Danas ćemo razgledati dva rotacijska nosača (Pan/Tilt pogoni) za nadzorne kamere oznake PIH-302, proizvod tajvanske tvrtke Merit Lilin Ent. Co., Ltd. iz 1990-tih godina. Ova tvrtka je osnovana 1980. godine te proizvodi kamere i prateću opremu za video-nadzor.
Prije nekoliko godina sam sa nekog buvljaka pokupio ova dva rotacijska nosača jer su mi se činili prilično robusni i sposobni podnijeti veće težine i opterećenja. Svakako su bili namijenjeni nekoj profesionalnoj upotrebi (cestovni nadzor i slično) i vjerojatno su nosili neku težu analognu video kameru iz 1990-tih godina. Danas za ovakvim robusnim rotatorima više nema praktične potrebe jer su moderne digitalne kamere vrlo malih gabarita i težine, a one za video-nadzor najčešće dolaze sa već ugrađenim (integriranim) rotacijskim pogonima kojima se upravlja mrežnim softverom (IP), i sve to po smiješno malim cijenama (vidi objavu CCTV PTZ Wi-Fi IP nadzorne kamere za 20 eura).
Jedan od dva naša nosača ima samo horizontalnu rotaciju (Pan), a drugi ima horizontalnu (Pan) i vertikalnu (Tilt) rotaciju. Kontroler za upravljanje rotacijom nosača omogućuje samo dva pomaka (lijevo i desno) tako da je vjerojatno radio uz prvi nosač. Ovo su jednostavni elektromehanički rotatori kojima se može upravljati ručno ili se pusti automatski rad gdje se rotator neprekidno okreće lijevo-desno ili gore-dolje u nekom zadanom kutu. Idemo prvo pogledati jednostavniji sistem sa samo jednom horizontalnom rotacijom.
Kontroler ne sadrži nikakvu elektroniku ni automatiku. To su samo sklopke koje prebacuju mrežno napajanje na određene izlazne žice.
Na elektromotor je montiran kompaktni reduktor broja okretaja sa zupčanicima.
Za pogon rotatora upotrijebljen je mali izmjenični sinkroni elektromotor za mrežni napon 230 V. Takvim elektromotorima brzina vrtnje ovisi isključivo o frekvenciji napona kojim se napajaju. S obzirom da je mrežni napon stabilne frekvencije 50 Hz onda su ovakvi elektromotori često bili korišteni u gramofonima, magnetofonima i raznim elektromehaničkim tajmerima gdje je važna konstantna i stabilna brzina rotacije pogonskog elektromotora. Zbog svoje jednostavne konstrukcije sinkroni elektromotori su i danas u širokoj upotrebi. Naš elektromotor je malo specifičan jer ima dva namotaja, odnosno posebni namotaj za lijevi i desni smjer vrtnje.
Ovo je shema upravljačke kutije i rotatora. Prebacivanje napajanja na lijevi ili desni namotaj elektromotora vrši se pomoću dva releja. Releji se aktiviraju nominalnim naponom od 12 V, a ovaj napon se dobiva snižavanjem mrežnog napona preko kondenzatora od 470 nF. Kondenzator predstavlja određeni otpor na izmjeničnom naponu te na njemu nastaje određeni pad napona. Takva kondenzatorska napajanja smo već susretali i opisivali u nekoliko objava. Najveći nedostatak istih je što ne mogu dati velike struje jer bi trebalo koristiti kondenzatore velikih kapaciteta, što ih uz njihov potreban visok radni napon čini neisplativima.
Upotrijebljeni serijski spojeni releji troše oko 37 mA struje što kondenzatorsko napajanje bez problema može osigurati. Također, s obzirom da su releji spojeni u seriju napon na njima se dijeli (napajanje oba releja je oko 24 V) tako da je potrebni pad napona na kondenzatoru nešto manji. Releji su istosmjerni (DC 12V) pa se napon ispravlja diodnim mosnim ispravljačem i filtrira kondenzatorom od 47 µF.
