МайнКам

MineCam — это камера для удаленного исследования , созданная IARecordings . Он используется для исследования шахтных стволов и других подобных сред. Первоначально он был задуман в 1988 году, и с тех пор претерпел несколько изменений конструкции. Название MineCam является каламбуром от MiniCam , одной из первых портативных вещательных камер, созданных CBS Laboratories .

История

Питеру Эгглстону из IARecordings впервые пришла в голову идея того, что стало «MineCam», в 1988 году. ^[1] Он посетил несколько металлических рудников в Уэльсе вместе с Шропширским спелеологическим и горнодобывающим клубом и провел несколько часов, настраивая одну веревочную установку для спуска в удаленную шахту, только чтобы обнаружить, что внизу нет выхода. Это послужило мотивацией для создания миниатюрной камеры, которая позволила бы энтузиастам исследовать труднодоступные, небезопасные или недоступные районы.

До 1988 года дистанционная разведка шахт в течение нескольких лет осуществлялась на коммерческой основе фирмами, производящими камеры для трубопроводов, с использованием оборудования, которое необходимо было разместить в транспортном средстве и питать от генератора. Однако многие старые шахтные стволы находятся вдали от дорог, поэтому конечной целью Питера был небольшой легкий комплект с батарейным питанием, который можно было бы переносить пешком. Первые две версии MineCam не достигли этого, но тестировали различные подходы с видеотехнологиями, доступными в то время.

Версии

МайнКам 1

В MineCam 1 использовалась монохромная видикон- камера в водонепроницаемом корпусе, сделанном из 10-сантиметровой пластиковой канализационной трубы и фитингов, с акриловым окном. Это было успешно испытано в глубокой части бассейна. Камера была нечувствительна — ей требовалась лампа мощностью 150 Вт, для которой требовалось питание 240 В, но и камера тоже. Кабель представлял собой 100-метровый коаксиальный видеокабель и силовой кабель, скрепленный скотчем с интервалом в 2 метра и пронумерованный для приблизительного измерения глубины. Камера и лампа были тяжелыми, поэтому для их поддержки использовалась старая статическая альпинистская веревка толщиной 6 мм. Монитор представлял собой портативный телевизор диагональю 10 см.

MineCam 1 работала, но монохромное изображение иногда было трудно интерпретировать. Пришло время попробовать цвет, а его еще не было в наличии у коммерческих фирм, занимающихся осмотром шахт.

МайнКам 2

В MineCam 2 использовались детали вышедшей из употребления камеры Sony Handycam . Цветной ПЗС- чип был удален и помещен в круглую табачную банку, соединенную коротким кабелем с остальной электроникой в небольшой литой коробке Eddystone. «Коробка Eddy» содержала дополнительное оборудование для преобразования выходного сигнала прямого цветопередачи Y/C (700 кГц) в композитный PAL и обеспечения различных необычных напряжений питания. Из-за цветного полоскового фильтра и ранних технологий эта ПЗС-матрица была такой же чувствительной, как монохромный видикон.

Чтобы исследовать шахту, обе камеры MineCam 1 и 2 пришлось опустить дважды. Сначала их опускали вертикально вниз и отмечали глубину и заголовок любых интересных особенностей. Затем камеру вытащили на поверхность и перенастроили так, чтобы она смотрела горизонтально на интересные предметы, найденные ранее. Потребовался механизм дистанционного наклона, поскольку он вдвое сократил бы время и усилия.

Для указания курса MineCams 1 и 2 использовали обычный сферический автомобильный компас с жидкостным креплением на алюминиевом кронштейне примерно в 30 см от камеры. Дополнительная линза (от старых очков), приклеенная к акриловому окошку, фокусировала компас на углу кадра.

МайнКам 3

Марк 3 радикально отличался. Появилась высококачественная цветная камера Pulnix TMC-X. ^[2] ненамного больше Mini- Maglite . Он также был гораздо более чувствительным, поэтому свет мог быть меньше, и стал возможен механизм дистанционного наклона. Для экономии дополнительных проводов требовался закодированный управляющий сигнал, который подавался бы по видеокабелю, поэтому была адаптирована система радиоуправления модели, предоставляющая два пропорциональных канала для наклона и возможного панорамирования. Несущую 27 МГц легко объединить и отделить от видео основной полосы. Первый двигатель наклона представлял собой сервопривод стандартной модели с вращением на 180 градусов. Головка камеры и свет были установлены в каркасе открытой конструкции длиной около 25 см, вращаемом сервоприводом по горизонтальной оси. Несмотря на все меры предосторожности, шестерни двигателя часто ломались, когда клетка натыкалась на препятствия, и сервопривод приходилось регулярно заменять! Источник света должен был панорамироваться вместе с камерой, поэтому он должен был быть достаточно маленьким, чтобы поместиться в клетке. Была установлена кварцево-галогенная лампа напряжением 12 В, мощностью 50 Вт со встроенным дихроичным отражателем диаметром 5 см, питаемая от небольшого импульсного блока питания. Хотя мощность освещения была уменьшена, для уменьшения падения напряжения по-прежнему требовалась подача высокого напряжения по кабелю, поэтому по-прежнему использовалось напряжение 240 В.

Клетка вращалась в алюминиевом хомуте, прикрепленном ко дну водонепроницаемого пластикового ящика, содержащего остальную электронику, включая блок питания для камеры.

Чтобы иметь возможность использовать систему в местах, удаленных от электросети и недоступных для транспортных средств с генератором, компания IARecordings приобрела инвертор мощностью 150 Вт и свинцово-кислотную батарею на 12 В в магазине для отдыха на открытом воздухе.

