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Photography

Wie kann man einen leichten und tragbaren Akku für die Nachtfotografie herstellen?

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This post is part of a series called Night Photography.
Everything but the Camera: More Essential Night Photography Gear
Observation, Visualisation and Composition for Night Photography

German (Deutsch) translation by Katharina Nevolina (you can also view the original English article)

Im vorherigen Artikel habe ich eine Grundeinstellung für die meisten Situationen der Nachtfotografie skizziert und die Vielfalt der Geräte untersucht, die Fotografen "von der Stange" zur Verfügung stehen.

Bei der Nachtfotografie geht es jedoch nicht nur darum, bestimmte Fähigkeiten zu entwickeln und die richtige Ausrüstung zu haben, sondern auch um Glück. Motive wie Feuerwerk, Blitz und Astrofotografie können aufgrund ihrer unvorhersehbaren Natur und flüchtigen Präsenz schwierig zu erfassen sein.

Um Ihre Chancen zu erhöhen, diese Motive zu fotografieren, müssen Sie eine Kombination aus Spezialausrüstung und spezifischen Aufnahmetechniken verwenden. Wenn Sie diese Richtlinien befolgen, können Sie Ihre Chancen erhöhen, "Glück zu haben".

Glücklich werden

Photo of a meteor as it enters the earths atmosphere
Das Einfangen eines Meteors beim Eintritt in die Erdatmosphäre ist schwierig und erfordert etwas Glück. Um diese Aufnahme eines Meteoriteneinschlags zu erhalten, habe ich über einen Zeitraum von zehn Stunden 300 Einzelbilder aufgenommen.

Der beste Weg, um schwierige Motive wie einen Meteoritenschauer zu fotografieren, besteht darin, den Verschluss so lange wie möglich geöffnet zu halten. Sie können dies tun, indem Sie eine einzelne Langzeitbelichtung verwenden oder eine Reihe kürzerer Verschlusszeiten mit mehreren Bildern aufnehmen - meine bevorzugte Technik.

Für längere Verschlusszeiten bei hohen ISO-Werten müssen Sie auch eine Form der Rauschunterdrückung verwenden. Wenn Sie das in der Kamera tun, verdoppeln Sie effektiv Ihren Strombedarf.

Das bedeutet, dass Sie die Kamera über einen sehr langen Zeitraum mit Strom versorgen müssen. Es ist unwahrscheinlich, dass das Standardbatteriesystem Ihrer Kamera die Note erreicht. Daher ist eine alternative Lösung erforderlich.

Absolute Macht

Digitalkameras verwenden Gleichstrom, um den Strom zu liefern, den sie zum Betrieb benötigen. Sie verwenden interne Gleichstrombatteriesysteme mit Spannungen zwischen 5 und 12 Volt oder wandeln 240 Volt Wechselstrom in Gleichstrom um, den die Kamera benötigt.

Image of lightning over electric power lines
Elektrische Energie ... für einige Nachtfotografiethemen braucht man viel davon! Die Fähigkeit, eine Vielzahl elektronischer Geräte sowie Ihre Kamera vor Ort mit Strom zu versorgen, ist von entscheidender Bedeutung - insbesondere beim Filmen in abgelegenen Gebieten.

Sie können Ihre Kamera auf verschiedene Weise über einen längeren Zeitraum mit Strom versorgen: Verwenden Sie ein Netzteil mit Netzstrom, ein Netzteil mit Gleichstrombatterien und einen Wechselrichter oder eine benutzerdefinierte Gleichstromlösung. Alle haben Vor- und Nachteile.

Wenn Sie ein Wechselstromnetzteil mit Wechselstrom verwenden, können Sie die Kamera unbegrenzt von einer Netzstromquelle oder einem Generator aus betreiben. Dies schränkt jedoch die verfügbaren Positionen für die Positionierung der Kamera ein.

