Bachelor's Thesis

Design and Manufacture of a Film Feeder for a Home Film Negative Scanner

Final Thesis 2.46 MB Appendix 995.08 kB

Author of thesis: Jiří Kotolan

Acad. year: 2025/2026

Supervisor: Ing. Petr Hájek, Ph.D.

Reviewer: MgA. Jiří Balát

Abstract:

The bachelor's thesis describes the complex design, construction and software control of an automated film negative feeder. The device is designed as a mechatronic system in which the coordination of the drive, sensor and exposure subsystems is implemented using a built-in microcontroller. In the first part, a theoretical foundation is laid and a research survey of existing scanning technologies on the market is carried out, which define the initial technical requirements for the own solution. The following part of the thesis is devoted to a detailed engineering design of a structural structure divided into two functional chambers, which integrates a synchronous belt transmission and a sliding mechanism based on the force contact of two rollers. The electronic and sensor subsystem with a Raspberry Pi Pico control core for reliable film positioning uses an integrated light board with a diffuser and a pair of photoresistors for detecting the edges of the frames. Furthermore, the thesis focuses on the software logic in the MicroPython language, which implements three specific operating modes: fully automatic, semi-automatic and manual. The realized prototype is able to reliably advance and illuminate film strips of various formats. The successful digitization of a real negative at the end of the work validates the mechanical reliability and software stability of the entire designed system.

Keywords:

Mechatronics, film, film negative, scanning, camera, mechanics, electronics, code, microcontroller, digitization 

Date of defence

11.06.2026

Result of the defence

Defended (thesis was successfully defended)

znamkaBznamka

Grading

B

Process of defence

Při obhajobě student nejprve prezentoval svou bakalářskou práci. Následně byly přečteny posudky a student odpověděl na dotazy oponenta. Poté členové komise položili následující otázky: - Jak homogenní je osvětlení snímku a jakým způsobem jste tuto vlastnost testoval? - Jak jsou zapojeny LED diody? - Jak systém rozpoznává přechod mezi jednotlivými snímky pomocí fotodiody? Co by se stalo v případě, že by se na fotografii objevil černý sloup? Na závěr byla obhajoba hodnocena jako velmi dobrá.

Language of thesis

Czech

Faculty

Department

Study programme

Mechatronics (B-MET-P)

Composition of Committee

doc. Ing. František Šebek, Ph.D. (předseda)
Ing. Petr Procházka, Ph.D. (místopředseda)
Ing. Petr Krejčí, Ph.D. (člen)
doc. Ing. Stanislav Věchet, Ph.D. (člen)
Ing. Pavel Švancara, Ph.D. (člen)
Ing. Jan Králík, Ph.D. (člen)

Supervisor’s report
Ing. Petr Hájek, Ph.D.

Téma diplomové práce reaguje na poptávku po hobby skenerech filmových negativů. Student v rámci ní vytvořil podavač pro negativy na svitkovém filmu, který je oproti klasickému kinofilmu asi 2× širší. Student pracoval aktivně, svědomitě a cílevědomě a navrhl a vyrobil zařízení, které nejen prosvětluje, zbavuje prachu a podává film, ale také ovládá připojený fotoaparát, který zajišťuje digitalizaci negativu. Zařízení je vymyšleno tak, že díky akumulátoru většinou nepotřebuje napájení a umí negativy naskenovat automaticky, poloautomaticky i manuálně. Vzhledem k náročnosti úkolu bylo menší úsilí věnováno psaní práce, která je formálně neupravená, na většině míst jsou nesprávně umístěné citace, ale obsahově v ní nechybí žádné důležité informace. Naskenovaný negativ v závěru by si zasloužil zevrubnější rozbor chyb, které při jeho skenování mohly nastat, například analýzu zaostření na zrno filmu nebo homogenity prosvětlení. Nic z toho ale významně neovlivňuje funkčnost zařízení.
Evaluation criteria Grade
Splnění požadavků a cílů zadání B
Postup a rozsah řešení, adekvátnost použitých metod A
Vlastní přínos a originalita A
Schopnost interpretovat dosažené výsledky a vyvozovat z nich závěry A
Využitelnost výsledků v praxi nebo teorii A
Logické uspořádání práce a formální náležitosti B
Grafická, stylistická úprava a pravopis C
Práce s literaturou včetně citací C
Samostatnost studenta při zpracování tématu A

Grade proposed by supervisor: B

Reviewer’s report
MgA. Jiří Balát

S rozvojem a postupným zjednodušováním digitální fotografie nedošlo k původně očekávanému útlumu fotografie analogové. Naopak lze v posledních letech pozorovat narůstající zájem o fotografování na klasický filmový materiál. S tímto trendem úzce souvisí také problematika digitalizace vyvolaných negativů a archivace analogových fotografií v digitální podobě.

