un commutateur vidéo
Ce commutateur vidéo, lorsqu’il est contrôlé par une centrale d’alarme ou même un simple interrupteur, désactive les caméras sélectionnées de façon à respecter la vie privée des personnes présentes dans les zones surveillées. Il permet de gérer jusqu’à 32 canaux et peut interrompre la ligne d’alimentation comme la ligne vidéo.
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CARACTERISTIQUES
TECHNIQUES
Alimentation: 12V
Consommation par canal:
130 mA
Nombre de canaux: 32
Activation:
manuel I e/a uto mati q u e
Entrée d’activation opto-isolée
Possibilité de montage en rack 19”
Connexion en cascade.
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Afin de respecter les plus récentes normes en matière de protection de la vie privée, un chef d’entreprise ayant placé sa Société sous vidéosurveillance avec
téléviseurs en circuit fermé, doit faire en sorte que les caméras situées dans des locaux où se trouve du personnel soient désactivées durant les heures de travail. Le problème se pose alors: soit on évite de placer des caméras en certains lieux qu’on laisse ainsi exposés, soit on place des caméras partout mais on les éteint dans certains locaux durant les heures de travail pour les rallumer le soir et pendant les pauses déjeuner. Cette dernière solution est certainement la meilleure mais, si on a affaire à un système de vidéosurveillance doté de nombreuses caméras —qui plus est avec des locaux ouverts au public—, il devient un peu difficile de se rappeler quelles sont les caméras à activer et lesquelles il faut éteindre. Tout serait plus simple si ces séquences choisies d’allumage/extinction étaient gérées par un automatisme ou un ordinateur dûment programmé.
Le montage que ces pages vous proposent de construire est né de ce souci: il s’agit d’un circuit auquel on relie toutes les caméras du système CCTV, facilement programmable pour qu’il allume de manière différenciée certaines zones à certains moments seulement et laisse en revanche allumées d’autres zones en permanence. Afin de rendre le système d’un usage vraiment universel, la possibilité a été prévue d’effectuer la commutation allumé/éteint aussi bien manuellement qu’automatiquement; pour cela, le module de contrôle comporte une entrée à niveau de tension pouvant être activée par un simple interrupteur ou bien par une sortie auxiliaire de la centrale d’alarme antivol. Mais pourquoi l’antivol? C’est très simple: quand on quitte les lieux où se déroule l’activité de la Société, que fait-on? On ferme portes et fenêtres puis on active l’alarme! Donc, si l’on confie à notre système la gestion de la mise en marche des caméras placées en des lieux où se tient et travaille du personnel, en reliant l’entrée à niveau de tension à la sortie auxiliaire de la centrale d’alarme antivol (active quand l’antivol est inséré), lorsque les locaux deviennent déserts les caméras en question commencent automatiquement à filmer... et cessent quand, de retour sur les lieux, on désactive l’alarme.
Figure 1: organigramme du commutateur vidéo.
Le principe de fonctionnement
Le système proposé est essentiellement un commutateur sélectif, vers lequel convergent les lignes d’alimentation et les signaux vidéo des caméras de l’installation de vidéosurveillance; au moyen d’une procédure simple et intuitive gérée par deux poussoirs et assistée par LED, l’opérateur affecté à l’installation peut définir quelles sont les caméras devant rester toujours en fonction et lesquelles doivent, en revanche, être éteintes et rallumées quand la commande à distance à niveau de tension arrive. Pour l’activation et la désactivation des caméras on a des modules à relais gérés par une unité principale à microcontrôleur; ce dernier lit la condition logique donnée par l’antivol (en commande automatique) ou par le fameux poussoir (en commande manuelle) et intervient sur les modules pour activer les relais correspondant aux caméras à insérer.
Pour rendre le système le plus universel possible, on a prévu que chaque module quadricanal puisse interrompre la ligne du signal vidéo et celle de l’alimentation de la caméra; ceci car on peut avoir à l’installer dans des conditions pour lesquelles il est difficile d’acheminer vers les modules le câble coaxial ou bien celui d’alimentation.
