神马文学网电视监控系统－云台镜头控制器
来源：百度文库 编辑：神马文学网 时间：2024/04/29 05:37:36
在不配系统主机的小型电视监控系统中，如果前端摄像机配有云台及电动镜头，或者在室外应用中配有带雨刷的室外防护罩，或者系统还要求控制监视现场的照明灯等辅助设备，就必须配有操纵云台、电动镜头动作及辅助设备开关启闭的控制器，如图4-1所示。这种控制器一般受面板按键的控制，输出交流电压（对云台）或直流电压（对电动镜头）到云台或电动镜头的控制电压输入端，使云台或电动镜头作相应动作。在某些应用场合，系统中可能只用了水平或全方位云台，因而控制器仅需对云台进行控制，而在其他应用场合，系统中可能同时用到了云台及电动镜头，或者还用到了某些辅助设备，因而控制器既要对云台进行控制，也要对电动镜头进行控制，还需要对辅助设备进行控制。
图4-1具有云台、电动镜头及控制器的小型系统
为了降低系统成本，监控系统中的控制器一般都是由简单逻辑去控制电磁继电器或固体继电器而输出上述控制电压。也有的设备利用晶闸管的导通来输出控制电压。
4.1 云台控制器
云台控制器按控制路数则可分为单路控制器SP3801和多路控制器SP3804两种（多路控制器实际上是将多个单路控制器做在一起，由开关选路，共用控制键），图4-2示出了单路全方位云台控制器原理图。
图4-2单路全方位云台控制器原理图
在图4-2中，SB1为自锁按钮开关，用于云台自动扫描或手动控制扫描的切换，SB2、SB3为非自动锁按钮开关，交流电压的一端直接接到控制器的输出端口2（公共端）。当SB1处于常态（未被按下）时，继电器K不吸合，交流电压的另一端（称为扫描端或自动端）通过继电器K的常闭点加到SB2、SB3的一端，此时，按下SB2或SB3的按钮，便可将这一交流电压输出到控制器的输出端口3或4，使水平云台做向左或向右方向的旋转。
当自动扫描按钮SB1被按下时，继电器K吸合工作，交流电压的扫描端通过继电器K的吸合触点加到控制器的输出端口1，使水平云台做自动扫描运动。此时，SB2或SB3按钮的通路被继电器K切断，不再起作用。图4-3示出了单路全方位云台控制器原理图。
图4-3单路全方位云台控制器原理图
SB4、SB5两个控制按钮，它们不经过继电器而直接与交流电压输入端相连，因此，无论是自动方式还是手动方式下（即无论SB1是否按下），按下SB4或SB3按钮即可使云台在垂直方向上做向上或向下的转动。
若要对多个云台进行控制，可以在单路控制器的基础上增加多个用于云台选通的继电器及选通按钮，而控制键可以共用。图4-4示出了4路全方位云台控制器原理图。
图4-4 4路全方位云台控制器原理图
在4-4中，SB1-1~SB1-4为云台选通开关（互锁），K1-1~K1-4为相应的四触点继电器，SB2-1~SB2-4为自动/手动开关（自锁），K2-1~K1-4为相应的三触点继电器，SB3、SB4控制云台上下运动，SB5、SB6控制云台左右运动。当开关SB2-1~SB2-4的任一个或多个同进被按下时，可以使K2-1~K2-4中相应的继电器触点闭合，使连接于相应端口上的云台做自动扫描运动。而当开关SB1-1~SB1-4的任一个被按下时，K1-1~K1-4中相应的继电器吸合，可以选通相应的输出控制端口，此时通过对SB3、SB4、SB5或SB6的操作就可以使连接到该控制端口上的云台做相应运动。另外，由图4-4还可以看出，如果某个端口外接的云台在作自动扫描（相应的自锁开关SB2闭合），那么，即使通过按钮SB1-1~SB1-4选中了该输出端口，通过SB5、SB6对云台的向左、向右手控也不能实现，而只有将该云台的自动扫描方式断开（使相应的自锁开关SB2断开）才可以对该云台的向左、向右实现手动控制。
由以上分析可以看出，控制器的基本控制原理就是在其输出端口的相应针脚上输出驱动云台电动机运转的控制电压，而具体要在哪一个针脚上输出这一控制电压则完全取决于操作者在控制器面板上对何种按钮进行了操作，控制器根据控制按钮的状态来控制相应继电器的导通，将交流控制电压送到相应输出端口的相应针脚。
4.2云台镜头防护罩多功能控制器
