This document describes the wiring of the MoCapSTR hardware trigger via an XLR splitter box, based on the Arduino sync module and Innomaker OV9281 cameras.
3D Printing & Assembly Guide: Complete CAD source files (
.FCStd), 3D printable files (.stl), and a full step-by-step photo assembly guide are in the 3Dprint & Assembly Guide.
Instead of running long wires directly from the Arduino to each individual camera, the 5V square wave trigger signal from the Arduino is sent through a single XLR microphone cable to a central splitter box on set. From this box, the final cables branch out to the 4 cameras.
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).
Since the trigger signal is unbalanced (consisting only of signal and ground), we adapt the 3-pin XLR pinout accordingly.
To build the complete hardware system (V1), you will need the following standard components in addition to the 3D printed parts:
3D Printed Enclosures:
- 1x Arduino Trigger Case: (
Trigger_Case-BASE.stl,Trigger_Case-LID.stl) - 1x XLR Splitter Box: (
Splitter_Case-BASE.stl,Splitter_Case-LID.stl) - 4x Camera Enclosures: (Front, Mid, Back Short or Back Long, and Tripod Bracket)
Electronics & Cables:
- 1x Arduino (e.g., Nano) with Terminal Block Shield adapter board for solderless wiring.
- 1x Neutrik XLR Chassis Connector (Male, D-Series dimensions) for the Arduino box.
- 1x Neutrik XLR Chassis Connector (Female, D-Series dimensions) for the splitter box.
- 1x Push-Button (Normally Open / NO) for the Arduino box lid (12mm mounting hole).
- 1x DC Barrel Jack for optional external power supply on the Arduino box (8mm mounting hole, standard 5.5x2.1mm).
- 4x DC Barrel Jacks for the splitter box outputs (8mm mounting holes).
- 2x 5-pin Cage Clamp Terminals (WAGO 221 or similar) to bundle splitter box connections.
- 4x Innomaker OV9281 USB global-shutter camera modules (supports up to 120 FPS in free-run; tested maximum 50 FPS in hardware-trigger mode due to USB bridge firmware lockout).
- 4x 2-Pin Micro Plugs (e.g. JST 1.25mm 2-pin) to plug trigger lines cleanly onto the camera board's FSIN pins.
- Recommended Host PC USB PCIe Card (for 4+ Cameras): StarTech 4-Port USB 3.0 PCIe Card (Model:
P5Q4A-USB-CARD) — features 4 independent controller channels (1 dedicated host controller chip per port), completely eliminating motherboard USB bandwidth saturation and packet collisions.
Mechanics & Fasteners:
- Trigger Box: 8x M3 10mm screws, 8x M3 brass heat-set inserts.
- Splitter Box: 6x M3 10mm screws, 6x M3 brass heat-set inserts.
- Per Camera: 7x M3 15mm screws, 2x M3 thumbscrews (10–25mm), 9x M3 brass heat-set inserts.
- 1/4"-20 UNC Hand Tap (to cut standard tripod threads into the camera brackets).
The Arduino enclosure houses a push-button in the top lid and a male XLR connector in the base.
The button is mounted on the top lid and utilizes the Arduino's internal INPUT_PULLUP function.
- Start/Stop Record Button: Connects Arduino Pin 4 to Arduino GND. (This button sends a command to the software. The cameras receive the hardware trigger continuously as long as the system is initialized.)
- XLR Pin 1 (Ground/Shield): Connect to Arduino GND.
- XLR Pin 2 (Signal Hot): Connect to Arduino Pin 2.
- XLR Pin 3 (Signal Cold): Bridge with XLR Pin 1 (Ground).
The splitter box features a female XLR input and distributes the signal to 4 cable strands leading to the cameras via DC barrel jacks.
- The Signal (Hot): The incoming signal from XLR Pin 2 goes into the first 5-pin cage clamp terminal and connects to the four positive / center pins of the DC jacks.
- The Ground (GND): The incoming ground from XLR Pin 1 goes into the second 5-pin cage clamp terminal and connects to the four negative / outer sleeves of the DC jacks.
- The Shielding of the Cables: The braided shielding is connected to XLR Pin 1 (Ground) as well.