Par exemple, dans certaines installations il peut être préférable de n’acheminer qu’une seule ligne d’alimentation utilisée par plusieurs caméras, situées dans des pièces différentes, une pour laquelle la vidéosurveillance doit être toujours active et l’autre avec laquelle, en revanche, il ne faut pas filmer ou enregistrer à certains moments. Dans certaines situations on ne peut pas interrompre la ligne d’alimentation, sinon on éteint aussi les caméras devant rester en fonction; dans ce cas l’interruption de la ligne coaxiale s’avère particulièrement utile.
Notre système comporte plusieurs unités: la platine de contrôle interfacée d’un côté avec le dispositif lançant la commande de commutation des caméras et de l’autre avec les modules quadricanaux et autant de modules quadricanaux qu’il faut pour gérer les caméras prévues dans l’installation de vidéosurveillance; une petite platine à poussoirs et à LED de signalisation assistant l’usager durant la programmation et l’exercice normal vient compléter l’ensemble.
L’unité de contrôle
Le schéma électrique de la section Microcontrôleur est visible figure 2. Le circuit s’occupant de la gestion du système est fort simple, car il utilise peu de composants, parmi lesquels un microcontrôleur PIC Microchip dans lequel “tourne” le logiciel qui lit le niveau acheminé par le photo- coupleur FC1 et ainsi la condition de l’entrée de commande, mais aussi du déroulement de la programmation du mode de fonctionnement.
L’unité reçoit l’alimentation par les broches 1 et 2 du connecteur CON avec lequel on la connecte aux modules quadricanaux de commutation des caméras; chacun possède deux connecteurs en parallèle entre eux, afin de permettre la connexion en cascade de tous les modules dont on a besoin.
Le dernier de la chaîne aura un connecteur libre, grâce auquel il sera relié à la platine des poussoirs et des LED de programmation. L’alimentation principale est en 12 V, car on la prélève sur la ligne d’alimentation des caméras, lesquelles sont toutes en 12 Vcc, justement; un régulateur 7805 en tire le 5 V stabilisé, filtré par les condensateurs C3 et C4, nécessaire pour alimenter le microcontrôleur et la broche 3 du connecteur d’interconnexion avec les autres modules. La ligne 12 V pouvant être perturbée, on a prévu de la filtrer avec Cl et C2, montés en amont de Ui.
Figure 2: Schéma électrique de la section Microcontrôleur du commutateur vidéo.
Figure 3a: Schéma d’implantation des composants de la section Microcontrôleur du commutateur vidéo.
Figure 3b-1: Dessin, à l’échelle 1, du circuit imprimé double face à trous métallisés de la platine de la section Microcontrôleur du commutateur vidéo, côté soudures.
Figure 3b-2: Dessin, à l’échelle 1, du circuit imprimé double face à trous métallisés de la platine de la section Microcontrôleur du commutateur vidéo, côté composants.
Figure 4: Photo d’un des prototypes de la platine de la section Microcontrôleur du commutateur vidéo.
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Liste des composants
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ET66OM
Ri 470
R2 470
R3 ik
Ci iOO nF multicouche
C2 i 000 pF 25 V électrolytique
C3 iOO nF multicouche
C4 i 000 pF 25 V électrolytique
Ui 7805
U2 PICi6F628A-EF660 déjà
programmé en usine
FCi....4N25
Divers:
i bornier 3 pôles
i support 2 x 9 broches
i barrette mâle 2 broches
i cavalier
i dissipateur ML26
i boulon 3MA iO mm
i connecteur POD iO mâle pour ci
2 connecteurs POD iO femelle
i nappe
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Figure 5: La commande à distance.
Lentrée d’activation du système prévoit la réception d’une commande à niveau de tension à l’aide d’un bornier; trois contacts sont disponibles pour une activation par niveau de tension positif, un contact normalement ouvert ou une sortie à transistor.