Generatoren sind schwere, laute Maschinen, die Kraftstoff benötigen, und es ist unpraktisch, eine vor Ort mitzunehmen, wenn Sie die Kameraposition häufig bewegen müssen. Die Netzstromversorgung ist noch eingeschränkter zugänglich.

Die Verwendung eines Wechselstromnetzteils mit 12-Volt-Gleichstrombatterien und eines Wechselrichters ist eine bessere Option und bietet weitaus mehr Flexibilität hinsichtlich der Position Ihrer Kamera, da es sich um eine tragbarere Lösung handelt.

Leider verlieren Sie bis zu 25% der verfügbaren Leistung der Gleichstrombatterien, da in drei Schritten 12 Volt Gleichstrom in 240 Volt Wechselstrom und dann wieder in die Gleichspannung umgewandelt werden, die für die Stromversorgung der Kamera erforderlich ist.

Nikon D7000 camera connected to a 150 Watt inverter that is running a Nikon EH-5a AC Power Supply Unit
Dieser D7000 wird von einer 12-Volt-Batterie gespeist. Es ist an einen 150-Watt-Wechselrichter angeschlossen, auf dem ein Nikon EH-5a-Netzteil betrieben wird.

Die beste angebotene Lösung ist ein maßgeschneidertes Gleichstromnetz, mit dem ich meine Kameras über einen längeren Zeitraum mit Strom versorge. Mit dieser Methode halten Batterien länger, da Sie den DC-AC-DC-Konvertierungsprozess umgehen. Es ist auch sehr portabel - das Beste aus beiden Welten.

Ich habe meine eigenen Allwetter-Netzteile gebaut, die 12-Volt-Batterien und einen Abwärtsspannungsregler verwenden, um die 12 Volt, die von der Batterie kommen, in die 9 Volt umzuwandeln, die meine Nikon-Kameras benötigen.

Dieses System kann die Kamera mit der gesamten Energie versorgen, die sie benötigt, um nicht nur Stunden, sondern Tage ununterbrochen zu laufen, je nachdem, welchen Akku ich anschließe.

Bis vor kurzem habe ich Blei-Säure-AGM-Deep-Cycle-Gelzellen mit einer Nennleistung von 10-15 Ampere-Stunden verwendet, um meine Kameras mit Strom zu versorgen. Sie sind billig, sicher zu transportieren und liefern viel Strom, aber sie haben einige Probleme, die Sie beachten müssen.

Wenn sie kontinuierlich zu nahezu 100% entladen werden, verschlechtert sich ihre Leistung schnell. Sogar die Deep-Cycle-Versionen, die dieses Problem umgehen sollen, schlagen irgendwann fehl, wenn Sie sie immer vollständig von ihrer Ladung befreien.

Sie laden sich auch sehr langsam auf - Sie können während des Ladevorgangs nur etwa 10% des Nennstroms der Amperestunde liefern. Ein 15-A-Stunden-Akku, der mit 1,5 A versorgt wird, benötigt nach vollständiger Entladung ungefähr 10 Stunden, um wieder vollständig aufgeladen zu werden. Dies bedeutet, dass Sie es den ganzen Tag aufgeladen lassen müssen, um es in der nächsten Nacht wieder zu verwenden.

Der andere Nachteil ist, dass sie, weil sie Blei enthalten, ziemlich schwer und nicht besonders gut für die Umwelt sind. Je höher die Amperestundenleistung ist, desto länger hält der Akku, desto schwerer ist er jedoch. Dies schränkt ihre Tragbarkeit ein, und ich bin sicher, dass Sie keine 20-kg-Batterie überall hin mitnehmen möchten.

Vor kurzem habe ich mit Lithium-Eisenphosphat (LiFePO4) -Alternativen mit tiefem Zyklus experimentiert. Bisher funktionieren sie sehr gut und liefern nahezu die volle Leistung, bis sie vollständig entladen sind.

