Une caméra vidéo couleurs avec zoom 22x

Télécaméra couleurs compacte à haute résolution avec zoom optique 22x et zoom numérique 10x, pour une utilisation professionnelle. Elle offre la possibilité de programmer toutes les fonctions principales : OSD, autofocus, contrôle par clavier situé à l’arrière du boîtier, télécommande ou ligne de communication sérielle TTL/RS485.


Depuis que les technologies toujours plus raffinées ont fait augmenter la production et les ventes (avec des prix de plus en plus bas) des mini-caméras vidéo compactes, nous trouvons dans le secteur des composants électroniques une multitude de produits, dont la plupart proviennent d’Extrême-orient, pour tous les cas à couvrir et pour toutes les bourses : micro caméras CCD et CMOS (les plus économiques mais les moins performantes) à insérer ou déjà dans un boîtier, avec optique traditionnelle ou trou d’aiguille (“pin-hole”), avec monture C (pour objectifs standards), etc. Le panel des disponibilités va des plus petites caméras (de la taille du bout du doigt) destinées à visionner de toutes petites zones (par exemple, endovision de la bouche pour dentistes) ou à la surveillance discrète (invisible même), jusqu’aux caméras extérieures professionnelles dans leurs boîtiers comprenant les fixations murales ou de plafond (fixes ou mobiles, manuelles ou automatiques).

Notre produit
Celle que nous voulons vous présenter dans cet article entre dans une catégorie nouvelle de produits récemment commercialisés : il s’agit d’une caméra vidéo couleurs à haute résolution dotée d’un zoom optique 22x et numérique 10x.
Ses nombreuses fonctions sont accessibles en trois modes : localement, par clavier sur le panneau arrière, à distance, grâce à une télécommande spécifique par fil et enfin par ordinateur ou microcontrôleur, en utilisant le canal sériel RS485 correspondant à un connecteur spécial situé à l’arrière.
Quant à la sortie du signal, la mini caméra vidéo permet une liaison à un moniteur ou à un enregistreur vidéo comportant une entrée vidéo-composite standard (péritel SCART) ou super-VHS : en effet, toujours à l’arrière, nous trouvons une BNC femelle et une mini-DIN femelle pour le S-VHS.
Son champ d’application très étendu est dû à ses dimensions réduites et à ses performances remarquables : elle pourra être utile à l’installateur ou au concepteur de matériel de sécurité ou vidéo-surveillance. La mini caméra vidéo est en effet adaptée aux situations les plus variées, parmi lesquelles le contrôle de parc autos, de magasin, de locaux ouverts au public, exposition, usine, hall ou autres édifices, etc. Pour tous ces exemples et pour les autres cas, les fonctions particulières disponibles permettent de placer l’appareil sans trop de difficulté, tout en obtenant la vision désirée dans toutes sortes d’environnements : le zoom en effet permet de filmer de très loin (et donc sans être vu) de petits détails, de faire des gros plans de personnes.
Tout cela avec une qualité d’image exceptionnelle.
C’est finalement un produit véritablement professionnel, pouvant remplacer plusieurs caméras traditionnelles placées en divers endroits, que nous vous proposons : et ce grâce à la possibilité de paramétrer à distance le mode de fonctionnement et tous les réglages qu’on n’aura donc pas besoin d’effectuer localement.
Nous allons maintenant analyser les détails les plus marquants et approfondir la description de certains d’entre eux.