Si nous voulons commander le système avec un niveau de tension prélevé sur une installation dont la masse de référence peut être mise en commun avec celle du module de commande, il faut appliquer la différence de potentiel entre le contact I (positif) et le — (masse ou négatif); dans ce cas le cavalier J1 doit être présent (en A, un exemple avec transistor NPN à collecteur commun). Si le niveau de tension provient en revanche d’une installation dont la masse ne peut être mise en commun avec celle du système, on l’applique entre I et —‘ mais après avoir enlevé J1 (B). Si on envoie la commande au moyen d’une sortie à transistor sur laquelle est disponible l’émetteur ou le collecteur, on connecte ce terminal au contact I et on maintient J1 (c’est toujours le schéma A qui est valable). Enfin, si le transistor est monté en émetteur commun et si le collecteur est disponible, on unit les masse des circuits, on connecte ensemble les contacts I et + et on connecte le collecteur au point —. Dans ce dernier cas J1 est enlevé (en C, un exemple avec transistor NPN) même si la masse peut être mise en commun.
L’entrée de commande correspond à un photocoupleur garantissant, là où on en a besoin, l’isolation galvanique du système par rapport à l’appareil à contrôler; isolation indispensable quand, par exemple, les masses se trouvent à des potentiels différents par rapport à la terre de référence. Le phototransistor de FC1 a son collecteur relié à la ligne RB3 du micro; il n’y a pas de résistance parce que, durant l’initialisation des E/S, le PIC paramètre la broche 9 comme entrée et lui attribue le “pull-up” (résistance de tirage) interne. La LED de l’optocoupleur sa résistance de limitation de courant sont reliés aux points I et
- de l’entrée de commande; l’ordre d’allumer toutes les caméras (antivol inséré), consiste à polariser la LED et donc à faire commuter de 1 à 0 logique la condition du collecteur du phototransistor; pour allumer en revanche seulement les caméras définies au moment de la programmation (antivol éteint), entre les points I et — il ne doit y avoir aucune tension.
Notez que l’entrée de commande a été réalisée de façon à être la plus universelle possible (voir figure 5):
elle possède en effet trois contacts permettant l’activation par niveau de tension positif, contact normalement ouvert ou une sortie à transistor. Si nous voulons commander le système avec un niveau de tension, donné par un circuit dont la masse de référence peut être mise en commun avec celle de notre module de commande, il faut l’appliquer au contact I par rapport au
—; dans ce cas le cavalierJl doit rester fermé. Si le niveau de tension provient d’un système dont la masse ne peut pas être mise en commun avec celle du nôtre, on l’applique entre I et —‘ mais J1 doit être alors ôté. Si la commande est envoyée par une sortie à transistor dont l’émetteur est disponible, on le connecte au contact I et on laisse J1 fermé. Enfin, si la sortie de l’antivol est à collecteur ouvert (open collector”), on réunit les masses des deux circuits, on connecte ensemble les contacts I et + et le collecteur au point —; dans ce dernier cas J1 est ôté.
Ce qui précède décrit le fonctionnement de l’interface d’entrée. Les autres lignes d’E/S du microcontrôleur sont utilisées, en revanche, pour dialoguer avec la chaîne de modules, recevoir les commandes des poussoirs de configuration et gérer les LED de signalisation. En détail, RAO et RAi sont initialisées comme sorties et pilotent la LED bicolore montée sur la platine du clavier (interface usager) alors que RB6 et RB7 (initialisées comme entrées) lisent, respectivement, les poussoirs P2 et Pi. RBO et RB1 constituent le bus 12C indispensable pour paramétrer la condition des sorties de chaque module: la première fonctionne comme sortie et rend disponible l’horloge du bus (SCL) alors que la seconde est initialisée comme bidirectionnelle et constitue le canal des données (SDA).
Le module quadricanal
Passons à l’examen du module dont le rôle est d’activer et désactiver les caméras qu’on lui connecte. Le schéma électrique de cette section vidéo est visible figure 9: il est également très simple, grâce à l’adoption de l’extension d’E/S PCF8574. Pour notre application il est idéal car il nous permet de gérer une quantité énorme de caméras avec seulement deux E/S du microcontrôleur. Dans le module quadricanal, le composant n’est utilisé que dans une direction, la sortie.
