Wassertropfen Fotos für Bastler - Making of

Update 10.05.2021: Komplett neue Tropfensteuerung mit Touchscreen

Einen einfachen Wassertropfen zu fotografieren ist im Grunde recht simpel. Mit etwas Geduld und entsprechendem Timing bekommt man das leicht hin. Wenn man allerdings die Kollision von zwei oder mehr Tropfen einfangen will, womöglich noch mit unterschiedlich gefärbten Tropfen, kommt man ohne technische Hilfsmittel nicht mehr aus.

Daher habe ich in letzter Zeit in wenig im Internet recherchiert, wie man sowas am besten angehen könnte. Hier möchte ich euch nun meine aktuelle Lösung vorstellen, die sicher noch verbesserungswürdig ist, aber im Prinzip schon mal funktioniert. Für mich war vor allem wichtig, dass das ganze billig ist und aus Platzgründen auch einfach wieder zerlegt werden kann.

Zunächst muss man irgendwie Wassertropfen erzeugen. Dazu gibt es Magnetventile, die man elektrisch öffnen und schließen kann. Meine Ventile habe ich bei http://www.magnetventile-shop.de/ gekauft. Wichtig ist, dass das Ventil stromlos geschlossen ist und nur bei einem Impuls kurz geöffnet wird. Angesteuert wird das Ventil mit einem BD139 Transitor und einer 1N4004 Freilaufdiode. Zur Sicherheit habe ich noch einen Optokoppler zwischen Arduino und Ventile geschaltet. Zusätzlich empfehle ich, gleich die passenden Schlauchtüllen zu kaufen. Das habe ich leider vergessen und jetzt ist das Anschließen der Schläuche eine ziemliche Fummelei.

Dieses Ventil muss natürlich mit Wasser versorgt werden. Im Prinzip reicht dazu ein beliebiger Wasserbehälter, der mit einem Schlauch verbunden wird. Allerdings ist es so, dass der Druck mit sinkendem Wasserstand nachlässt und dann eventuell die eingestellten Timings nicht mehr stimmen. Dieses Problem umgeht man mit einer sogenannten Mariotteschen Flasche. Dazu verwende ich einfach eine Plastikflasche und ein kurzes Stück Alu-Rohr. Oben in den Schraubverschluss und in den Boden wird ein Loch gebohrt. Das Alu-Rohr wird in den Verschluss gesteckt und mit Heißkleber luftdicht verklebt. In den Boden wird der Schlauch gesteckt und auch entsprechend verklebt. Hier werde ich später sicher noch irgendeine Art von Anschluss verwenden, damit man den Schlauch auch wieder abziehen kann.

Die Steuerung der Magnetventile und der Kamera übernimmt ein Mikrocontroller. Ich habe dazu den Arduino Uno verwendet. Der ist sehr günstig und kann auch ganz leicht über eine USB Verbindung programmiert werden. Die Kamera kann damit über ein entsprechendes Kabel direkt ausgelöst werden, für die Ventile braucht man noch ein wenig Elektronik. Das ganze habe ich dann in ein Gehäuse mit den entsprechenden Steckerbuchsen eingebaut. Vorne sind noch Tasten, damit ich die Ventile auch manuell öffnen kann, um den Schlauch mit Wasser zu befüllen.

Damit der Mikrocontroller irgendwas tut, muss er noch programmiert werden. Dazu habe ich ein kleines Java Programm für den Laptop geschrieben, mit dem man sämtliche Werte steuern kann und noch ein entsprechendes Programm für den Mikrocontroller, der diese Werte empfängt und entsprechend die Ventile und die Kamera steuert. Über diese Maske erfolgen dann alle Einstellungen:

Jetzt braucht man nur noch ein Gestell um das Ganze aufzubauen. Ich habe dazu ein kleines Ivar Regal von Ikea gekauft. Das hat den Vorteil, dass man es schnell wieder zerlegen kann und die Regalbretter alle höhenverstellbar sind. In das obere Brett habe ich drei Aussparungen gesägt um dort die Flaschen mit den Schläuchen aufstellen zu können. Prinzipiell habe ich alles dafür ausgelegt, mit drei Flaschen und Ventilen arbeiten zu können, für den Anfang bleibe ich aber erst mal bei einem Ventil und arbeite mich dann langsam hoch. Das Wasserbecken ist ein einfaches Backblech, dahinter steht eine Plexiglasscheibe für eine gleichmäßige Hintergrundbeleuchtung.

Insgesamt sieht der Aufbau folgendermaßen aus:

Abschließend noch ein paar Anmerkungen zu den Kamera- und Blitzeinstellungen. Da der Mikrocontroller nur mit der Kamera verbunden ist, werden die Blitze über Funkauslöser ausgelöst. Dazu verwende ich einen Phottix Strato II. Die Blitzstärke ist auf 1/128 eingestellt, das garantiert eine sehr kurze Belichtungszeit. Bei der Kamera verwende ich eine Blende zwischen 16 und 20, die Belichtungszeit ist im Prinzip egal. Der ISO Wert liegt zwischen 400 und 800. Den Fokus muss man vorher manuell einstellen. Dazu einfach ein paar Tropfen fallen lassen und an der Stelle, wo sie ins Wasser treffen, irgendeinen Gegenstand hinstellen auf den man dann bequem fokussieren kann.

So, das war eine kurze Beschreibung meines Bastelprojekts. Falls ihr noch Fragen habt, hinterlasst mir einfach eine Nachricht. Einen Schaltplan habe ich leider nicht, der Aufbau ist eher nach dem Trial-and-Error-Prinzip entstanden ;-)

Und so sehen nach viel Herumspielen an den Timings meine ersten Versuche aus: