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3D Printing & Enclosure Assembly Guide (V1 Prototype)

This directory contains CAD source files (FreeCAD .FCStd), 3D-printable STL files (.stl), render previews, and real-world step-by-step assembly photos for the MoCapSTR hardware components.


Quick Navigation


Complete System Interconnect

Complete Trigger and Splitter System Connected
Arduino Trigger Box (right, with blue USB cable to PC) connected via standard XLR cable to the Splitter Box (left, distributing to 4 camera DC cables).


Hardware Bill of Materials (BOM)

Subassembly 3D Printed Parts Electronics & Hardware Fasteners & Inserts
OV9281 Camera Enclosure
(per camera)
- 1x Cam-FRONT
- 1x Cam-MID
- 1x Cam-BACK-SHORT (or LONG)
- 1x Cam-BRACKET
- 1x Innomaker OV9281 USB camera PCB + lens (Tested: up to 120 FPS in free-run, strictly max 50 FPS in hardware-trigger mode due to bridge firmware)
- 1x 2-Pin Micro Plug (e.g. JST 1.25mm 2-pin) for FSIN header
- 9x M3 brass heat-set inserts
- 7x M3 15mm screws (3x Front/Mid, 4x Mid/Back)
- 2x M3 thumbscrews (10–25mm) or standard M3 screws for bracket
Arduino Trigger Box - 1x Trigger_Case-BASE
- 1x Trigger_Case-LID
- 1x Arduino Nano
- 1x Terminal Block Shield Adapter
- 1x Neutrik XLR Chassis (Male, D-Series)
- 1x 12mm Push-Button (NO)
- (Optional) 1x DC Barrel Jack (8mm)
- 8x M3 brass heat-set inserts
- 8x M3 10mm screws (4x Lid, 2x XLR, 2x Shield)
XLR Splitter Box - 1x Splitter_Case-BASE
- 1x Splitter_Case-LID
- 1x Neutrik XLR Chassis (Female, D-Series)
- 4x DC Barrel Jacks (8mm)
- 2x 5-pin Cage Clamp Terminals (WAGO)
- 6x M3 brass heat-set inserts
- 6x M3 10mm screws (4x Lid, 2x XLR)

CAD & STL Components Overview

1. Arduino Trigger Box (Trigger_Case)

Component / File Preview Description
Complete Assembly
v1_prototype/Trigger_Case.FCStd
Trigger Case Complete Full assembly CAD project. Push-button mount is in the top lid.
Base Enclosure
v1_prototype/Trigger_Case-BASE.stl
Trigger Case Base Houses the Arduino Nano with Terminal Block shield, male XLR connector, and optional DC jack.
Top Lid
v1_prototype/Trigger_Case-LID.stl
(See complete assembly) Top lid with 12mm mounting hole for the Start/Stop trigger push-button.

2. XLR Splitter Box (Splitter_Case)

Component / File Preview 1 Preview 2 Description
Complete Assembly
v1_prototype/Splitter_Case.FCStd
v1_prototype/Splitter_Case-BASE.stl
v1_prototype/Splitter_Case-LID.stl
Splitter Case View 1 Splitter Case View 2 Distributor box with mount for 1x female Neutrik XLR D-series socket and 4x mounting holes for DC barrel jacks (8mm).

3. OV9281 Camera Enclosure (OV9281_Case)

OV9281 Camera Case Assembly
Complete OV9281 Modular Enclosure Assembly

Part File Preview Description
Front Bezel v1_prototype/OV9281_Case_Cam-FRONT.stl Cam Front Front bezel surrounding the M12/CS lens mount (holds 3x heat-set inserts).
Middle Frame v1_prototype/OV9281_Case_Cam-MID.stl Cam Mid PCB Backing Frame: Sandwiches and locks the camera PCB against the front bezel with 3x M3 15mm screws.
Back Cover (Short) v1_prototype/OV9281_Case_Cam-BACK-SHORT.stl Cam Back Short Open back design: Direct access to plug cables straight onto the camera pin headers.
Back Cover (Long) v1_prototype/OV9281_Case_Cam-BACK-LONG.stl Cam Back Long Fully enclosed design: Extended enclosure with a rear hole for a cable strain relief and cutout for a speaker spring terminal clip.
Mounting Bracket v1_prototype/OV9281_Case_Cam-BRACKET.stl Cam Bracket Tripod / rig bracket with a pilot hole for tapping a 1/4"-20 UNC standard tripod thread.

