Videokamera im Uboot

Davon hat wohl jeder getäumt, der schon mal ein Modelluboot gebaut hat: Eine Videokamera im Uboot. Das muß sein wie Aquarium in umgkehrt.
Seit einiger Zeit ist dieser Traum auch bezahlbar geworden. Was möglich ist und sich bewährt hat, soll hier erläutert werden.

Die Kamera

Das billigste Bauteil ist die Kamera selbst. Seit Anfang 2000 sind CMOS-Kameramodule erhältlich, die so preiwert und gleichzeiig gut sind, daß die Frage nach schwarzweiß oder Farbe garnicht erst gestellt werden muß. So ist die meistverwendete Kamera zur Zeit das CMOS-Farbcamera-Modul (u.a. von Conrad) für 60 €. . Es hat 365000Pixel und ist erstaunlich blendsicher. Bei Sonnenlicht sind die Bilder aber teilweise viel zu bunt. Die Lichtempfindlichkeit ist nicht angegeben, dürfte nach Vergleichen aber bei 2-4lux liegen. Der Stromverbrauch beträgt nur 10mA 5V.(Die älteren CCD Kameras brauchen 350mA 12V) Die Baugröße ist mit 22x22x26mm auch für Mini-Uboote kein Problem.
Für tiefer tauchende Vehikel könnte eine hochempfindliche Schwarzweißkamera interessant sein. Ein Model für 0,05 lux ist für kanpp € 100,- bei VTQ zu haben.

Wie bekommt man das Bild aber nach oben?

Die Antwort lautet leider: per Kabel.

Die erhältlichen Funkverbindungen arbeiten alle auf 2,4GHz. Diese Frequenz wird in Wasser sehr stark absorbiert, weshalb sie auch in Mikrowellenöfen verwendet wird.

Eine bislang ungetestete Möglichkeit wäre der Selbstbau eines Videosenders auf Kanal 1 (54MHz). Diese Frequenz müßte ähnlich wie die benachbarten Frequenzen der Fernsteuerung einige Meter durch das Wasser gehen. Aber es gibt eine Reihe von Gegenargumenten zu solchen Versuchen: 1.Es ist nicht erlaubt, 2. Einen Videosender zu bauen ist ncht ganz einfach, kaufen kann man ihn wegen 1. hierzulande nicht, 3. Die Chancen, daß er den Empfänger der Fernsteuerung „zustopft“, so daß der seinen Sender nicht mehr hören kann, sind hoch. Versuche mit spanischen Sendern auf Kanal 36 haben gezeigt, daß auch bei diesen Sendern die Antenne aus dem Wasser ragen muß.

Bewährt hat sich ein 2,4 GHz Sender in einer Boje, die an einem kurzen Kabel geschleppt wird. Das ist zwar nicht so schön unabhängig wie ein Sender direkt im Uboot, aber deutlich freier als ein Kabel bis an Land.

Typisch ist eine Boje von etwa 1 Liter Volumen. Die Variationen reichen dabei von Marmeladengläsern über schöne Stromlinienkörper bis zu Lockenten. Der Sender wird unter die Oberseite geklebt, so daß die kurze Antenne oben heraus ragt. Der Akku zur Stromversorgung sitzt auch in der Boje. Mit 10 Mignon-Zellen von 800mAh läuft der Sender 8 Stunden, also genug für ein Veranstaltungswochenende. Natürlich könnte man auch versuchen, die Stromversorgung mit durch das Kabel zu schicken. Theoretisch ist das mit einigen Filtern möglich. Vielleicht tüftelt das mal jemand aus. Den Sender ins Boot zu packen und ein Antennenkabel bis zur Boje zu ziehen, dürfte bei den extremen Frequenzen nicht gut funktionieren, da die Verluste in Kabeln und Steckern die Reichweite ruinieren.

Sieht bescheuert aus, gibt aber den optimalen Einblick.

