional solo tiene que enviarme un correo.
05-11-2010
Recomendaciones:
Aunque el proyecto no está terminado, ya estoy en
condiciones de hacer algunas recomendaciones a quien
quiera construirse algo semejante.
- La estructura:
yo
creo que la maceta que he empleado es ideal, porque las
medidas eran muy adecuadas y el tipo de plástico de muy
buena calidad. No debería haber muchas
dificultades para obtener algo muy semejante.
Naturalmente las medidas dependen del osciloscopio que
uno tenga, para uno de la serie 7000 tiene que ser de 14
cm y para uno de la serie 400, de 12. Aunque las
macetas serán cuadradas, esto no es un problema, ya que
se puede hacer como yo, combinar el rail de montaje con
el suplemento que ajuste la altura y haga de blindaje
para la luz, teniendo en cuenta que un rail muy estrecho
casi seguro que habría que hacerlo de metal.
- La cámara:
si uno tiene que comprarla, son importantes 2 cosas, la
sujección y el enfoque. Comprobar que disponga de
algún sistema de sujección (rosca, etc.) o que tenga
algún soporte que permita ajustarla y que el ajuste se
pueda hacer bastante permanente. Esto facilita
mucho la sujección al bastidor sin tener que hacerse uno
el sistema de ajuste, justo una pieza en ángulo puede
ser suficiente. Respecto al enfoque, si la cámara
dispone de enfoque ajustable se ahorra uno muchos
problemas, ya que va a ser necesario alterarlo y si no
está disponible por fuera hay que desarmarla y no se
sabe lo que se puede uno encontrar.
Por otra parte si uno lo que quiere es aprovechar su
antigua Webcam se debe preparar para tener que trabajar
más en hacer adaptaciones, como ha sido mi caso.
09-11-2010
Ya he hecho la prueba de pegarlo todo y el resultado me ha convencido. He usado una pistola de cola caliente, lo que permite hacer ajustes mientras endurece el pegamento. El resultado final podría haber sido más elegante, pero yo lo estimo suficiente y así se va a quedar, quizás solo lo pinte algo.
Mi cámara en su versión final
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