Step-by-Step Assembly Guide

1. Arduino Trigger Box Assembly

Trigger Case Internal Wiring      Trigger Case Assembled

  1. Threaded Inserts: Melt 8x M3 heat-set inserts into the base (4 for lid corners, 2 for XLR chassis, 2 for Arduino shield mount).
  2. Mount Hardware: Screw in the male Neutrik XLR connector and secure the Arduino Terminal Shield into the base.
  3. Internal Wiring:
    • Connect XLR Pin 1 (Ground/Shield) to Arduino GND.
    • Connect XLR Pin 2 (Signal Hot) to Arduino Pin 2.
    • Bridge XLR Pin 3 with XLR Pin 1 (GND).
  4. Push-Button: Mount the 12mm push button into the lid. Connect its two wires between Arduino Pin 4 and Arduino GND (utilizes internal INPUT_PULLUP). A small 2-pin clamp or connector makes closing the lid convenient.
  5. Close Enclosure: Fasten the lid with 4x M3 10mm screws.

2. XLR Splitter Box Assembly

Splitter Case Internal Wiring      Splitter Case Assembly Perspective

Splitter Case Front View      Splitter Case Back View with DC Jacks

  1. Threaded Inserts: Melt 6x M3 heat-set inserts into the base (4 for lid corners, 2 for XLR chassis).
  2. Mount Sockets: Screw the female Neutrik XLR chassis socket into the front, and install the 4x DC barrel jacks into the rear holes.
  3. Wiring with Cage Clamp Terminals (WAGO):
    • Signal (Hot): Run a wire from XLR Pin 2 into the first 5-pin clamp. Connect the 4 positive/center leads of the DC barrel jacks to this clamp.
    • Ground & Shield (GND): Run a wire from XLR Pin 1 into the second 5-pin clamp. Connect all 4 ground/outer leads of the DC barrel jacks to this clamp.
    • (XLR Pin 3 can be bridged to Pin 1 or left open).
  4. Close Enclosure: Tuck the wires neatly into the case and secure the lid with 4x M3 10mm screws.

3. Innomaker OV9281 Camera Enclosure Assembly

Step 1: Parts Preparation & Heat-Set Inserts

Camera Assembly Parts Overview

  • Melt 3x M3 inserts into the inner pillars of Cam-FRONT.
  • Melt 4x M3 inserts into the 4 corners of Cam-MID.
  • Melt 2x M3 inserts into the side mounting holes of Cam-BACK-SHORT (for the bracket).
  • Tap the center hole of Cam-BRACKET with a 1/4"-20 UNC hand tap for tripod mounting.

Step 2: Place Camera PCB into Front Bezel

Placing PCB in Front      PCB Seated in Front

  • Insert the OV9281 PCB with the lens facing through the front opening.
  • Ensure the trigger header (FSIN pins) and USB connector line up with the orientation cutouts.

Step 3: Fasten Middle Frame (PCB Sandwich)

Positioning Middle Frame      Middle Frame Fastened

  • Place Cam-MID over the back of the camera PCB.
  • Insert and tighten 3x M3 15mm countersunk screws into the brass inserts of Cam-FRONT. The camera PCB is now solidly clamped and locked in place.

Step 4: Attach Back Cover (Short Variant) & 90° Modular Orientation

Positioning Back Cover      Back Cover Fastened

  • Align Cam-BACK-SHORT (or Cam-BACK-LONG) with the middle frame.
  • Secure it with 4x M3 15mm screws threading into the 4 brass inserts of Cam-MID.
  • Landscape vs. Portrait Orientation: Due to the symmetrical 4-hole pattern, you can choose whether the camera is mounted horizontally or vertically (90° rotated) relative to the mounting bracket. Simply rotate the back cover 90° before fastening.

Step 5: Mount Bracket

Mounting Bracket with Thumbscrews

  • Attach Cam-BRACKET over the sides of the camera enclosure.
  • Fasten using 2x M3 thumbscrews (10–25mm length) into the side brass inserts.

Step 6: Camera Variants in Action

Open Back Camera Connected      Long Back Camera Rear View

Long Back Camera Front Perspective
Left: Open back variant with direct USB and trigger connection via 2-pin micro connector (e.g. JST 1.25mm). Right: Enclosed long back variant with rubber cable strain relief and speaker spring terminal clip.


