Версия 14:11, 25 декабря 2021

Участники проекта

• Сергей (идея, реализация, подбор/поиск компонентов, сборка)
• avp (моделирование, 3D-печать)

Видеомикроскоп на основе камеры видеонаблюдения

Конструкция разработана на основе инструкции автора https://pikabu.ru/story/chast_1_mikroskop_dlya_payki_iz_fotouvelichitelya_upa_510_i_analogovoy_videokameryi_7371783

Здесь используется матрица CCD 1/3" ПЗС SONY 960H EXview HAD CCD II из б/у камеры видеонаблюдения https://www.telecamera.ru/catalog/Videonablyudenie/Analogovoe_videonablyudenie/Videokamery/Kupolnye/Cvetnye/SMARTEC/STC_3511_1b.htm

Преимущества матрицы как было описано в первой части статьи это возможность установить минимальную апертуру и получить большую ГРИП, чем для CMOS матрицы за счет меньшей плотности пикселей при аналогичных размерах сенсора.

Вторая причина которая позволяет использовать минимальную апертуру это ночной режим работы матрицы, в который чип автоматически переключается при недостаточном освещении, в этом режиме повышается чувствительность и разрешение в ТВЛ, но изображение становится черно-белым.

Недостаток аналоговой CCD матрицы старого поколения в том, что максимальное разрешение не превышает 700ТВЛ. Точной формулы пересчета разрешения ТВЛ в пиксели нет, применяется специальная тестовая таблица. Интерфейс ТВ по факту показал, что принимает поток видео формата AV 576i SD. https://ru.wikipedia.org/wiki/576i это около 720 х 576.

Подробнее о матрице CCD 1/3" ПЗС SONY 960H EXview HAD CCD II в статье: https://www.spycams.ru/articles/effio-noviy-mir-c-razresheniem-960h-1

Подробнее об ограничении максимального разрешения аналоговых CCD матриц в статьях

http://lib.secuteck.ru/articles2/videonabl/razreshenie-700-tvl-eto-predel

http://lib.secuteck.ru/articles2/test/test-analogovyy-obman-videokamery-1000-tvl

В этой конструкции используется аналоговая CCD матрица старого поколения.

Для получения более высокого разрешения нужно использовать камеры AHD нового поколения, в основе таких камер матрица CMOS с выводом изображения через аналоговый интерфейс по принципу камер старого поколения. Это позволяет добиться нулевого лага изображения, HD 1080p качества видеосигнала, схема подключения питания и монитора остается прежней.

На aliexpress можно найти бескорпусные сборки с матрицей AHD.

https://aliexpress.ru/af/ahd-camera-1080p.html

https://www.avito.ru/rossiya/audio_i_video/videokamery-ASgBAgICAUSIAroJ?q=%D0%BA%D0%B0%D0%BC%D0%B5%D1%80%D0%B0+%D0%B2%D0%B8%D0%B4%D0%B5%D0%BE%D0%BD%D0%B0%D0%B1%D0%BB%D1%8E%D0%B4%D0%B5%D0%BD%D0%B8%D1%8F

Установка матрицы CCD

Их корпуса камеры видеонаблюдения модуль с матрицей CCD

Закрепляем модуль матрицы на металлическом/пластиковом/картонном диске

Добавляем защиту платы из металла/пластика/картона

Закрепляем на корпусе штатива

Конструкция штатива аналогично описанной во второй части, т.е. без изменений.

Схема подключения питания и выводов видео к камере

Черный - GND

Красный - + 12В

Желтый - видеосигнал

Аналоговая матрица чувствительна к качеству питания, некачественный источник даёт помехи в виде снега в кадре.

В конструкции использовался БП navigator ND-P100-IP20-12V

https://www.maxidom.ru/catalog/drayvery/1001292757/

На корпусе модуля есть кнопка управляющая меню камеры, меню камеры отображается на мониторе после подключения и нажатия кнопки на корпусе модуля.

Т.к. все режимы работы переключаются автоматически, то единственный полезный для этой конструкции пункт меню это сброс настроек если камера до этого была в работе и имеет специфические настройки. Если черно-белого изображения достаточно для работы, то можно сразу включить ночной режим в котором матрица более чувствительная к свету и немного выше разрешение изображения в ТВЛ.

Инструкция к меню камеры в формате PDF по ссылке: http://www.smartec-cctv.ru/docs/catalog/STC-3511_Manual_Rus.pdf

Выбор монитора и ТВ

Для использования аналогового модуля камеры с CCD матрицей нужно подобрать монитор или ТВ с композитным входом. На изображении желтый.

Для использования с аналоговой матрицей лучше подходят старые ТВ, т.к. на пути от композитного интерфейса до вывода на экран минимум электроники вносящей лаг при обработке сигнала.

Тест на SmartTV с ОС android дал самый плохой результат c лагом около 0,5 секунды.

В этой конструкции используется noname ТВ 2007 года выпуска.

Подключение и фокусировка

Процесс фокусировки аналогично описанному во второй части.

1 изображение

2 изображение

Захват видео для ведения стримов

Задача захвата видео решается с помощью usb адаптера видеозахвата EasyCap. Устройство передал участник хакерспейса CADR nikhotmsk

При использовании плата видеозахвата определяется в системе как штатная web камера.

Изображение полученное с использованием EasyCap. Разрешение в оригинале 720х576. На первом изображении ГРИП больше за счет использования меньшей апертуры, характеристики матрицы позволяют использовать меньшую, чем в случае с CMOS матрицей апертуру.

Разрешение приложено к статье в оригинале 720х576. 1.

Разрешение приложено к статье в оригинале 720х576. 2.

При использовании usb видеозахвата возникает проблема лага изображения.

При использовании видео одновременно для работы и ведения стрима нужно использовать rca разветвитель.

Часть сигнала через USB видеозахват EasyCap подается в OBS Studio. Вторая часть сигнала realtime с нулевым лагом подается на ТВ или монитор.

О ваших результатах и замечаниях сообщайте в канал CADR https://t.me/cadr_hackerspace