Figure 1 : Caractéristiques techniques

Modèle ...................................... SK-2172
Type ........................................ Télécaméra zoom couleurs
Capteur ..................................... Sony CCD 1/4” interlinetransfer
Pixels effectifs ............................ 752(H) x 582(V)
Résolution .................................. 470 LIGNES TV (horiz.)
Système ..................................... PAL
Synchronisme ................................ Interne
Sortie vidéo ................................ 1 Vpp / 75 ohms
Gamme ....................................... 0,45
Sensibilité ................................. 3 Lux (F1.6)
Rapport S/B vidéo ........................... > 46 dB
Contrôle de gain ............................ Automatique ou manuel
Vitesse obturateur .......................... 1/50 0 1/100 000e de sec.
Zoom ........................................ x22 optique, x10 numérique
Optique ..................................... f = 3,6 mm à f = 79,2 mm (F1.6 à F3.7)
Ouverture angulaire ......................... 2,3° à 47,9°
Balance des blancs .......................... Automatique, 3100 °K, 5100 °K
Port sériel de communication ................ TTL, RS232
Température de travail ...................... de –10 °C à +50 °C
Tension d’alimentation ...................... 12 Vdc stabilisé
Courant maximum ............................. 500 mA
Dimensions .................................. 98 x 56 x 50 mm
Poids ....................................... 270 grammes.


Les caractéristiques montrent que cette caméra, quoiqu’elle soit d’un prix abordable, appartient à la catégorie des produits professionnels. Par les dimensions et le poids, nous avons à faire à un produit extrêmement compact, facile à manier et très peu encombrant.

La description de l’appareil
La caméra vidéo couleurs est compacte, fondée sur un capteur CCD 1/4” avec une résolution de 752 x 582 pixels et 470 lignes TV. L’obturateur est électronique et les temps d’exposition vont de 1/50e à 1/100 000e de seconde : il peut donc filmer des images dans la quasi obscurité comme sous une forte lumière. La sensibilité du CCD est de 3 lux (F/1,6) seulement et le rapport signal/bruit dépasse 46 dB.
La logique de contrôle est de type autofocus et donc la caméra est en mesure de régler automatiquement la mise au point : cette fonction peut être désinsérée afin de régler manuellement (localement ou à distance) la mise au point. L’ouverture angulaire de l’optique peut varier, selon le paramétrage des fonctions, de grand angle (“wide” : 47,9°) à téléobjectif (tele : 2,3°). Quand le zoom numérique entre en fonction, il est possible de filmer de plus près encore, mais bien sûr alors l’image devient plus grossière : cet effet est d’autant plus prononcé que l’agrandissement est plus grand.
Les principales fonctions sont accessibles par commande directe (pour les poussoirs situés derrière l’appareil, par la télécommande filaire ou par ligne sérielle de communication). Les fonctions avancées sont en revanche regroupées dans un menu visualisé sur le moniteur qu’on aura relié à la caméra.
Récapitulons les commandes manuelles accessibles à partir de l’arrière de l’appareil :
- Le poussoir “AM/MF switch” active et désactive la mise au point automatique (chaque fois que vous le pressez, vous passez de manuel à automatique et vice-versa).
- Le poussoir W concerne la fonction “wide” (grand angle) : maintenu pressé l’angle s’ouvre de plus en plus, avec le poussoir T (tele) maintenu poussé, en revanche, l’angle diminue et on peut ainsi focaliser sur une zone toujours plus restreinte et lointaine.
- Les touches N (“near”, proche) et F (“far”, lointain) concernent la mise au point et ne fonctionnent qu’en cas de sélection manuelle : la première permet la mise au point sur les sujets voisins, la seconde sur des sujets lointains.
- Enfin MENU donne accès au menu de programmation du mode de fonctionnement : le menu principal et le submenu apparaissent à l’écran du moniteur relié, pour sélectionner les diverses fonctions et pour se déplacer dans le menu on utilise les poussoirs servant d’autre part pour les fonctions de zoom, soit W, T, N et F. Le menu principal comprend sept voies : Spécial, Focus, “Shutter”, AGC, SDR, W/B et Exit.

Avec le menu SPÉCIAL, il est possible d’effectuer les paramétrages suivants :
- NEGA : permet de choisir d’envoyer à la sortie une image négative ou une image positive (c’est-à-dire normale),
- COLOR : permet d’obtenir une image couleurs ou noir et blanc,
- MIRROR : permet d’obtenir une image normale, à effet miroir, ou seulement à effet miroir par rapport au centre de l’image,
- BRIGHTNESS : permet de régler la luminosité de l’image fournie par la caméra en 20 niveaux,
- SHARPNESS : permet de régler le contraste de l’image en 20 différents niveaux,
- OSD : permet de superposer, ou pas, à l’image présente en sortie des informations touchant le fonctionnement de la caméra.