Sie vertragen es auch, besser entladen zu werden, und können viel schneller aufgeladen werden als Blei-Säure-Batterien. Sie sind außerdem viel leichter, umweltfreundlicher und sehr sicher zu verwenden, im Gegensatz zu einigen Lithiumbatteriesorten, die eine Brandgefahr darstellen oder explodieren können.

Der Kauf von LiFePO4-Akkus ist anfangs viel teurer, sollte sich jedoch im Laufe der Zeit günstiger auswirken, da sie weitaus häufiger geladen und entladen werden können als die Blei-Säure-Alternativen.

Lead-Acid gel cell Lithium Ion and LiFePO4 batteries
Es gibt eine Vielzahl von 12-Volt-Batterieoptionen. Blei-Säure-Gelzellen, Lithium-Ionen und LiFePO4 sind nur einige der verschiedenen verfügbaren Batterietypen, mit denen alle Arten von elektronischen Geräten betrieben werden können.

Haftungsausschluss: Dieser nächste Teil beinhaltet einige elektronische Fähigkeiten wie Löten. Wenn Sie nicht sicher sind, ob Sie dies selbst tun sollen, müssen Sie möglicherweise einen Techniker beauftragen, da die Gefahr besteht, dass Ihre Kamera beschädigt wird. Wenn Sie die Polarität der Stromversorgung Ihrer Kamera umkehren oder sie mit zu viel Strom versorgen, können Sie sie irreparabel beschädigen. Sie werden gewarnt.

Nachdem Sie sich für ein Batteriesystem entschieden haben, müssen Sie die 12 Volt, die von der Batterie kommen, an die Spannung anpassen, die für die Stromversorgung Ihrer Kamera erforderlich ist. Dazu gibt es verschiedene Möglichkeiten.

Eine Möglichkeit besteht darin, einen alten Kamera-Akku, der nicht mehr funktioniert, auseinanderzunehmen oder einen billigen After-Market-Akku zu verwenden, der für Ihr bestimmtes Kameramodell erhältlich ist. Anschließend löten Sie ein paar Drähte vom Ausgang eines Gleichspannungsreglers auf die positiven und negativen Anschlüsse der Batterie.

Im Wesentlichen verwenden Sie die alte Batterie als Hülle und verbinden die neue Batterie mit ihren Anschlüssen, um Strom zu liefern. Sie müssen einige Nachforschungen anstellen, um die von Ihrer Kamera benötigte Batteriespannung zu ermitteln und festzustellen, welche Stifte der Batterie die positiven und negativen Anschlüsse sind, die Gleichstrom liefern.

Möglicherweise müssen Sie auch die alten Batteriezellen entfernen und die Elektronik in der Batterie umgehen, da häufig eine Leiterplatte vorhanden ist. Diese Platine dient zur Überwachung des Ladevorgangs und anderer Batteriefunktionen, wird jedoch nicht mehr benötigt.

Einige Kamerahersteller und Drittanbieter liefern auch Adapter, mit denen Sie dasselbe tun können, ohne sich mit einem alten Akku herumschlagen zu müssen. Wenn Sie einen Adapter für Ihre Kamera von einer seriösen Quelle finden, ist dies der richtige Weg.

Wenn Sie diese Dummy-Batterie in die Kamera einlegen, können die von ihr verlaufenden Kabel verhindern, dass die Batterieklappe der Kamera geschlossen wird. Dadurch ist sie anfälliger für Wasserschäden.

Das bedeutet auch, dass die Kamera möglicherweise nicht richtig heruntergefahren wird, wenn sich Ihr externer 12-Volt-Akku während der Aufnahme vollständig entlädt, und Sie möglicherweise einige auf dem Aufzeichnungsmedium vorhandene Daten verlieren.

Ein Gleichstromsystem herstellen

Eine bessere Alternative besteht darin, das Kabel von einem Wechselstromnetzteil abzuschneiden und einen Gleichspannungsregler an dieses Kabel anzuschließen, um die Kamera mit der erforderlichen Leistung von einer 12-Volt-Gleichstrombatterie zu versorgen.