云台镜头多功能控制器主要用到对云台⒌缍杀渚低贰⒎阑ふ值挠晁⒁约吧涞啤⒑焱獾频绕渌芸刂粕璞傅目刂啤８每刂破鞫栽铺刂频脑砑暗缏方峁褂肭笆龅脑铺刂破魍全一样，在此基础上，另外增加了对电动三可变镜头以及防护罩等其他受控设备的控制功能及相应电路，因此电路结构比单一功能的云台控制复杂些?lt;/P>
由于电动三可变镜头内部的微型电动机均为小功率直流电动机，因此，控制器要完成对电动三可变镜头的控制，只能输出小功率的直流电压，这就要求控制器内部具有稳压的直流电源，这一电源通常为直流6~12V。在实用中，为了能更精确地对镜头调焦或在小范围内调整镜头光圈，一般希望电动镜头的电动机转速慢些，也就是要控制器输出到电动镜头的直流控制电压稍小些；也有的时候，为了快速跟踪活动目标（如在很短的时间内将摄像机镜头由广角取景推到主体目标的局部特写景），就要求控制器输出的直流控制电压稍大一些，因此，大多数云台镜头控制器的镜头控制输出端通常都设计可变电压输出，即通过对控制器面板上电压调节旋钮的调节，使镜头控制输出端的控制电压在直流6~12V之间连续变化。
除了具有上述云台镜头控制的功能外，还包括对室外防护罩的喷水清洗、雨刷以及射灯、红外灯等辅助照明设备的控制功能（防护罩的加热及通风一般由其内置的温控电路自动控制）。这部分电路的原理实际上与云台控制的原理类似，即在控制器的后面板上增加一个辅助控制端子，当对前面板上的辅助控制按钮进行操作时，可以将220V或24V的交流电压输出到辅助控制端子上，从而启动喷水装置、雨刷器或辅助照明灯等。需要说明的是，对一般控制器来说，辅助控制输出端口的输出电压一般与云台的控制电压相同。例如，220V的控制器要求外接云台及其他辅助设备均为交流220V的。因此，如果云台及各外接辅助设备的要求的驱动电压不相同，需通过加装变压器进行电压转换。另外，一般控制器的辅助控制输出端口各针脚结构与电特性完全相同，在实际使用时，不必严格按控制面板上的文字标注接线，只要使外接设备与面板按钮通过自行定义统一起来即可。
功能更强一些的控制器还可以接收各类传感器发来的报警信号并控制警号、射灯及自动录像的启动。
图4-5多功能控制器的原理图
由图4-5可见，驱动电动镜头的控制电压是直流量，且其幅值连续可调（经电位器RP），因此，通过调整RP就可发控制电动镜头中的电动机转速，进而改变镜头的变倍、聚焦或开闭光圈速度。
云台、警号、射灯及自动录像的启动即可以通过外接传感器的输出（常开触点闭合）来控制，也可由面板按钮直接控制。图4-6为单路云台镜头多功能控制器的前、后面板示意图。
图4-6单路云台镜头多功能控制器的前、后面板示意图
图4-1具有云台、电动镜头及控制器的小型系统
为了降低系统成本，监控系统中的控制器一般都是由简单逻辑去控制电磁继电器或固体继电器而输出上述控制电压。也有的设备利用晶闸管的导通来输出控制电压。
4.1 云台控制器
云台控制器按控制路数则可分为单路控制器SP3801和多路控制器SP3804两种（多路控制器实际上是将多个单路控制器做在一起，由开关选路，共用控制键），图4-2示出了单路全方位云台控制器原理图。
图4-2单路全方位云台控制器原理图
在图4-2中，SB1为自锁按钮开关，用于云台自动扫描或手动控制扫描的切换，SB2、SB3为非自动锁按钮开关，交流电压的一端直接接到控制器的输出端口2（公共端）。当SB1处于常态（未被按下）时，继电器K不吸合，交流电压的另一端（称为扫描端或自动端）通过继电器K的常闭点加到SB2、SB3的一端，此时，按下SB2或SB3的按钮，便可将这一交流电压输出到控制器的输出端口3或4，使水平云台做向左或向右方向的旋转。
当自动扫描按钮SB1被按下时，继电器K吸合工作，交流电压的扫描端通过继电器K的吸合触点加到控制器的输出端口1，使水平云台做自动扫描运动。此时，SB2或SB3按钮的通路被继电器K切断，不再起作用。图4-3示出了单路全方位云台控制器原理图。
图4-3单路全方位云台控制器原理图
SB4、SB5两个控制按钮，它们不经过继电器而直接与交流电压输入端相连，因此，无论是自动方式还是手动方式下（即无论SB1是否按下），按下SB4或SB3按钮即可使云台在垂直方向上做向上或向下的转动。
若要对多个云台进行控制，可以在单路控制器的基础上增加多个用于云台选通的继电器及选通按钮，而控制键可以共用。图4-4示出了4路全方位云台控制器原理图。