Au moyen du bus 12C, le micro gère les lignes disponibles en donnant des instructions adéquates au PCF8574; les sorties P4, P5, P6 et P7 de ce dernier reproduisent les niveaux logiques correspondants, lesquels, à travers le pilote de ligne ULN2803, permettent de donner aux bobines des relais le courant qui leur est nécessaire pour “coller” et ouvrir le contact normalement fermé pour interrompre l’alimentation comme la liaison vidéo de la caméra concernée. L’interposition de cet ULN 2803 s’est avérée nécessaire parce que le courant consommé par chaque sortie (en mode source)
Figure 6: Schéma électrique de la section Poussoirs du commutateur vidéo.
Liste des composants
ET66OP
Di 1N5408
LD1....LED bicolore 3 mm
Pi poussoir pour face avant P2 poussoir pour face avant
Divers:
1 prise d’alimentation pour face avant
1 connecteur POD 10 mâle pour ci
2 connecteurs POD 10 femelle
1 nappe
Figure 7a: Schéma d’implantation des composants de la section Poussoirs du commutateur vidéo.
Figure 7b: Dessin, à l’échelle 1, du circuit imprimé double face à trous métallisés de la platine de la section Poussoirs du commutateur vidéo, côté composants.
Figure 8: Photo d’un des prototypes de la platine de la section Poussoirs du commutateur vidéo.
de l’extension d’E/S au niveau logique haut et celui consommé au zéro logique (mode sink) ne dépasse pas 25 mA. Chaque canal des huit contenus dans un ULN2803 contient un darlington NPN, dont la base reçoit le niveau logique de commande (de 3 à 30 V) et dont l’émetteur est relié, tout comme les autres, à la broche 9; le collecteur est disponible pour mettre à la masse le circuit d’une charge (qui ne consomme pas plus de 500 mA) reliée au positif d’alimentation.
A l’intérieur, chaque collecteur est connecté à l’anode d’une diode de protection dont la cathode, tout comme les autres, est connectée à la broche 10; cette dernière doit être normalement acheminée à la ligne positive alimentant l’utilisateur.
La tension maximale applicable entre les broches 10 et 9 est de 50 V, la dissipation totale de la puce, même si chaque darlington peut dissiper 1 W, est de 2,25 W.
Les quatre autres sorties (P0, Pi, P2, P3) de l’extension d’E/S polarisent une des LED LD1, LD2, LD3, LD4 et sont commandées par le microcontrôleur pour donner, en utilisation normale, les signalisations d’état des relais et, au moment de la programmation, le paramétrage actuel du canal correspondant. Les LED ne sont pas connectées directement en parallèle aux bobines de RL1, RL2, RL3, RL4 car lors de la programmation la condition de canal toujours actif correspond à l’allumage fixe de la LED correspondante, alors que celle de canal à désactiver est signalée par un clignotement.
Si l’on utilisait une seule sortie pour commander LED et relais, ce dernier pulserait ou s’activerait, ce qui interromprait le fonctionnement de la caméra correspondante. En revanche, durant la programmation, l’état des enregistrements ne doit absolument pas risquer d’être altéré par les manipulations pratiquées par le technicien affecté à la maintenance.
Le bus 12C prévoit que l’on monte les dispositifs en parallèle sur les lignes SDA et SOL et que les instructions envoyées par le dispositif master aux périphériques contiennent une adresse permettant leur reconnaissance par le seul périphérique destinataire, chaque appareil dispose de trois lignes permettant de définir l’adresse voulue en choisissant parmi les huit combinaisons possibles. Dans le cas du PCF8574, les broches correspondantes sont les 1, 2, 3 (respectivement: bit de poids 1, 2, 4). Le schéma électrique montre que les lignes d’adressage, chacune avec sa résistance de tirage, sont reliées à une file de micro-interrupteurs: cela permet de définir pour chaque module une adresse différente de celle attribuée aux autres, afin d’éviter tout conflit.
Le paramétrage de l’adresse s’effectue ainsi (les micro-interrupteurs étant entre les lignes A0, Ai, A2 et la masse): micro- interrupteur fermé = zéro logique; micro- interrupteur ouvert = état logique haut.
Figure 9: Schéma électrique de la section Vidéo du commutateur vidéo.
Figure 9: Schéma électrique de la section Vidéo du commutateur vidéo.