Output cable cut from the power supply unit
Ich habe ein billiges Aftermarket-Netzteil von einem chinesischen Hersteller gekauft und nicht das teurere von Nikon hergestellte EH-5a-Netzteil. Der einzige Teil, den Sie verwenden, ist das Ausgangskabel, das vom Netzteil abgeschnitten werden muss. Sie verbinden dies dann mit dem Ausgang eines Gleichspannungsreglers.
DC voltage regulator in a plastic casing
Gleichspannungsregler (Einschub) wie der oben gezeigte können sehr günstig über eBay oder elektronische Verkaufswebsites erworben werden. Ich habe meine in einem Kunststoffgehäuse untergebracht, um sie vor Wasser, Staub und Kabel zu schützen, damit die Drähte nicht versehentlich gelöst werden.

Nachdem Sie das Netzadapterkabel vom Netzteil abgeschnitten haben, muss es an die Ausgangsklemmen des Spannungsreglers angeschlossen werden. Ich habe das Netzadapterkabel auf Drähte gelötet, die dann mit Schrauben am Spannungsregler verbunden werden.

Anschließend verbinden Sie die Eingangsanschlüsse des Spannungsreglers mit einer externen 12-Volt-Batterie und stellen sicher, dass Sie die richtige Polarität haben. Ich habe diesem Kabel einen mit 10 Ampere verschmolzenen Stecker für einen Zigarettenanzünder hinzugefügt, damit ich problemlos Batterien austauschen kann.

Alle meine Batterien verwenden eine Zigarettenanzünderbuchse, um meine Geräte mit Strom zu versorgen. Das bedeutet, dass ich meine Kameras mit verschiedenen Batterietypen mit Strom versorgen kann.

Voltage regulator diagram
Durch Drehen der Spannungseinstellschraube am Spannungsregler und Überwachen des Ausgangs können Sie die von Ihrer Kamera benötigte Spannung anpassen.

Nachdem Sie eine 12-Volt-Batterie angeschlossen haben, muss die vom Abwärtsspannungsregler kommende Leistung an die von Ihrer Kamera benötigte Spannung angepasst werden. Bei meinen Nikon-Kameras muss dies dem Ausgang eines 9-Volt-Wechselstromnetzteils entsprechen.

base of the Nikon AC PSU and pinout assignment diagram for the AC output cable
Die Basis des Nikon-Netzteils enthält alle Informationen, die Sie benötigen. Die Ausgangsspannung beträgt 9 Volt bei 4,5 Ampere. Das Pinbelegungsdiagramm für das AC-Ausgangskabel wird ebenfalls angezeigt, wobei die Ausrichtungskerbe unten angezeigt wird.

Sie stellen die vom Gleichspannungsregler kommende Ausgangsspannung ein, indem Sie die Spannungseinstellschraube drehen und diese Spannung mit einem Multimeter überwachen, bis sie dem erforderlichen Ausgang entspricht.

Sie müssen die Sonden des Multimeters mit der richtigen Polarität an die Stifte des AC-Ausgangskabels anschließen, wie im Pinbelegungsdiagramm des Netzteils gezeigt.

Insert the probes from a multimeter into the pins from the output cable and measure the voltage coming from the DC voltage regulator
Führen Sie die Sonden eines Multimeters in die Stifte des Ausgangskabels ein und messen Sie die vom Gleichspannungsregler kommende Spannung. Es sollte mit der Polarität und der normalen Ausgangsspannung der Wechselstromversorgung übereinstimmen. In diesem Fall zeigt das Multimeter 9,22 Volt mit der richtigen Polarität an ... nahe genug an den 9 Volt, die meine Kameras benötigen.

Sobald Sie die richtige Spannung eingestellt und die Polarität überprüft haben, kann dieses Kabel an Ihre Kamera angeschlossen werden, um Strom zu liefern.

Wenn Sie keine Nikon-Kamera besitzen, müssen Sie das Design dieses Gleichstromnetzes an Ihre Bedürfnisse anpassen, je nachdem, welche Kamera Sie haben.