Print Recommendations & Technical Notes

Material & Slicer Settings

  • Material: PLA or PETG (PLA is tested and works reliably).
  • Infill: ~20% – 25% (walls are structurally thin and sturdy).
  • Layer Height: 0.16 mm – 0.20 mm recommended.
  • Supports: Generally minimal; align parts flat on the print bed.

Dimensional Tolerances

  • All CAD models have been designed with slightly generous clearances so parts assemble cleanly even on 3D printers that slightly over-extrude.
  • On well-calibrated/high-precision printers, the fit will be comfortable and slightly relaxed.

Threaded Inserts vs. Self-Tapping Screws

  • M3 Heat-Set Inserts (Einschmelzgewinde): The mounting holes are designed for standard M3 brass heat-set inserts (melted in with a soldering iron).
  • Alternative for Older/Looser Printers: If you do not have threaded inserts, you can either use small self-tapping / wood screws directly into the plastic or reduce the hole diameter in the provided FreeCAD .FCStd source files before slicing.


Deutsche Version

Dieses Verzeichnis enthält die CAD-Konstruktionsdateien (FreeCAD .FCStd), 3D-druckbare STL-Dateien (.stl), Render-Vorschauen sowie reale Schritt-für-Schritt-Montagefotos für die MoCapSTR Hardware-Komponenten.


Schnellnavigation


Gesamtsystem-Verbindung

Gesamtaufbau Trigger und Splitter Box
Arduino Trigger-Box (rechts, mit blauem USB-Kabel zum PC) über XLR-Mikrofonkabel mit der Splitter-Box (links) verbunden, von der 4 DC-Kabel zu den Kameras führen.


Hardware-Stückliste (BOM)

Baugruppe 3D-Druckteile Elektronik & Komponenten Schrauben & Inserts
OV9281 Kamera-Gehäuse
(pro Kamera)
- 1x Cam-FRONT
- 1x Cam-MID
- 1x Cam-BACK-SHORT (oder LONG)
- 1x Cam-BRACKET
- 1x Innomaker OV9281 USB-Kamera inkl. Objektiv (Getestet: bis 120 FPS im Free-Run, max. 50 FPS im Hardware-Trigger-Modus durch Bridge-Firmware)
- 1x 2-Pin Mikro-Steckverbinder (z. B. JST 1.25mm 2-Pin) für FSIN-Pins
- 9x M3 Einschmelzgewinde
- 7x M3 15mm Schrauben (3x Front/Mid, 4x Mid/Back)
- 2x M3 Rändelschrauben (10–25mm) oder M3 Schrauben für den Bügel
Arduino Trigger-Gehäuse - 1x Trigger_Case-BASE
- 1x Trigger_Case-LID
- 1x Arduino Nano
- 1x Terminal Block Shield Adapter
- 1x Neutrik XLR Einbaubuchse (Männlich, D-Serie)
- 1x 12mm Taster (Schließer)
- (Optional) 1x DC Hohlbuchse (8mm)
- 8x M3 Einschmelzgewinde
- 8x M3 10mm Schrauben (4x Deckel, 2x XLR, 2x Shield)
XLR Splitter-Box - 1x Splitter_Case-BASE
- 1x Splitter_Case-LID
- 1x Neutrik XLR Einbaubuchse (Weiblich, D-Serie)
- 4x DC Hohlbuchsen (8mm)
- 2x 5-polige Käfigzugklemmen (WAGO)
- 6x M3 Einschmelzgewinde
- 6x M3 10mm Schrauben (4x Deckel, 2x XLR)

CAD- & STL-Komponenten Übersicht

1. Arduino Trigger-Gehäuse (Trigger_Case)

Bauteil / Datei Vorschau Beschreibung
Gesamt-Baugruppe
v1_prototype/Trigger_Case.FCStd
Trigger Case Gesamt Vollständiges CAD-Projekt in FreeCAD. Die Tasteraufnahme befindet sich im Deckel.
Gehäuseunterteil
v1_prototype/Trigger_Case-BASE.stl
Trigger Case Base Nimmt Arduino-Shield, XLR-Einbaubuchse und optionale DC-Hohlbuchse auf.
Deckel
v1_prototype/Trigger_Case-LID.stl
(Siehe Gesamtansicht) Gehäusedeckel mit 12mm-Montageloch für den Start/Stop-Taster (Trigger-Button).