Figure lOa: Schéma d’implantation des composants de la section Vidéo du commutateur vidéo.
Figure lOb-1: Dessin, à l’échelle 1, du circuit imprimé double face à trous métallisés de la platine de la section Vidéo du commutateur vidéo, côté soudures.
Figure lOb-2: Dessin, à l’échelle 1, du circuit imprimé double face à trous métallisés de la platine de la section Vidéo du commutateur vidéo, côté composants.
Liste des composants
ET66OV
Ri.470
R2 470
R3 470
R4 470
R5 i0k
R6 i0k
R7 i0k
Di iN4007
D2 iN4007
D3 iN4007
D4 iN4007
LDi....LED3 mm rouge
LD2....LED3mmrouge
LD3....LED3mmrouge
LD4....LED3mmrouge
Ui PCF8574A
U2 ULN2803
RLi.... relais 2 contacts 5V
RL2.... relais 2 contacts 5V
RL3.... relais 2 contacts 5V
RL4.... relais 2 contacts 5V
SWi... dip-switch à 4 micro-
interrupteurs
Divers:
8 prises d’alimentation pour face avant
8 prises BNC pour face avant
i support 2 x 8
2 connecteurs POD iO mâle pour ci
2 connecteurs POD iO femelle
i nappe
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Figure lia: Photo d’un des prototypes de la platine de la section Vidéo du commutateur vidéo, côté composants (circuits intégrés, connecteurs, dip-switch).
Figure iib: Photo d’un des prototypes de la platine de la section Vidéo du commutateur vidéo, côté soudures (relais).
Les trois lignes d’adresse permettent huit combinaisons (000 à iii) définies par des valeurs de O à 7 ; étant donné que chaque module peut gérer quatre canaux, le système tout entier permet d’intervenir sur 32 caméras. Quant aux connexions avec les caméras, on note que les relais sont du type à double contact, ceci parce qu’il est prévu qu’ils coupent l’alimentation et la ligne vidéo; la première entre et sort par des connecteurs “plug” et pour la seconde on a utilisé des BNC. Sur le schéma électrique, Pli, P12, P13, P14 sont les entrées d’alimentation et PCi, P02, P03, P04 les sorties vers les lignes allant aux différentes caméras; VIi, V12, V13, V14 sont les entrées du signal vidéo et VOi, V02, V03, V04 les sorties correspondantes.
Par exemple, si nous voulons interrompre l’alimentation et le canal vidéo d’une caméra avec RLi, le câble d’alimentation en provenance de l’alimentation entrera par un “plug” en Pli et celui allant à l’enregistreur, au module quad ou au banc de régie, devra arriver à VIi; ensuite, le coaxial allant à la caméra devra être relié à VOi et l’alimentation à PCi.
Paramétrer le système
Il ne nous reste qu’à analyser le module contenant les poussoirs de gestion et la LED de signalisation. Le schéma électrique de la section Poussoirs est visible figure 6: on voit la diode Di qui protège la ligne positive, allant au régulateur de l’unité de contrôle, contre toute inversion de polarité et la LED bicolore LDi qui peut s’allumer en rouge, vert ou jaune en fonction de ce que le microcontrôleur entend nous signaler.
Au moyen des poussoirs on lance et on met un terme aux phases de programmation, que nous allons décrire pas à pas; par commodité, Pi sera désigné par PROG/SEL et P2 par SET/MAN. Donc, pour entrer en mode de programmation on doit presser et maintenir PROG/SELjusqu’à ce que la LED bicolore (MODE) s’allume en rouge et reste allumée; la touche peut alors être relâchée.
En même temps la LED correspondant au premier canal (c’est-à-dire à la première caméra du module quadricanal ayant paramétré l’adresse 12C-bus 000) s’allume. Le paramétrage prédéfini (par défaut) pour tous les canaux est “toujours actif”, au sens où la caméra correspondante n’est normalement jamais désactivée.
Pour changer la condition, il faut presser et relâcher tout de suite l’autre poussoir SET/MAN : chaque pression fait s’allumer en vert LDi et inverse le paramétrage actuel.