Sie müssen ein geeignetes Wechselstromkabel von einem Netzteil beziehen, das zu Ihrer Marke und Ihrem Kameramodell passt, und es mit der richtigen Spannung und Polarität an den Gleichspannungsregler anlöten.

Ein Vorteil dieses Systems besteht darin, dass bei Verwendung mit bestimmten Kameras die externe Batterie automatisch auf die interne Batterie umgeschaltet wird, wenn sie leer ist. Dies bedeutet, dass die Kamera korrekt heruntergefahren wird, die Kameraeinstellungen gespeichert werden und alle aufgezeichneten Medien intakt bleiben.

Nikon D7000 camera with EP-5 battery cable and D700 with dedicated AC input terminal
Neuere Nikon-Kameras wie die D7000 (links) verwenden ein EP-5-Akkuadapterkabel, das an das Netzteil angeschlossen ist. Die D700-Kamera auf der rechten Seite verfügt über einen speziellen AC-Eingangsanschluss. Sie können also auch einen Standard-Nikon EN-EL3e-Akku in der Kamera belassen.

Haben Sie Schutz?

Wenn Sie Ihr modifiziertes Gleichstromnetz fertiggestellt haben, sollten Sie ein wetterfestes Gehäuse kaufen, um es vor Witterungseinflüssen zu schützen. Sie müssen eine kaufen, die groß genug ist, um die Batterie, den Gleichspannungsregler und alle Kabel aufzunehmen.

12 volt LiFePo4 battery and a cable with a female cigarette lighter connector added
Wenn Sie alle verschiedenen Komponenten in eine Trockenbox legen, können Sie sie über Nacht unbeaufsichtigt lassen, ohne sich Sorgen machen zu müssen, dass Regen oder Staub die empfindliche Elektronik im Inneren beschädigen. Der abgebildete 12-Volt-LiFePo4-Akku verfügt über ein Kabel mit einer zusätzlichen Zigarettenanzünderbuchse. Dadurch kann das maßgeschneiderte Gleichstromkabel direkt eingesteckt werden.

Es lohnt sich, auch einen Schutz für die Kamera in Betracht zu ziehen. Wenn Kabel von einem Wechselstromnetzteil oder einer DC-Dummy-Batterie freiliegen, ist sie anfällig für Beschädigungen durch die Elemente.

Der einfachste Weg, das zu tun, ist die Verwendung einer Duschhaube - sie sind billig, leicht verfügbar, in verschiedenen Größen erhältlich und schützen Ihre Kamera hervorragend vor Staub und Wasser.

Sie sollten Ihr Stativ auch am Boden befestigen, damit der Wind oder ein vorbeiziehendes Tier Ihr Stativ nicht umstößt. Sie können meine Methode zum Anbinden von Stativen im vorherigen Artikel sehen, den ich geschrieben habe.

Draußen auf dem Feld

Viele Nachtfotografiethemen befinden sich an abgelegenen Orten, und es kann eine Herausforderung sein, sie zu erreichen. Ein zuverlässiges Fahrzeug und die Fähigkeit, alles im Feld mit Strom zu versorgen, sind ein wichtiger Gesichtspunkt beim Betrieb von Digitalkameras in diesen Bereichen.

Es sind nicht nur Ihre Kameras, die Strom benötigen, sondern auch die Peripheriegeräte, die Sie für einen vollständigen Arbeitsablauf für die digitale Fotografie benötigen. Batterien müssen regelmäßig aufgeladen werden, digitale Daten müssen verwaltet und archiviert werden, und Kommunikations- und andere elektronische Geräte benötigen Strom, um zu funktionieren.