(Pin 3 of the XLR input connector can simply be bridged with Pin 1 or left empty).
The four cables from the splitter box are connected to the cameras. We use single-ended shield grounding to avoid ground loops!
- Red Wire (Signal): Connect to the FSIN + pin of the camera (or to the red spring terminal clip on
Cam-BACK-LONG). - White/Black Wire (Ground): Connect to the FSIN - pin of the camera (or to the black spring terminal clip on
Cam-BACK-LONG). - Connector Tip: Standard 2-pin micro connectors (e.g., JST 1.25mm 2-pin) fit directly onto the camera PCB's FSIN pins for a secure, detachable connection.
- Shielding (Braid): Cut flush and insulate thoroughly! The shielding must NOT be connected to the camera or touch any metal parts on the camera side.
Reason: The shielding acts as a Faraday cage, catching electromagnetic interference along the cable run and safely draining it via the splitter box and XLR cable into the Arduino's ground. If connected on both ends, stray currents could flow through the cable.
Tip
Modular 90° Orientation (Portrait vs. Landscape):
Thanks to the symmetrical square 4-screw layout between Cam-MID and the back cover, you can easily change the camera from Landscape (horizontal) to Portrait (vertical) orientation. Simply loosen the 4 corner screws on the back cover, rotate the back cover 90°, and screw it back down. This allows you to orient the cameras vertically to maximize vertical capture resolution for standing actors.
- Trigger Cable (Splitter to Cameras): A 2-core shielded audio cable (e.g.,
2x 0.08 mm²or DMX control cable) is ideal for the run from the splitter box to the cameras. - XLR Cable (Arduino to Splitter): Standard 3-pin XLR microphone cable.
- Host PC USB Expansion Card: StarTech
P5Q4A-USB-CARD(4-Port PCIe) — Verified for 4-camera hardware-sync capture without bandwidth bottlenecks.
If a camera opens during initialization with a single initial frame but remains frozen at 0.0 FPS while the other cameras stream smoothly at 25/30 FPS:
- Free-Run Test: In the MoCapSTR software (Setup tab), uncheck
[ ] Enable UVC Hardware Triggerand initialize. If all cameras stream live in Free-Run, your USB card, cable, and driver are fine — the fault is 100% in the physical trigger connection. - Check Splitter Box Terminals: Open the splitter box and check whether the WAGO cage clamp terminal or DC connector wire for that specific camera is loose or disconnected.
- Verify
FSIN+/FSIN-Polarity: The camera input diode requires correct polarity (Red =FSIN+, Black =FSIN-/ Ground). If reversed, trigger pulses cannot trigger the sensor. - Cross-Test Ports: Swap the DC barrel jack of the faulty camera with a working camera at the splitter box to quickly isolate whether the cable or splitter output is broken.
Dieses Dokument beschreibt die Verkabelung des MoCapSTR Hardware-Triggers über eine XLR-Splitter-Box, basierend auf dem Arduino-Sync-Modul und Innomaker OV9281 Kameras.
3D-Druck & Montageanleitung: Vollständige CAD-Quelldateien (
.FCStd), druckbare Dateien (.stl) sowie eine bebilderte Schritt-für-Schritt-Montageanleitung befinden sich im 3D-Druck- & Montage-Guide.
Anstatt lange Kabel direkt vom Arduino zu jeder Kamera zu ziehen, wird das 5V-Rechtecksignal des Arduinos über ein XLR-Mikrofonkabel zu einer zentralen Splitter-Box am Set geführt. Von dieser Box gehen dann die Endkabel zu den 4 Kameras.
Arduino Trigger-Gehäuse über handelsübliches XLR-Kabel mit der Splitter-Box verbunden, von der 4 DC-Kabel zu den Kameras abzweigen.
Da das Trigger-Signal asymmetrisch ("unbalanced") ist (bestehend aus Signal und Masse), passen wir die 3-polige XLR-Belegung entsprechend an.