图4-4 4路全方位云台控制器原理图
在4-4中，SB1-1~SB1-4为云台选通开关（互锁），K1-1~K1-4为相应的四触点继电器，SB2-1~SB2-4为自动/手动开关（自锁），K2-1~K1-4为相应的三触点继电器，SB3、SB4控制云台上下运动，SB5、SB6控制云台左右运动。当开关SB2-1~SB2-4的任一个或多个同进被按下时，可以使K2-1~K2-4中相应的继电器触点闭合，使连接于相应端口上的云台做自动扫描运动。而当开关SB1-1~SB1-4的任一个被按下时，K1-1~K1-4中相应的继电器吸合，可以选通相应的输出控制端口，此时通过对SB3、SB4、SB5或SB6的操作就可以使连接到该控制端口上的云台做相应运动。另外，由图4-4还可以看出，如果某个端口外接的云台在作自动扫描（相应的自锁开关SB2闭合），那么，即使通过按钮SB1-1~SB1-4选中了该输出端口，通过SB5、SB6对云台的向左、向右手控也不能实现，而只有将该云台的自动扫描方式断开（使相应的自锁开关SB2断开）才可以对该云台的向左、向右实现手动控制。
由以上分析可以看出，控制器的基本控制原理就是在其输出端口的相应针脚上输出驱动云台电动机运转的控制电压，而具体要在哪一个针脚上输出这一控制电压则完全取决于操作者在控制器面板上对何种按钮进行了操作，控制器根据控制按钮的状态来控制相应继电器的导通，将交流控制电压送到相应输出端口的相应针脚。
4.2云台镜头防护罩多功能控制器
云台镜头多功能控制器主要用到对云台⒌缍杀渚低贰⒎阑ふ值挠晁⒁约吧涞啤⒑焱獾频绕渌芸刂粕璞傅目刂啤８每刂破鞫栽铺刂频脑砑暗缏方峁褂肭笆龅脑铺刂破魍全一样，在此基础上，另外增加了对电动三可变镜头以及防护罩等其他受控设备的控制功能及相应电路，因此电路结构比单一功能的云台控制复杂些?lt;/P>
由于电动三可变镜头内部的微型电动机均为小功率直流电动机，因此，控制器要完成对电动三可变镜头的控制，只能输出小功率的直流电压，这就要求控制器内部具有稳压的直流电源，这一电源通常为直流6~12V。在实用中，为了能更精确地对镜头调焦或在小范围内调整镜头光圈，一般希望电动镜头的电动机转速慢些，也就是要控制器输出到电动镜头的直流控制电压稍小些；也有的时候，为了快速跟踪活动目标（如在很短的时间内将摄像机镜头由广角取景推到主体目标的局部特写景），就要求控制器输出的直流控制电压稍大一些，因此，大多数云台镜头控制器的镜头控制输出端通常都设计可变电压输出，即通过对控制器面板上电压调节旋钮的调节，使镜头控制输出端的控制电压在直流6~12V之间连续变化。
除了具有上述云台镜头控制的功能外，还包括对室外防护罩的喷水清洗、雨刷以及射灯、红外灯等辅助照明设备的控制功能（防护罩的加热及通风一般由其内置的温控电路自动控制）。这部分电路的原理实际上与云台控制的原理类似，即在控制器的后面板上增加一个辅助控制端子，当对前面板上的辅助控制按钮进行操作时，可以将220V或24V的交流电压输出到辅助控制端子上，从而启动喷水装置、雨刷器或辅助照明灯等。需要说明的是，对一般控制器来说，辅助控制输出端口的输出电压一般与云台的控制电压相同。例如，220V的控制器要求外接云台及其他辅助设备均为交流220V的。因此，如果云台及各外接辅助设备的要求的驱动电压不相同，需通过加装变压器进行电压转换。另外，一般控制器的辅助控制输出端口各针脚结构与电特性完全相同，在实际使用时，不必严格按控制面板上的文字标注接线，只要使外接设备与面板按钮通过自行定义统一起来即可。
功能更强一些的控制器还可以接收各类传感器发来的报警信号并控制警号、射灯及自动录像的启动。
图4-5多功能控制器的原理图
由图4-5可见，驱动电动镜头的控制电压是直流量，且其幅值连续可调（经电位器RP），因此，通过调整RP就可发控制电动镜头中的电动机转速，进而改变镜头的变倍、聚焦或开闭光圈速度。
云台、警号、射灯及自动录像的启动即可以通过外接传感器的输出（常开触点闭合）来控制，也可由面板按钮直接控制。图4-6为单路云台镜头多功能控制器的前、后面板示意图。
图4-6单路云台镜头多功能控制器的前、后面板示意图