En revenant au menu principal, nous avons la possibilité d’effectuer les réglages suivants :
- FOCUS : permet de choisir entre les modes autofocus et manuel, c’est le seul paramétrage pouvant être effectué même sans entrer dans le menu de programmation en pressant le bon poussoir au dos de la caméra,
- SHUTTER : comme pour toutes les caméras professionnelles, il est possible de choisir entre le fonctionnement automatique ou paramétrer une vitesse fixe de l’obturateur, ici 1/50, 1/100, 1/250, 1/500, 1/1 000 ou 1/10 000e de seconde,
- AGC : cette fonction (Contrôle Automatique de Gain) peut être activée ou non (normalement, le CAG doit être sur ON, mais il y a des cas où il est nécessaire de le mettre sur OFF),
- SDR : cette fonction (Super Dynamic Range) est analogue (mais plus efficace) au BLC (Back Light Compensation), ici encore, il est possible de la désactiver avec le OFF,
- WHITE BALANCE : permet de régler la sensibilité à la température de couleur, c’est-à-dire la tonalité des couleurs et donc celle du blanc, en l’adaptant au type de monitor utilisé, ainsi qu’à son propre goût. Les options possibles sont : AUTO (règle automatiquement la température de couleur), INDOOR (spécial filmage en intérieur avec point de couleur fixe à 3 100 °K), OUTDOOR (spécial filmage en extérieur avec point de couleur fixe à 5 100 °K), MANUEL (avec possibilité d’effectuer une balance du blanc et du bleu). Pour sortir du mode de programmation, il suffit, après avoir effectué les paramétrages désirés, de presser de nouveau la touche menu.

La télécommande
La télécommande filaire est fournie avec la mini caméra vidéo couleurs : elle reprend à distance les contrôles disponibles sur le panneau arrière. En effet, elle dispose des mêmes poussoirs “Wide”, “Tele”, “Near”, “Far” et Menu. Donc l’usager ne peut en faire ni plus ni moins que ce qui vient d’être décrit ci-dessus, mais avec plus de liberté d’action car la caméra peut être alors placée sur son support orientable éventuellement motorisé et la télécommande utilisée à quelques mètres de distance, près du monitor.
Le connecteur prévu pour brancher cette télécommande (“REMOTE”, distant) est à vis (au dos de la caméra) : on y branche la fiche terminant le câble de la télécommande. Si la longueur du câble est insuffisante, on peut prolonger celui fourni : pour cela utilisez un câble pour données à deux paires plus blindage, il transportera les signaux et l’alimentation (la tresse métallique est à relier à l’enveloppe du connecteur). La télécommande utilise une ligne sérielle de communication RS485 et donc le câble peut être allongé à volonté de plusieurs dizaines à centaines de mètres.

Figure 2 : La télécommande utilisée pour le contrôle à distance de la caméra et la caméra vue de face.

Le zoom motorisé a une longueur de focale variable de 3,6 mm (correspondant à l’ouverture angulaire maximale 47,9°) à 79,2 mm (2,3°).
Le diaphragme est de F1.6 dans le premier cas et de F3.7 dans le second. La vitesse du zoom est très élevée : environ 3 secondes pour passer de la distance focale minimale à la maximale.