Für den Nachbau des Gesamtsystems (V1) werden neben den 3D-Druckteilen folgende Standard-Bauteile benötigt:
3D-Druck-Gehäuse:
- 1x Arduino Trigger-Gehäuse: (
Trigger_Case-BASE.stl,Trigger_Case-LID.stl) - 1x XLR Splitter-Box: (
Splitter_Case-BASE.stl,Splitter_Case-LID.stl) - 4x Kamera-Gehäuse: (Front, Mittelteil, Rückteil Kurz oder Rückteil Lang sowie Stativbügel)
Elektronik & Kabel:
- 1x Arduino (z.B. Nano) inkl. Schraubklemmen-Shield (Terminal Block Shield) für einfache, lötfreie Verkabelung.
- 1x Neutrik XLR Einbaubuchse (Männlich, D-Serie Maß) für das Arduino-Gehäuse.
- 1x Neutrik XLR Einbaubuchse (Weiblich, D-Serie Maß) für die Splitter-Box.
- 1x Push-Button (Drucktaster, Schließer) für den Gehäusedeckel (12mm Einbaudurchmesser).
- 1x Hohlstecker-Buchse (DC Barrel Jack) zur optionalen Stromversorgung am Arduino (8mm Einbaudurchmesser, Standard 5.5x2.1mm).
- 4x Hohlstecker-Buchsen für die Splitter-Box Ausgänge (8mm Einbaudurchmesser).
- 2x 5-polige Käfigzugklemmen (z. B. WAGO 221) zum Zusammenführen der Signal- und Masseleitungen in der Splitter-Box.
- 4x Innomaker OV9281 USB Global-Shutter Kameramodule (unterstützt bis zu 120 FPS im Free-Run; getestetes Maximum im Hardware-Trigger-Modus liegt bei 50 FPS durch die Bridge-Firmware).
- 4x 2-Pin Mikro-Steckverbinder (z. B. JST 1.25mm 2-Pin), um die Triggerkabel direkt und steckbar auf die FSIN-Pins der Kameraplatinen zu stecken.
- Empfohlene Host-PC USB-PCIe-Erweiterungskarte (für 4+ Kameras): StarTech 4-Port USB 3.0 PCIe-Karte (Modell:
P5Q4A-USB-CARD) — verfügt über 4 getrennte Controller-Kanäle (1 dedizierter Controller-Chip pro Port), wodurch Bandbreiten-Engpässe und Paketkollisionen vollständig vermieden werden.
Mechanik & Schrauben:
- Trigger-Box: 8x M3 10mm Schrauben, 8x M3 Einschmelzgewinde.
- Splitter-Box: 6x M3 10mm Schrauben, 6x M3 Einschmelzgewinde.
- Pro Kamera: 7x M3 15mm Schrauben, 2x M3 Rändelschrauben (10–25mm), 9x M3 Einschmelzgewinde.
- 1/4"-20 UNC Gewindeschneider (um Standard-Stativgewinde in die Kamerabügel zu schneiden).
Am Gehäuse des Arduinos werden ein Taster im Deckel und eine XLR-Buchse (Männlich) im Unterteil verbaut.
Der Taster sitzt im Deckel und nutzt die interne INPUT_PULLUP Funktion des Arduinos.
- Start/Stop Record Button: Verbindet Arduino Pin 4 mit Arduino GND. (Dieser Taster sendet einen Befehl an die Software. Die Kameras erhalten dauerhaft das Trigger-Signal, wenn der Modus aktiv ist.)
- XLR Pin 1 (Masse/Schirm): Mit Arduino GND verbinden.
- XLR Pin 2 (Signal Hot): Mit Arduino Pin 2.
- XLR Pin 3 (Signal Cold): Brücken mit XLR Pin 1 (Masse).
Die Splitter-Box hat einen XLR-Eingang (Weiblich) und gibt das Signal über 4 DC-Hohlbuchsen an die 4 Kamerakabel weiter.
- Das Signal (Hot): Das ankommende Signal von XLR Pin 2 wird über eine 5er-Käfigzugklemme auf die vier roten Adern / Mittelkontakte der DC-Buchsen verteilt.
- Die Masse (GND): Die ankommende Masse von XLR Pin 1 wird über eine zweite 5er-Käfigzugklemme auf die vier schwarzen Adern / Außenkontakte der DC-Buchsen verteilt.