2. XLR Splitter-Box (Splitter_Case)

Bauteil / Datei Ansicht 1 Ansicht 2 Beschreibung
Gesamt-Baugruppe
v1_prototype/Splitter_Case.FCStd
v1_prototype/Splitter_Case-BASE.stl
v1_prototype/Splitter_Case-LID.stl
Splitter Case Ansicht 1 Splitter Case Ansicht 2 Verteilergehäuse mit Aufnahme für 1x Neutrik XLR-D Buchse (Weiblich) und 4 Bohrungen für DC-Hohlbuchsen (8mm).

3. OV9281 Kamera-Gehäuse (OV9281_Case)

OV9281 Kamera-Gehäuse Zusammenbau
Zusammenbau des modularen OV9281 Gehäuses

Teil Datei Vorschau Beschreibung
Frontblende v1_prototype/OV9281_Case_Cam-FRONT.stl Cam Front Frontabdeckung rund um den M12/CS Objektivhalter (enthält 3 Einschmelzgewinde).
Mittelteil v1_prototype/OV9281_Case_Cam-MID.stl Cam Mid Platinen-Rückträger: Klemmt die Kameraplatine mit 3x M3 15mm Schrauben fest an die Frontblende.
Rückteil (Kurz / Short) v1_prototype/OV9281_Case_Cam-BACK-SHORT.stl Cam Back Short Offene Variante: Direkter Zugriff auf die Stiftleisten (Header) der Kameraplatine.
Rückteil (Lang / Long) v1_prototype/OV9281_Case_Cam-BACK-LONG.stl Cam Back Long Geschlossene Variante: Längeres Gehäuse mit Loch für eine Zugentlastung und Aufnahme für ein Lautsprecher-Klemmenterminal.
Halterung / Bracket v1_prototype/OV9281_Case_Cam-BRACKET.stl Cam Bracket Stativ-/Rig-Halterung mit Bohrung zum Schneiden eines 1/4"-20 UNC Standard-Kamerastativgewindes.

Schritt-für-Schritt Montageanleitung

1. Montage Arduino Trigger-Gehäuse

Trigger Gehäuse Innenverkabelung      Trigger Gehäuse Fertig

  1. Einschmelzgewinde: 8x M3 Gewindeeinsätze in das Gehäuseunterteil einschmelzen (4 für die Deckelecken, 2 für die XLR-Buchse, 2 für die Arduino-Shield-Befestigung).
  2. Hardware montieren: Neutrik XLR-Einbaustecker (Männlich) und Arduino Terminal Shield im Gehäuse verschrauben.
  3. Innenverkabelung:
    • XLR Pin 1 (Masse/Schirm) mit Arduino GND verbinden.
    • XLR Pin 2 (Signal Hot) mit Arduino Pin 2 verbinden.
    • XLR Pin 3 mit XLR Pin 1 (GND) brücken.
  4. Taster: 12mm Taster in den Deckel einbauen. Die beiden Adern mit Arduino Pin 4 und Arduino GND verbinden (nutzt die interne INPUT_PULLUP Funktion). Eine kleine 2-polige Klemme erleichtert die Trennung beim Öffnen.
  5. Gehäuse schließen: Deckel mit 4x M3 10mm Schrauben fixieren.

2. Montage XLR Splitter-Box

Splitter Gehäuse Innenverkabelung      Splitter Gehäuse Montage-Ansicht

Splitter Gehäuse Frontansicht      Splitter Gehäuse Rückansicht mit DC Buchsen

  1. Einschmelzgewinde: 6x M3 Gewindeeinsätze einschmelzen (4 in den Deckelecken, 2 für die XLR-Buchse).
  2. Buchsen einbauen: Neutrik XLR-D Einbaubuchse (Weiblich) vorne und 4x DC-Hohlbuchsen hinten einschrauben.
  3. Verdrahtung mit Käfigzugklemmen (WAGO):
    • Signal (Hot): Eine Ader von XLR Pin 2 in die erste 5er-Klemme führen. Die 4 Plus-/Mittelkontakte der DC-Buchsen daran anschließen.
    • Masse & Schirmung (GND): Eine Ader von XLR Pin 1 in die zweite 5er-Klemme führen. Alle 4 Masse-/Außenkontakte der DC-Buchsen daran anschließen.
    • (XLR Pin 3 mit Pin 1 brücken oder frei lassen).
  4. Gehäuse schließen: Kabel sauber im Inneren verstauen und den Deckel mit 4x M3 10mm Schrauben verschrauben.