Le contrôle sériel
La télécommande envoie à la caméra des données de contrôle selon un standard défini par le constructeur.
Les données peuvent être produites et envoyées par un PC devant disposer d’une interface sérielle RS485.
On a aussi la possibilité d’envoyer les commandes par une ligne TTL, mais dans ce cas, elle ne pourra être que très courte. Le protocole de communication est plutôt long et complexe et c’est pourquoi nous ne pouvons le publier dans ces pages. On le trouvera en revanche sur le site de la revue.
La figure 4 montre le brochage du connecteur de la commande à distance.
Si l’on se sert de la ligne RS485, on utilise les broches 1 (TXD-A) et 2 (RXD-B), si l’on se sert de la ligne TTL, les broches 5 (AD1) et 6 (AD2, masse). A la broche 3 correspond la masse d’alimentation pour la télécommande ou pour l’éventuel dispositif de contrôle “stand-alone”, sur la broche 4 est disponible le +12 V. A ce propos, rappelons que pour alimenter la caméra il est nécessaire d’utiliser une source continue stabilisée de 12 V 500 mA. Les câbles d’alimentation sont connectés au bornier du panneau arrière. Nous vous recommandons de respecter attentivement la polarité des câbles : une éventuelle inversion provoquerait des dommages irréparables au dispositif.


Figure 3 : Contrôles et connecteur I/O.

TELE SWITCH : Restreint le champ et rapproche l’image (l’ouverture angulaire diminue et le sujet devient plus grand).
WIDE SWITCH : Elargit le champ et éloigne l’image (l’ouverture angulaire augmente et le sujet devient plus petit).
NEAR SWITCH (mise au point manuelle) : Contrôle de la mise au point sur les objets voisins (pour mettre au point manuellement les images voisines).
FAR SWITCH (mise au point manuelle) : Contrôle de la mise au point sur les objets lointains (pour mettre au point manuellement les images lointaines).
MENU SWITCH : Pour se déplacer à l’intérieur du menu de programmation.
AF/MF SWITCH : Touche rapide de sélection pour choisir entre mise au point automatique (AF) ou manuelle (MF).
BNC JACK (VIDEO OUTPUT) : Sortie du signal vidéo-composite sur BNC.
S-VIDEO : Sortie vidéo avec connecteur S-vidéo pour signaux de qualité élevée.
BLOCK TERMINAL : Pour la liaison à la source d’alimentation.
REMOTE CONTROL : Prise pour télécommande et port sériel TTL/RS485 de communication.
TERMINATOR SWITCH : Est utilisé quand la ou les caméra(s) est ou sont contrôlée(s) par une ligne RS485. Mettre sur ON quand on utilise une seule caméra contrôlée par un seul PC, sur OFF quand on utilise plusieurs caméras contrôlées par une ligne sérielle. Dans tous les cas le “terminator” (bouchon) de la dernier caméra est sur ON.

Sur le panneau arrière se trouvent tous les contrôles et les connecteurs de I/O.


Figure 4 : Prise sérielle et dimensions.

La caméra vidéo couleurs dispose d’un contrôle sériel au moyen duquel il est possible de répéter à distance les principales commandes (présentes sur le panneau arrière) et effectuer la programmation des divers paramètres opérationnels, comme cela est spécifié en détails dans l’article.
La prise comprend 6 broches et intègre une ligne de communication sérielle RS485 (broches 1 et 2) et un contrôle TTL (broches 5 et 6), comme le montre le dessin. Les deux autres broches (3 et 4) fournissent (si nécessaire) l’alimentation au dispositif de contrôle. Celui-ci peut être une télécommande (comme celle fournie avec la caméra), une console “standalone” ou un PC. L’utilisation d’un PC avec sortie RS485 permet de piloter plusieurs caméras en même temps.
En ce qui concerne le protocole de communication, celui-ci est disponible sur le site de la revue : electronique magazine.com. Nous donnons ici en revanche le dessin et les caractéristiques mécaniques de la caméra : on le voit, ces dimensions sont très réduites et comme la caméra est également très légère (270 g), l’appareil trouve un vaste champ d’application, notamment en vidéo-surveillance.

Figure 5 : La mini caméra vidéo couleurs avec sa télécommande et son câble de liaison.

0 commentaires:

Enregistrer un commentaire

Related Posts Plugin for WordPress, Blogger...