Ovdje je malo nespretno mjeriti stvarne napone i struje u krugu napajanja releja, no već i teoretski proračun približno odgovara opisanom stanju. Kondenzator od 470 nF ima na mrežnoj frekvenciji 50 Hz impedanciju od oko 6,8 kΩ, paralelno spojeni otpornik 220 kΩ snižava otpor na 6,6 kΩ. Za pad napona 230 V na 24 V struja bi trebala biti oko 31 mA. Naravno, za točan izračun ovdje bi bilo potrebno uračunati struje i efektivne napone koji nastaju i u krugu ispravljača, no releji za nominalni napon 12 V posve sigurno mogu normalno raditi u širem opsegu napona (cca 6-20 V) tako da vrijednosti elemenata ovdje nisu kritične. U svakom slučaju, pad napona na kondenzatoru jako ovisi o ukupnoj struji (potrošnji) kruga koji se napaja preko kondenzatora. Stoga ta struja mora biti konstantna. Da u našem sklopu pregori koji relej, svakako bi ga trebalo zamijeniti sa istim takvim, odnosno sa nekim koji ima svitak otpora 320 Ω što na 12 V napajanja daje potrošnju struje od 37,5 mA. Kad bi se ubacili neki drugi ili različiti releji, pad napona na kondenzatoru bi se promijenio, naponi na relejima se ne bi jednako rasporedili, te je velika mogućnost da jedan ili oba releja neće raditi ili će pregorjeti.
Za automatiku rada zadužene su dvije krajnje sklopke. Ako pratimo shemu, lako možemo vidjeti da pogon u lijevo (LEFT) radi kada su releji isključeni, a pogon u desno (RIGHT) kada su releji uključeni.
Kod manualnog rada (MAN) ako dovedemo mrežni napon preko sklopke LEFT na priključnicu LEFT, elektromotor dobiva napon preko krajnje sklopke S/L i releja RL1 na namotaj za lijevi smjer vrtnje (L). Kada rotacija dosegne krajnji lijevi položaj, isključuje se krajnja sklopka S/L i time daljnje napajanje elektromotora. Ako sada dovedemo mrežni napon preko sklopke RIGHT na priključnicu RIGHT, preko krajnje sklopke S/R uključuje se kondenzatorsko napajanje i releji se uključe. Napon sada preko RL2 i RL1 dolazi na namotaj za desni smjer vrtnje (D). Kada rotacija dosegne krajnji desni položaj, prebacuje se krajnja sklopka S/R čime se isključuje kondenzatorsko napajanje releja, a time i napajanje elektromotora.
Slično tome možemo lako pratiti i slijed događaja kod neprekidne automatske rotacije (AUTO). Glavnu ulogu uvijek imaju krajnje sklopke S/L i S/R čije preklapanje na jednom i drugom krajnjem položaju uzrokuje prebacivanje napona napajanja na lijevi ili desni namotaj elektromotora.
Programiranje kuta rotacije vrši se mehanički preko dva graničnika postavljena na posebnom kotaču. Ovi graničnici zapravo mehanički aktiviraju krajnje sklopke na onom kutu rotacije gdje su postavljeni.
Drugi rotator oznake PIH-302 sa Pan i Tilt pomacima je vrlo slične konstrukcije kao i prethodni s time što ovdje imamo dva elektromotora i dva para krajnjih sklopki. Stoga nema smisla ići u rastavljanje ovog mehanizma. Na Internetu se još uvijek mogu naći osnovni podaci za ovaj rotator:
- Ulazni napon: 230 V AC (postoje inačice za 24 i 117 V AC)
- Pan brzina: 6°/sec
- Pan hod: 355°, podesivi krajnji kutovi
- Tilt brzina: 4°/sec
- Tilt hod: -40° – 30°
- Maksimalna težina: Pan 7 kg, Tilt 4 kg
Ne znam koliko su ovi rotatori do sada radili, no vidi se da su pogonski zupčanici posve neistrošeni i neoštećeni, te je jedino potrebno staro skoreno mazivo zamijeniti novim. Očito su ovi rotatori konstruirani iz kvalitetnih materijala i mogu raditi još dugo vremena. Montažne platforme su metalne i široke tako da se na njih lako i sigurno može pričvrstiti neki premet. U današnje vrijeme, to bi mogao biti kakav solarni panel sa automatikom koja ga stalno drži okrenutom prema suncu, možda kakav manji teleskop, antena i slični predmeti težine 4 do 7 kg.