MineCam 3 была первой камерой, которая использовала электронный компас для отображения курса. Тэнди ( Radio Shack ) разработал устройство, использующее феррозондовый датчик для определения x и y-компонент магнитного поля Земли, которое приводило в движение ортогональные обмотки механического индикатора на 360 градусов для использования в качестве автомобильного компаса. Компания IARecordings отказалась от индикатора и использовала напряжения x и y для управления положением мигающего пятна, добавленного к видеоизображению. Это дало на экране изображение в виде компасного круга. Если сигнал x (восток-запад) был инвертирован, при взгляде вертикально вниз пятно казалось зафиксированным над точкой на земле при вращении камеры.

Электромагнитные помехи от импульсного источника питания и гармоники его прямоугольной формы сигнала проявлялись в видеосигнале как шум. Это было уменьшено за счет тщательной планировки, экранирования и использования одноточечного наземного возврата.

Миниатюрную камеру гидроизолировали, вставив ее в алюминиевую трубку квадратного сечения шириной 25 мм (немного больше камеры) со стеклянным окном, приклеенным на одном конце, и кабельным вводом на другом. Водонепроницаемый контейнер, продаваемый для этой камеры, оказался слишком большим и тяжелым для MineCam, но алюминиевая трубка не такая водонепроницаемая. Он имеет рейтинг IP от 66 до 67.

МайнКам 4

Последней крупной разработкой MineCam 4 стал мотор панорамирования. Было сложно организовать систему, которая позволяла бы вращать ярмо наклона на 360 градусов, сохраняя при этом соединения для видео, сервопривода наклона, питания освещения, питания камеры и феррозондового датчика. Был использован серводвигатель постоянного тока с редуктором RS Components , приводимый в действие от приемника дистанционного управления, а также упорный подшипник и муфта Oldham . Мощный магнит двигателя мешал работе датчика компаса, поэтому лист мю-металла , подаренный местной фирмой, превратился в экран вокруг всего узла двигателя и коробки передач. Сервопривод наклона, похоже, не вызывает такой же проблемы, поскольку он меньше и вращается вместе с датчиком на штурвале. По возможности вся фурнитура выполнена из пластика или цветного металла.

Другие улучшения в MineCam 4 включают сервопривод наклона с высоким крутящим моментом, микрофон со сбалансированным усилителем, модуль лазерного диода рядом с камерой, который создает пятно света на объекте для оценки расстояния и размера, а также экспериментов с обнаружением летучих мышей и датчиками газа.

Блок управления имеет размеры 18 × 13 × 6 см и содержит источник питания, передатчик сервоуправления и видеоэквалайзер . Кабель теперь представляет собой тонкий многожильный кабель длиной 200 м, содержащий один коаксиальный и пять одиночных проводов. Поскольку он не несет нагрузки, все равно необходимо использовать веревку, и было обнаружено, что статическая веревка толщиной 9 мм лучше, чем что-либо более тонкое, включая проволочный канат, предотвращает скручивание. Веревка часто запутывается в тросе, поэтому IARecordings все еще ищет несущий трос. Диапазон наклона 180 градусов позволяет осматривать нижнюю часть крышек валов. По сравнению с коммерческими версиями, которые все еще были монохромными и использовали зеркало для переключения изображения с вертикального на горизонтальное, MineCam была гораздо более гибкой, и цель создания полноценной системы, которую могли переносить люди пешком, была достигнута. Картина была записана на U-Matic , затем Hi-8 и теперь на mini-DV кассету .

Такелаж

Чтобы разместить камеру над центром более крупных шахт, IARecordings используют либо опору со шкивом на конце, либо для шахт, у которых воронка на поверхности имеет ширину в несколько метров, они разработали « тирольский Траверс » или « Блонден ». Шкив большого диаметра ( колесо Sinclair C5 ) установлен на тележке, которая передвигается лебедкой по тросу, перекинутому через вал и удерживаемому в натянутом состоянии. Когда шкив отцентрирован, траверсный трос блокируется и трос опускания камеры можно отпустить.

Лампа и отражатель мощностью 50 Вт имеют удобный размер и доступны с различной шириной луча, но идея дихроичного отражателя, предотвращающего отражение тепла вперед, на самом деле является недостатком MineCam. Головка лампы должна быть закрыта, чтобы защитить ее и экранировать помехи от источника питания, но без тщательной внутренней конструкции отражателей и перегородок корпус может сильно нагреться.

MineCam 4 оказалась надежной и полезной и дает высококачественное цветное изображение, достаточно хорошее для использования в видеопроизводстве. ^[3] Это показано, например, в видео IARecordings "Snailbeach".

Ссылки

^ Бедфорд, Майк (редактор): «Журнал группы Cave Radio & Electronics Group, номер 22», страницы 3–6. Британская ассоциация исследования пещер, 1995. ISSN 1361-4800
^ «Цветные камеры Pulnix (Снято с производства)» . Архивировано из оригинала 5 июня 2008 г. Проверено 6 апреля 2009 г.
^ «Снейлбич — промышленная археология, история горного дела» .

Примечания

[1] Статья на сайте IARecordings о MineCam.

Внешние ссылки

[1] Бедфорд, Майк (редактор): «Журнал группы Cave Radio & Electronics Group, номер 22», страницы 3–6. Британская ассоциация исследования пещер, 1995. ISSN 1361-4800

[2] «Цветные камеры Pulnix (Снято с производства)» . Архивировано из оригинала 5 июня 2008 г. Проверено 6 апреля 2009 г.

[3] «Снейлбич — промышленная археология, история горного дела» .

[1]

[2]

[3]