Autor bakalářské práce si klade za cíl analyzovat dostupná řešení filmových skenerů a navrhnout vlastní zařízení pro digitalizaci filmových negativů, včetně návrhu ovládacího softwaru. Práce tak kombinuje rešeršní, konstrukční i praktickou část a zasahuje do oblasti mechanického návrhu, elektroniky i softwarového řešení.

Oceňuji komplexnost zpracování celé práce. Autor nejprve provádí rešerši existujících zařízení a používaných technologií, teprve následně přistupuje k samotnému návrhu konstrukčního řešení. Tento systematický postup považuji za správný a odpovídající technicky orientované bakalářské práci.

Pozitivně hodnotím také jasně definované cíle projektu. Autor klade důraz především na univerzálnost navrženého systému, který má být kompatibilní s fotoaparáty různých výrobců. Současně se zaměřuje na dosažení dostatečné produktivity a rychlosti skenování většího množství negativů. Významným aspektem návrhu je rovněž snaha o maximálně šetrný transport filmového materiálu bez rizika jeho poškození. Oceňuji také možnost bateriového provozu, která rozšiřuje využitelnost zařízení například při práci v terénu nebo v archivech. Přínosně vnímám i modulární konstrukční řešení podporující opravitelnost a dlouhodobou udržitelnost zařízení.

Z uvedených cílů i z celkového zpracování práce je patrné, že se autor v dané problematice dlouhodobě orientuje a má o téma hlubší odborný zájem. Oceňuji také skutečnost, že se na Fakultě strojního inženýrství věnují i projektům propojujícím technické obory s oblastí fotografie a digitalizace analogových médií.

Za slabší stránku práce považuji především její formální a stylistickou úroveň. V textu se objevují typografické nedostatky, například jednoslovné předložky a spojky ponechané na konci řádků. Rezervy spatřuji rovněž v práci se zdroji a citačním aparátu, který mohl být zpracován důsledněji a v jednotnějším formátu.

Předložená bakalářská práce splňuje požadavky kladené na tento typ kvalifikační práce. Navzdory výše uvedeným formálním a stylistickým nedostatkům považuji práci za přínosnou, technicky zajímavou a prakticky využitelnou. Autor v práci prokázal schopnost samostatně řešit komplexní technický problém, propojit teoretickou rešerši s praktickým návrhem a dovést projekt do funkční podoby. Z uvedených důvodů práci doporučuji k obhajobě.
Evaluation criteria Grade
Splnění požadavků a cílů zadání A
Postup a rozsah řešení, adekvátnost použitých metod A
Vlastní přínos a originalita A
Schopnost interpretovat dosaž. výsledky a vyvozovat z nich závěry A
Využitelnost výsledků v praxi nebo teorii A
Logické uspořádání práce a formální náležitosti B
Grafická, stylistická úprava a pravopis B
Práce s literaturou včetně citací B
Topics for thesis defence:
  1. Otázka 2: V práci jste neuvedl, jakou teplotu bílé barvy mají LED diody. Dokázal byste ji zjistit a říct, proč je tato informace důležitá pro skenování barevných negativů?
  2. Otázka 3: Kdybyste měl tento projekt i nadále rozvíjet, co byste změnil nebo upravil jako první a proč?
  3. Otázka 4: Testoval jste Vaše zařízení ve tmě a na slunečním světle? Nemůže silné denní světlo zmást použité fotorezistory?
  4. Otázka 5: Někteří fotografové stříhají film po jednotlivých políčkách. Dokáže Váš přístroj naskenovat jenom jedno políčko? V případě, že ne, dokázala byste, alespoň slovně, navrhnout řešení?
  5. Otázka 1: Pro prosvětlení negativu jsou použité LED diody. V kombinaci s určitými fotoaparáty a expozičními časy může docházet k nežádoucímu efektu, tzv: „bandingu“. Přihlížel jste při návrhu přístroje k tomuto hledisku? Dokázal byste navrhnout řešení, jak tomuto předcházet?

Grade proposed by reviewer: A

Responsibility: Mgr. et Mgr. Hana Odstrčilová