3. Montage Innomaker OV9281 Kamera-Gehäuse

Schritt 1: Teile-Vorbereitung & Einschmelzgewinde

Kamera Teileübersicht

  • 3x M3 Gewindeeinsätze in die inneren Dome von Cam-FRONT einschmelzen.
  • 4x M3 Gewindeeinsätze in die 4 Ecken von Cam-MID einschmelzen.
  • 2x M3 Gewindeeinsätze in die seitlichen Bohrungen von Cam-BACK-SHORT für den Haltebügel einschmelzen.
  • Die mittlere Bohrung des Cam-BRACKET mit einem 1/4"-20 UNC Gewindeschneider mit einem Standard-Fotogewinde versehen.

Schritt 2: Kameraplatine in Frontblende einlegen

Platine in Front einlegen      Platine in Front ausgerichtet

  • Die OV9281 Platine mit dem Objektiv voran in die Frontblende einsetzen.
  • Auf die Ausrichtung der FSIN-Trigger-Pins und der Buchsen achten.

Schritt 3: Mittelteil montieren (Platinen-Sandwich)

Mittelteil ansetzen      Mittelteil verschraubt

  • Cam-MID auf die Rückseite der Platine auflegen.
  • Mit 3x M3 15mm Senkkopfschrauben in die Messingeinsätze der Frontblende festziehen. Die Platine ist nun absolut spielfrei fixiert.

Schritt 4: Rückteil befestigen & Modulare 90°-Drehung

Rückteil ansetzen      Rückteil verschraubt

  • Cam-BACK-SHORT (oder Cam-BACK-LONG) auf das Mittelteil aufsetzen.
  • Mit 4x M3 15mm Schrauben in die 4 Gewindeeinsätze des Mittelteils verschrauben.
  • Querformat vs. Hochkant: Durch das quadratische 4-Schrauben-Muster kann das Rückteil bei Bedarf um 90° gedreht aufgeschraubt werden, um die Kamera hochkant am Stativbügel zu befestigen.

Schritt 5: Stativbügel montieren

Stativbügel Montage

  • Cam-BRACKET über das Gehäuse schieben.
  • Mit 2x M3 Rändelschrauben (10–25mm Länge) in den seitlichen Gewindeeinsätzen befestigen.

Schritt 6: Kamera-Varianten im Einsatz

Kamera Rückseite verkabelt (Open Back)      Kamera Rückansicht mit Zugentlastung (Long Back)

Kamera Frontansicht geschlossen (Long Back)
Links: Offenes Rückteil (Open Back) mit direktem Steckzugriff auf USB und Trigger-Header via 2-Pin-Mikrostecker (z. B. JST 1.25mm). Rechts: Voll geschlossenes langes Rückteil mit Gummi-Zugentlastung und Lautsprecher-Klemmenterminal.


Druckempfehlungen & Technische Hinweise

Material & Slicer-Einstellungen

  • Material: PLA oder PETG (PLA ist formstabil und getestet).
  • Infill: ca. 20% – 25% (Wandstärken bieten ausreichend Stabilität).
  • Schichthöhe (Layer Height): 0.16 mm – 0.20 mm empfohlen.
  • Stützstrukturen (Supports): Kaum notwendig; Teile flach auf dem Druckbett ausrichten.

Passungen & Toleranzen

  • Alle CAD-Modelle sind mit leicht großzügigen Toleranzen konstruiert, damit alles auch bei leichter Überextrusion ohne Schleifen zusammenpasst.
  • Bei hochpräzisen Druckern sitzen die Teile angenehm locker und spannungsfrei.

Einschmelzgewinde vs. Direktverschraubung

  • M3 Einschmelzgewinde (Heat-Set Inserts): Alle Schraubpunkte sind für M3-Messing-Gewindeeinsätze ausgelegt.
  • Alternative: Kleine Holz-/Blechschrauben direkt in den Kunststoff eindrehen oder Bohrungen in FreeCAD verkleinern.