Kamerahalter oder Gimbal für die Luftbildfotografie

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Kamerahalterungen, Camera Mounts oder Gimbals gibt es schon seit sehr vielen Jahren. Sie waren bisher grundsätzlich mit zwei oder drei Hochleistungsservos bestückt. Ein Servo bewegt die Nickwippe, eines die Rollachse und ein drittes optionales Servo die Pan Achse. Die Drehung der Pan Achse lässt den Gimbal komplett um 360 Grad drehen. Die 360 Grad Drehung kann man auch erreichen, indem man den Kopter um die YAW Achse dreht. Bei den besseren Gimbals werden Endlosservos mit externen Potis eingesetzt. Die Servos werden über einen Zahnriemenantrieb mit Untersetzung mit den zu bewegenden Achsen verbunden. Durch die Untersetzung kann die Achse mit höherer Kraft bewegt werden. Die externen Potis ermöglichen einen sehr großen Bewegungswinkel. Wenn wir mit unserer Kamera von geradeaus nach unten stellen wollen brauchen wir 90 Grad Verstellweg für die manuelle Voreinstellung mit dem Sender. Nun kommen noch 45 Grad nach oben und 45 Grad nach unten für den automatischen Nick und Rollausgleich dazu. Also brauchen wir einen Verstellwinkel von 180 Grad. Das geht nur mit Endlosservos mit externem Poti. Die Stabilisierung von Nick und Rollachse übernimmt üblicherweise die Flight-Ctrl oder der Autopilot Mega. Alle externen Lösungen wie der Picloc-3X  oder der Skyline sind aufgrund der Trägheit des Systems gescheitert.   Je nach Ausführung des Gimbals können mit Servos Kameras mit einem Gewicht von einigen Kilogramm bewegt werden.
Brushless Direct Drive Gimbal DJI hat mit dem Zenmuse Z15 das brushless Gimbal populär gemacht. Für den DIY Bereich hat Aleksey Moskalenko aka Alex Mos das “Simple Brushless Gimbal”  bekannt gemacht. Es handelt sich um eine hochwertige Stabilisierung der Kamera auf einem UAV oder Mikrokopter unter der Verwendung von bürstenlosen (BLDC) direkten Antriebsmotoren. Die Vorteile einer solchen Lösung sind: kein Spiel im Getriebe denn es gibt kein Getriebe, die sofortige Reaktion auf eine von außen auftretende Störung, einfache Installation und geringes Gewicht. Das brushless Gimbal (BG) ist sehr ähnlich dem konventionellen Gimbal aufgebaut. Der Hauptunterschied ist, dass jede Drehachse durch den Schwerpunkt (CG) von Kamera und Frame läuft und starr mit dem BLDC Motor verbunden ist. Ist das System in Balance, drehen sich die Motore frei und ohne Widerstand. Der BLDC Motor arbeitet nicht in seinem vorgesehenen Modus, er erzeugt als DC - Elektromagnet eine hohe Kraft um die Kamera stabil zu halten. Es werden spezielle Gimbalmotore oder umgewickelte Aussenläufer mit einem geringeren Widerstand verwendet. Zur Ansteuerung der Motore wird ein Gimbal Controller verwendet. Er erhält von den Gyroskopen und den Beschleunigungsmessern die in der Kamera Plattform montiert sind entsprechenden Lage und Bewegungsinformationen. Der Controller braucht keine separate Spannung, sondern wird einfach vom Flugakku versorgt. Zur Berechnung der aktuellen Lage wird ein Standard IMU Algorithmus verwendet. Mit dem Sender kann der Nick und Rollwinkel auf Wunsch voreingestellt werden, um den Ausgleich im Betrieb kümmert sich der Controller . Die Qualität der Stabilisierung ist im Vergleich zu servobasierenden Gimbals beeindruckend. Brushless Gimbals findet man momentan für die Gewichtsklasse GoPro und Sony NEX. Gimbals für schwere DLSR Kameras sind noch selten anzutreffen. Das wir sich in Zukunft sicherlich ändern.  
Das ist unser Standard Mount für große mit mittelgroße DLSR Kameras oder Filmkameras.
Unser brushless Gimbal für die GoPro 3. Die Kamera wird in das gepolsterte Gehäuse gesteckt und mit einer Klappe verriegelt.
So sieht der Gimbalcontroller von Alex Mos aus. Als Motortreiber werden zwei L6234 verwendet. Daneben ist die IMU MPU6050 zusehen, ein  3-Achsen Gyroscope und ein  3-Achsen Accelerometer auf dem gleichen Chjp  zusammen mit dem  onboard Digital Motion Processor™ (DMP™).  Er beherrscht einen komplexen 9-Achsen MotionFusion Algorithmus Der MPU-6050 unterstützt die Datenkommunikation über einen I2C-Bus mit maximal 400kHz und verfügt über einen VLOGIC-Pin, mit dem die Spannungspegel der Schnittstelle festgelegt werden.
Brushless Gimbal für die GoPro 3 mit geschlossenem Gehäuse.
Noch ein brushless Gimbal für die GoPro 3, diesmal ohne Gehäuse.
Aluminium brushless Gimbal Die Nickachse ist 4 fach kugelgelagert.
13.06.2013 Brushless Gimbal für Sony CX 730, Nex 5, Nex 7, Gopro Unser erstes Universal Gimbal funktioniert mit allen Kameras bis 800g. Die Nickwippe ist vierfach kugelgelagert und wird von einem GBM4008 150turns Motor angetrieben.