Das eigentliche Problem ist aber der Monitor selbst. Das heimische Pantoffelkino oder den guten 17" Monitor vom Computer wird man wohl kaum zum See tragen, zumal sich da selten eine Steckdose befindet. Kostengünstig ist ein kleiner Schwarzweißfernseher mit 12V Versorgung (marktüblich für € 50,-). Da er – wie alle Bildröhren – bei Sonnenlicht kein erkennbares Bild liefert, muß er mit einem Sichttubus versehen werden. Das ist eine Kiste mit schwarzen Innenwänden, die gerade den Blick für ein oder 2 Personen freigibt und das Sonnen- und Umgebungslicht draußen hält. Diesen Tubus brauchen alle Monitore und bei LCD-Bildschirmen verbessert er auch deutlich die sichtbaren Kontraste. Die Preise für Farb-LCD-Bildschirme haben sich in letzter Zeit sehr angenehm entwickelt, so daß sie inzwischen durchaus Mittel der Wahl sind. Mit 4" Diagonale sind sie für €  200,- zu haben.

Der Clou beim Ubootfahren ist eine Videobrille. Diese Brille enthält zwei kleine LCD-Monitore und eine Optik, die das Bild den Augen wie einen 2m Bildschirm präsentiert. Tauchen ohne nasse Füße! Zumindest solange man nicht stolpert, weil man den Bezug zur realen Welt verloren hat. Die Teile gibt es unter den Namen Sony GlassTron oder Olympus EyeTreck zu Preisen ab € 350,- .

Noch ein Schritt weiter geht eine Telepresence Übertragung. Dabei ist die Videobrille mit Neigungs- und Richtungssensoren versehen, die ihrerseits die Bewegung der Kamera steuern. Das entspricht dem Verhalten von Virtual Reality Computersimulationen, nur das hier nicht eine errechnete Welt projeziert wird, sondern die reale an einem entfernten Ort. Aber gebaut hat das hobbymäßig bislang meines Wissens noch niemand.

Das bisher gesagte bezieht sich auf den Einsatz am Freilandteich. In einem Schwimmbad oder auf einer Messe hat man natürlich Netzstrom und Schatten zur Verfügung und das Monitorproblem reduziert sich auf den Transport des heimischen Fernsehers.

Foto: Stefan Joris

Das Fahren nach Videobild ist eine ganz eigentümliche Sache: Das Sichtfeld ist beschränkt und mit der Bootsrichtung gekoppelt. Das Wasser ist - außer im Schwimmbad - so trübe, daß man oft keine Orientierungspunkte sieht. Selbst wenn in der einen Richtung ein großes und buntes Objekt liegt, braucht man nur einen Vollkreis fahren, um über 270° des Kreises nur grünen Nebel zu sehen. Ein kleiner Kompass am Rand des Blickfeldes hilft. Zum Glück hängt ja immer noch eine Boje am Uboot.

Die Geschwindigkeit über Grund ist selbst mit einem langsamen Uboot echt rasant. Das bewirkt vor allem der geringe Abstand zum Boden oder zu Hindernissen. Da nur eine Kamera benutzt wird, ist auch kein räumliches Sehen möglich und die Entfernungen sind schlecht schätzbar. Aber auch die Drehgeschwindigkeiten kommen einem am Monitor recht zügig vor.

Eine bestimmte Tiefe anzusteuern oder sogar einzuhalten ist am Monitor erstaunlicher Weise noch schwieriger, als von der Oberfläche aus. Man sieht einfach nicht, wie tief man ist oder ob das Boot fällt oder steigt. Auch hier wären ein paar Navigationsinstrumente wie Tiefenmesser und Variometer von Nutzen. Aber im Gegensatz zum Kompass gibts die nicht im Spielzeugladen.

Trotz oder gerade wegen all dieser kleinen Probleme ist das Ubootfahren mit Videokamera eine faszinierende Sache. Es gibt noch viel zu perfektionieren und auszutüfteln!