Donc si la caméra est paramétrée comme devant rester toujours active, elle est insérée dans la liste de celles qui, en l’absence d’une commande à niveau de tension, seront désactivées et, inversement, si c’est une de celles à activer seulement à la réception de la commande à distance, elle devient toujours active. Le paramétrage actuel est signalé par la LED correspondante qui s’allume fixe si la caméra doit être toujours allumée, ou bien en clignotant si c’est la désactivation en absence de la commande à niveau de tension qui est prévue.
Figure 12: Les adresses des modules Vidéo.
Les modules de contrôle des caméras étant tous gérés par un bus unique, afin d’éviter qu’une commande envoyée par l’unité de contrôle n’intervienne sur deux ou davantage en même temps, il est indispensable de distinguer chacun en lui donnant une adresse propre. Pour des motifs pratiques, il faut toujours attribuer aux modules quadricanaux les adresses les plus basses, c’est-à-dire les mettre dans l’ordre O, i, 2, 3 etc.
Le paramétrage de l’adresse s’effectue au moyen du dip-switch à 4 micro-interrupteurs, sans oublier que les micro-interrupteurs i, 2 et 3 agissent, respectivement, sur les bits de poids i (AO) 2 (Ai) et 4 (A2). Mint4 n’est pas utilisé.
Figure 13: Schéma électrique de la section Audio du commutateur vidéo.
Liste des composants ET66OA
Divers:
4 prises RCA pour circuit imprimé
Figure 14a: Schéma d’implantation des composants de la section Audio du commutateur vidéo.
Figure 14b-1: Dessin, à l’échelle 1, du circuit imprimé double face à trous métallisés de la platine de la section Audio du commutateur vidéo, côté soudures.
Figure 14b-2: Dessin, à l’échelle 1, du circuit imprimé double face à trous métallisés de la platine de la section Audio du commutateur vidéo, côté composants. Les deux étant symétriques, ces appellations (côté soudures et côté composants) n’ont qu’un rôle de repérage.
Figure 15: Photo d’un des prototypes de la platine de la section Audio du commutateur vidéo.
Avec seulement deux poussoirs, la programmation des canaux se fait de manière séquentielle de 1 à 32: quand le paramétrage de la première est terminé, on passe à la deuxième etc...
Quand un canal a été programmé, pour passer au suivant on doit presser et relâcher tout de suite PROG/SEL (LD1 s’allume à nouveau en rouge); la LED correspondant à la précédente caméra s’éteint et celle du canal suivant s’allume. Le paramétrage se déroule pour tous les canaux exactement comme on vient de le voir.
Quand le paramétrage est terminé, on peut abandonner la procédure de programmation en pressant PROG/SEL longuement jusqu’à ce que la LED bicolore s’éteigne; on relâche alors le poussoir. Notez à ce propos que cela peut être fait à tout moment (il n’est pas nécessaire d’arriver au canal 32); dans ce cas, le paramétrage des canaux pour lesquels la programmation a été menée à bien, est mémorisé alors que pour les autres le paramétrage précédant le lancement de la procédure (c’est-à-dire la pression prolongée de PROG/SEL) est conservé.
Chaque fois qu’on abandonne la programmation, le microcontrôleur fait émettre trois éclairs consécutifs aux LED correspondant aux canaux ne devant être activés qu’en présence de la commande à niveau de tension.
Pour enrichir le paramétrage des fonctions du système, on a prévu que les poussoirs Pi et P2 puissent être utilisés aussi en dehors de la phase de programmation.
Si vous pressez SET/MAN longuement vous forcez manuellement l’activation
Figure 16: La LED bicolore.
Durant la programmation et en utilisation normale, les signalisations données par la LED bicolore sont de grande importance pour suivre le déroulement des différentes phases. Le tableau donne les couleurs que prend cette LED et la signification correspondante. On voit qu’au repos, soit quand le système n’est pas en programmation et qu’il ne reçoit pas de commande à niveau de tension de l’extérieur, LD1 est éteinte.
de toutes les caméras (la LED bicolore s’allume alors en jaune et les LED des canaux à activer s’allument de manière fixe). Si vous pressez à nouveau SET! MAN jusqu’à ce que la LED bicolore s’éteigne, vous désinsérez la fonction de commande manuelle et confiez à nouveau la gestion du système à l’éventuelle commande provenant de l’extérieur.
