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BU2
Video
Out
BNC Print
IC5
IN
OUT
S1
LM317
C1
Adj.
R18
220R
BU3
UB
13V-18V
DC
+5V
Mono-
Klinken-
buchse
IC1
IN
OUT
7805
GND
C20
C16
+
C8
D8
Power
1000u
100n
grün,
40V
ker
3mm
C4
+12V
+5V
IC2
3
C
8
8
C3
C9
5
IC3
IC4
D
Reset
LM358
LM358
100n
100n
ker
ker
4
4
Bild 1: Schaltbild der Steuerelektronik des Kamerascanners KS 100.
den werden. Da bietet sich solch ein robus-
ter und kräftiger Antrieb für das Schwen-
ken der kleinen Kamera geradezu an.
Die Kamera wird auf dem Servo montiert
und kann in einem Bereich von 160 Grad
geschwenkt werden. Eine zusätzliche verti-
kale Drehung (Neigen), wie das bei teuren
professionellen Systemen geschieht, ist bei
dem hier vorgestelltem System nicht not-
wendig, da die verwendete Kamera ein Weit-
winkel-Objektiv hat und bei entsprechen-
der Neigungseinstellung kaum noch einen
Winkel unbeobachtet lässt.
Ein normaler Servo wird nur für einen
maximalen Drehbereich von ca. 90° ge-
nutzt, da ja meist Gestänge mit relativ
geringem Aktionsweg, z. B. die Lenkung,
angesteuert werden. Er besitzt jedoch in-
tern einen mechanischen Anschlag, der
eine maximale Drehung um 180° erlaubt.
Es muss aber auf jeden Fall vermieden
werden, dass der Servo an diesen Anschlag
„fährt", da ansonsten die Mechanik sowie
der Servomotor beschädigt werden. Dies
verhindert man im Modellbau durch eine
entsprechende Einstellung der Impulslän-
ge der Steuerimpulse für die Servoelektro-
nik. Durch eine genaue Justierung der Steu-
erimpulse kann jedoch ein Drehbereich
von bis zu 160 Grad erreicht werden. Setzt
man dann eine Kamera mit z. B. einem
Weitwinkel-Objektiv ein, das üblicherwei-
se 92 Grad erfasst, kann man mit einer
solchen Kamera auf dem Servo schon ei-
ELVjournal 1/01
+5V
+12V
R7
100R
C14
C15
+
+
R14
180K
100n
100u
100u
16V
16V
ker
R17
33K
R28
470m
2Watt
R25
IC3
100K
6
+
-
D2
7
+
A
100u
16V
5
1N4148
+
LM358
C11
D7
C19
+
grün,
100n
1u
100V
ker
3mm
Servo
+12V
+5V
6
Set
1
IC4
Q
14
6
B
-
2
C10
Q ¯
IC2
7
+
CD4013
B
100n
4
5
+
ker
CD4013
7
LM358
nen Bereich von mehr als 180 Grad über-
wachen. Setzt man Back-to-Back ein zwei-
tes solches System ein, so ist theoretisch
sogar die 360-Grad-Überwachung kein
Problem mehr. Aber auch, wenn man eine
Kamera mit hoher Brennweite und dem
entsprechend geringeren Öffnungswinkel
einsetzen will, ist ein solcher Kamerascan-
ner sehr nützlich, eröffnet er doch die Über-
wachungsmöglichkeit über ein weit in die
Tiefe und Breite gehendes Areal!
Steuergerät
Die Schaltung des zweiteiligen Kamera-
Scannersystems besteht aus dem Steuerge-
rät und dem Kameramodul, in dem sich die
Kamera mit Servo befindet.
Das Schaltbild der Steuerelektronik ist
in Abbildung 1 dargestellt. Aufgabe dieses
Schaltungsteils ist es, die Steuersignale für
den Servo zu erzeugen. Zudem sorgt eine
Schutzschaltung dafür, dass im Fehlerfall
(z. B. der Servo klemmt bzw. ist blockiert)
das Aussenden weiterer Steuersignale un-
terbleibt.
Die Spannungsversorgung erfolgt über
ein externes Netzteil, das an die Buchse
BU 3 angeschlossen wird. Diese Spannung
versorgt auch das Kameramodul inklusive
der Kamera. Die Leerlaufspannung des
Netzteils sollte mindestens 13 V, maximal
18 V betragen, was bei einem unstabilisier-
ten 12-V-Steckernetzteil auch der Fall ist.
D3
+5V
R13
10K
C21
BAT43
IC6
100n
8
4
ker
VCC
RESET
7
DIS
3
OUT
D5
6
THD
1N4148
5
CONT
D4
2
TRIGGER
1N4148
C2
GND
C13
1
NE555
100n
10n
250V
ker
+12V
IC2
8
Set
11
13
IC3
C
Q
A
2
12
9
-
Q ¯
D
1
Reset
+
B
10
CD4013
3
+
LM358
D6
+
C5
rot,
47u
100n
16V
ker
3mm
Error
1
6
2
7
3
8
4
9
5
D1
IC4
2
BU1
-
R8
1N4148
Print-Buchse
1
+
100R
R22
Sub-D,
A
3
9polig
100K
+
LM358
C12
C17
18n
220n
250V
100V
+5V
C18
+
10u
63V
T1
Anschlag
R31
links
BC548C
47K
C7
+
Position
1u
100V
Der Spannungsregler IC 1 erzeugt aus
dieser Eingangsspannung eine stabilisier-
te Spannung von 5 V. IC 5 vom Typ LM
317 ist ein einstellbarer Spannungsregler,
dessen Ausgangsspannung mit dem Trim-
mer R 23 im Bereich von 12 V bis 14 V
einstellbar ist. Diese Spannung dient der
Versorgung des Kameramoduls. Im Be-
darfsfall, d. h., wenn der Spannungsabfall
über die Zuleitung zum Kameramodul zu
groß ist, kann man die Versorgungsspan-
nung bis auf 14 V erhöhen, um den Verlust
des Kabels zu kompensieren. Die Betriebs-
spannungen sowie das Steuersignal werden
über die Buchse BU 1 zum Kameramodul
ausgegeben. Das Videosignal hingegen ge-
langt von Pin 1 der BU 1 auf die BNC-
Buchse BU 2.
Ein Oszillator mit nachgeschaltetem
Pulsweitenmodulator (PWM) dient der
Erzeugung des Steuersignals. Er wird aus
IC 6 (NE555) und seiner Peripherie gebil-
det. Die Periodendauer der Ausgangsfre-
quenz an Pin 3 beträgt 20 ms mit einem
Puls-Pausenverhältnis von 1: 3.
Die beiden Dioden D 4 und D 5 realisie-
ren das unterschiedliche Puls-/Pausenver-
hältnis über unterschiedliche Lade- und
Entladezeiten des Kondensators C 2.
Das rechteckförmige Ausgangssignal
des Oszillators wird über R 22, C 12 sowie
der Diode D 1 zu einer annähernd säge-
zahnförmigen Spannung geformt. Mit Hil-
fe des nachgeschalteten Komparators
zum Kameramodul
Pin 1 - Video
Pin 2 - Steuersignal
Pin 4,5 - +12V
Pin 6,7 - +5V
Pin 8,9 - GND
+5V
T2
Anschlag
rechts
BC548C
C6
+
1u
100V
011199101A
3
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