Ich habe viel Zeit damit verbracht, mein Fahrzeug für die Dreharbeiten an diesen Orten vorzubereiten. Es wurde mit einem C-Tek D250s Doppelbatterieladesystem ausgestattet, mit dem eine Blei-Säure-Servicebatterie mit tiefem Zyklus von der Lichtmaschine bei laufendem Fahrzeug oder von einem 120-Watt-Solarpanel bei stehendem Fahrzeug aufgeladen werden kann.

An die Servicebatterie ist ein 600-Watt-Wechselrichter angeschlossen, der den Gleichstrom dieser Batterie in den Wechselstrom umwandelt, den die Elektronik benötigt, die ich vor Ort verbrauchen muss. Ich habe auch zwei 150-Watt-Wechselrichter, die über die Zigarettenanzünderanschlüsse in meinem Fahrzeug betrieben werden und mir insgesamt 900 Watt Leistung zum Laden von Batterien und zum Betreiben elektrischer Geräte bieten.

Inverter to convert the DC power from a battery to the AC power needed by electronic devices
Wechselrichter wandeln den Gleichstrom von einer Batterie in den Wechselstrom um, der von elektronischen Geräten benötigt wird.

An den Service-Akku ist ein weiblicher Zigarettenanzünderanschluss angeschlossen, über den Geräte mit Gleichstromversorgung wie meine Laptops betrieben werden können. Ich verwende ein Gleichstromnetzteil für meine Laptops, da diese energieeffizienter sind und keiner meiner Wechselrichter die teureren reinen Sinuswellenversionen sind, die viele Laptop-Wechselstromversorgungen benötigen.

DC power supply powering a laptop computer
Die Verwendung eines Gleichstromnetzteils ist eine energieeffizientere Methode zur Stromversorgung eines Laptops mit 12-Volt-Batterien, da der dreistufige DC-AC-DC-Wandlungsprozess umgangen wird.

Ich habe zwei spezielle Batterieladestationen gebaut - eine für meine Kamera-Batterien und die andere zum Laden meiner Blei-Säure- und Lithium-Batterie-Systeme. Dies ermöglicht es mir, die Ladung in diesen Batterien aufrechtzuerhalten, wenn ich fahre oder wenn ich mehrere Tage an einem Ort lagere, und hilft dabei, alles aufgeräumt und organisiert zu halten.

custom-made Charging Station DC Power Box
Diese maßgeschneiderte Ladestation / DC-Powerbox verfügt über zwei 1,6-A-Stunden-Blei-Säure-Ladegeräte und zwei 20-Ah-Blei-Säure-Gelzellen, die in einer alten Panasonic-Videokamera-Tragetasche untergebracht sind. Dies sind zweistufige Ladegeräte, die sowohl für meine Blei-Säure-Batterien als auch für die Lithium-Eisen-Phosphat-Batterien verwendet werden können, mit denen ich meine Kameras versorge.
Charging station using three Panasonic battery chargers
Diese Ladestation verfügt über drei Panasonic-Ladegeräte für die Lithium-Ionen-Akkus, mit denen meine Lumix-Kameras betrieben werden, und ich habe auch ein ähnliches Setup für meine Nikon-Ladegeräte. Durch Befestigen der Ladegeräte mit Kabelbindern können diese bei Bedarf leicht entfernt werden. Diese Kunststoffkoffer sind auch stapelbar, sodass Sie sie übereinander legen können.

Sicherheit ist ein weiterer wichtiger Aspekt an abgelegenen Orten. Wenn Sie in diesen Gebieten reisen, sollten Sie immer viel Essen und Wasser mitnehmen und im Notfall ein Satellitentelefon oder ein EPIRB (Emergency Position Indicating Radio Beacon) mieten oder kaufen. Lieber sicher sein, als dass es einem Leid tut.

Der nächste Artikel ist mein letzter über Fotoausrüstung, in dem ich einige empfohlene Einstellungen für die Nachtfotografie skizzieren werde. Danach werde ich zu einer Reihe von Artikeln über Aufnahmetechniken übergehen, von denen sich der erste mit Beobachtung, Vorvisualisierung und Komposition für die Nachtfotografie befasst.

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