第10章 电动云台和变焦镜头控制 0.1 基本驱动电路
10.2 串行传送控制信号 10.3 单片机解码器 10.4 硬件解码器
10.5 控制器和解码器的连接
10.1 基本驱动电路
在控制室，除了要对视频信号进行切换，在视频信号上叠加地点、日期、时间等附加信息外，还要对摄像机的电动云台和变焦镜头进行控制。
电动云台通常有水平旋转和俯仰旋转两个电机可以进行正、反向旋转，四个动作分别称为上、下、左、右。电动云台的电机大部分是交流电机，这种电机有两个绕组，两个绕组有一个公共端，当一个绕组接交流电压时， 另一绕组经移相电容接入交流电压，当交流电压分别从两个绕组接入时，可使电机作正向或反向旋转。两个电机的公共端接在一起，一共有五根控制线。
变焦镜头通常连接有光圈、聚焦和变倍三个控制电机，可以正、反向旋转。六个动作分别称为光圈大、光圈小、聚焦远、聚焦近、变倍进、变倍出。变焦镜头的电机大部分是直流电机，直流电机加正向电压后正转，加反向电压后就会倒转。三个电机共用一个接地端，共有四根控制线。
在摄像机离控制室比较近的情况下，可用多芯电缆将10个动作的控制电压从控制室传到摄像机处。图10―1是用多芯电缆传送电动云台和变焦镜头控制电压的电路图。在控制室利用琴键开关将交直流电压加到电机的控制线上。电动云台虚线框内的线路中4个常闭触点是4个限位开关，当云台旋转到压住限位开关后，常闭触点断开，云台不再往该方向旋转。 这种电路使用很多机械开关，因电机启动时的大电流和电机断开时的高反压，开关容易损坏，目前已很少采用这种电路。在控制器大都采用单片机的情况下，要用锁存的TTL电平去控制云台和镜头。 上控制器电动云台
下 M 左 右U～M 公共端 光圈大M 光圈光圈小聚焦远
M聚焦 聚焦近变倍进
M变倍 变倍出
U＋U－地变焦镜头
图10―1 用多芯电缆传送电动云台和变焦镜头控制电压电路图
10.1.1 电动云台的驱动
单片机用锁存器输出的TTL电平来控制电动云台。通常有继电器驱动和双向可控硅驱动两种方法。 1.继电器驱动
用继电器驱动云台的电路如图10―2所示。当输入控制信号D3～D0的电平是0001B时，继电器J0吸合，云台向右旋转；当D3～D0的电平是0010B时，继电器J1吸合，云台向左旋转；当D3～D0的电平是0100B时，继电器J2吸合，云台向下旋转；当D3～D0的电平是1000B时，继电器J3吸合，云台向上旋转。 U～ 上公共端 D3J3 下MD2
J2左
D1
J1右M
D0
J0电动云台
MC1413
U＋ 图10―2 继电器电动云台驱动电路
常用来驱动云台的继电器有JZC―22FA型。其体积为22.5mm×16.5mm×16.5mm,触点负荷为220V(AC)、3A或28V(DC)、10A,JZC―22FA有005、006、009、012、024等五种规格,其额定电压分别是5V、6V、9V、12V、24V(DC)；线圈电阻分别是70Ω、100Ω、220Ω、400Ω、1600Ω；吸合电压分别为4V、4.8V、7.2V、9.6V、19.2V；释放电压分别为0.5V、0.6V、0.9V、1.2V、2.4V。
2.双向可控硅驱动
与继电器相比，可控硅驱动有体积小、重量轻、寿命长、价格低廉等优点。所以，目前较多的产品是用双向可控硅来控制电动云台的。
图10―3是双向可控硅和电路符号。面对双向可控硅正面，左边的引脚是主电极MT1或称A1，中间的引脚是主电极MT2或称A2，右边的引脚是控制极G或称门极。触发信号加在MT2和G两极之间。
图10―3(a)是双向可控硅的常用引脚排列。比如，BTA06C就是这种排列，也可能会有与此图不同的排列。初次使用时最好用多用表判别，方法如下：先找MT2极，多用表置于R×100挡，将黑表笔接任意一个电极，用红表笔碰另外两个电极，如果表针都不动，说明黑表笔接的是MT2极。剩下两电极间有2～10Ω的正反向电阻差，可用多用表R×10挡或R×1挡来量，电阻小时，接黑表笔的是MT1极，红表笔接的是G极。因为电阻差很小，要仔细观察才能判别出来。
图10―4是触发电路。其中，光电耦合器MOC3021是一种双向可控硅输出结构的光电耦合器，用来触发双向可控硅时电路最简单，而且能将单片机系统与可控硅、电机、市电隔离
开来，以免电机启动时的感应电动势和火花影响单片机工作。表10―1是MOTOROLA公司MOC3000系列光电耦合器的主要参数。
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图 10―3 双向可控硅和电路符号(a)引脚排列；(b)电路符号
＋5 V
RL
R
300MOC3021R1 16220 V～
360
TTL电平BTA0624
600 C
MC1413
图10―4 双向可控硅触发电路
A3CTAAGGA