- Die Schirmung der Kabel: Das Drahtgeflecht wird ebenfalls an XLR Pin 1 (Ground) angeschlossen.
(Pin 3 der XLR-Eingangsbuchse kann hier einfach mit Pin 1 gebrückt werden oder leer bleiben).
Die vier Kabel kommen von der Splitter-Box an den Kameras an. Wir nutzen die einseitige Schirmerdung, um Brummschleifen (Ground Loops) zu vermeiden!
- Rote Ader (Signal): Anschließen an den FSIN + Pin der Kamera (bzw. an das rote Klemmterminal bei
Cam-BACK-LONG). - Weiße/Schwarze Ader (Masse): Anschließen an den FSIN - Pin der Kamera (bzw. an das schwarze Klemmterminal bei
Cam-BACK-LONG). - Stecker-Tipp: Kleine 2-Pin-Steckverbinder (z. B. JST 1.25mm 2-Pin) passen perfekt auf die beiden FSIN-Stifte der Platine für eine saubere, steckbare Verbindung.
- Schirmung (Drahtgeflecht): Bündig abschneiden und gut isolieren! Die Schirmung darf an der Kamera NICHT angeschlossen werden oder Metall berühren.
Grund: Die Schirmung fängt elektromagnetische Störungen auf der gesamten Strecke auf und leitet sie über die Splitter-Box und das XLR-Kabel sicher in den Ground des Arduinos ab (Faradayscher Käfig). Wäre sie auf beiden Seiten angeschlossen, könnten Störströme durch das Kabel fließen.
Tip
Modulare 90°-Drehung (Hochkant vs. Querformat):
Dank des quadratischen 4-Schrauben-Lochmusters zwischen Cam-MID und dem Rückteil kannst du entscheiden, ob die Kamera horizontal (Querformat) oder vertikal (Hochkant / 90° gedreht) am Stativbügel montiert sein soll. Einfach die 4 Schrauben des Rückteils lösen, das Rückteil um 90° drehen und wieder festschrauben. So lässt sich das Bild optimal an stehende Darsteller anpassen.
- Trigger-Kabel (Splitter zu Kameras): Ein 2-adriges, geschirmtes Audiokabel (z. B.
2x 0.08 mm²oder DMX-Steuerkabel) ist ideal für die Strecke von der Splitter-Box zu den Kameras. - XLR-Kabel (Arduino zu Splitter): Jedes handelsübliche 3-polige XLR-Mikrofonkabel.
- USB-PCIe-Erweiterungskarte: StarTech
P5Q4A-USB-CARD(4-Port PCIe) — Getestet und verifiziert für den synchronen Betrieb von 4 InnoMaker OV9281 Kameras. Verhindert Bandbreiten-Staus zuverlässig durch 4 separate Controller-Chips.
Wenn eine Kamera beim Initialisieren ein einziges Standbild liefert, danach aber mit 0.0 FPS und rotem Warn-Overlay einfriert (während die anderen Kameras flüssig laufen):
- Free-Run-Gegenprobe: Deaktiviere in MoCapSTR (Setup-Tab) das Häkchen
[ ] Enable UVC Hardware Triggerund klicke auf Initialisieren. Wenn die Kamera im Free-Run flüssig läuft, sind USB-Karte, Kabel und Treiber zu 100 % in Ordnung – der Fehler liegt ausschließlich an der physischen Trigger-Leitung. - Klemmen in der Splitter-Box prüfen: Öffne die Splitter-Box und prüfe, ob die WAGO-Klemme oder die Lötverbindung zur DC-Buchse der betroffenen Kamera lose ist oder herausgerutscht ist.
- Polarität an der Kamera prüfen (
FSIN+/FSIN-): Die Eingangsschutzdiode des OV9281-Moduls erfordert zwingend die korrekte Polarität (Rot =FSIN+, Schwarz =FSIN-/ Masse). Bei vertauschten Adern blockiert die Diode und der Sensor erhält keine Pulse. - Kreuztest an der Splitter-Box: Stecke den DC-Hohlstecker der betroffenen Kamera an der Splitter-Box in einen funktionierenden Ausgang um, um sofort zu sehen, ob das Kabel oder die Splitter-Buchse die Ursache ist.