A ce propos, précisons que si la commande à niveau de tension arrive alors que le système a été forcé manuellement, en désinsérant cette dernière fonction les caméras restent actives; et ce tant que le niveau de tension ne cesse pas.
De même, si la commande à distance arrive quand l’activation forcée (MAN/ SEL) a déjà été paramétrée, aucun effet ne s’ensuit.
Terminons la description du module clavier avec les signalisations que fournit LD1 durant l’exécution (manuelle ou par commande externe) de la fonction d’activation des caméras sélectionnées: la diode s’allume en vert quand le photocoupleur de l’unité de contrôle reçoit le niveau de tension; elle devient jaune quand on force manuellement la désactivation avec SET/MAN.
Notez que si, le système étant forcé manuellement, la commande à niveau de tension arrive, la LED bicolore passe de jaune à vert.
La réalisation pratique
Afin de rendre plus simple et d’un emploi universel l’installation, le système est prévu pour un rack 19”:
toutes les prises d’entrée et de sortie prennent place sur les modules à quatre canaux qui se fixent ensuite en face avant du rack. Cela permet de faire passer toutes les caméras et les alimentations des modules de commutation, afin de pouvoir les gérer à tout moment, selon le mode préféré, simplement en agissant sur les poussoirs de programmation du système et sans devoir modifier le câblage.
Pour réaliser le système, il vous faut préparer la platine de l’unité de contrôle (section Microcontrôleur ET66OM), un module clavier (section Poussoirs ET66OP) et autant de modules quadricanaux (section Vidéo ET66OV) qu’il y a de caméras à gérer dans votre installation de vidéosurveillance; tous les circuits imprimés sont à double face à trous métallisés que vous pourrez vous procurer ou bien réaliser à partir des dessins à l’échelle 1:1 fournis par les figures (vous pouvez aussi les télécharger gratuitement sur le site de la revue).
La platine Microcontrôleur ET66OM
La platine est constituée d’un circuit imprimé double face à trous métallisés, dont les figures 3b-1 et 2 donnent les dessins à l’échelle 1. Commencez par insérer et souder les supports du PIC et du photocoupleur (vous ne les insèrerez qu’à la fin, repères-détrompeurs en U vers Ri pour U2 et vers le bas pour FC1). Insérez et soudez ensuite les rares composants externes (comme le montrent les figures 3a et 4), en commençant par les résistances.
Poursuivez avec les condensateurs:
attention, Ci et C4 ont leurs pattes
— vers le haut de la platine. Montez le régulateur Ui couché dans son dissipateur ML26 et fixé par un boulon 3MA. Montez enfin le connecteur CON et le bornier à trois pôles.
Une fois tout vérifié plusieurs fois (ni court-circuit entre pistes ou pastilles ni soudure froide collée), vous allez pouvoir passer à la platine suivante.
La platine Poussoirs ET66OP
Cette petite platine est constituée d’un circuit imprimé double face à trous métallisés, dont la figure 7b-i et 2 donne les dessins à l’échelle 1. Commencez par insérer et souder le connecteur CON et la diode Di (bague vers l’intérieur de la platine) sur une des faces, comme le montre la figure 8. Sur l’autre face, insérez et soudez ensuite les deux poussoirs, le “plug” d’alimentation et la LED bicolore (méplat vers le bas de la platine), comme le montre la figure 7a.
Une fois tout vérifié plusieurs fois (ni court-circuit entre pistes ou pastilles ni soudure froide collée), vous allez pouvoir passer à la platine suivante.
La platine Vidéo ET66OV
Attention, il vous en faut autant qu’il y a de caméras dans votre installation de vidéosurveillance. La platine est constituée d’un circuit imprimé double face à trous métallisés, dont la figure lOb-l et 2 donne les dessins à l’échelle 1.
Commencez par la face représentée figure lia: soudez les supports des deux circuits intégrés (vous ne les insèrerez qu’à la fin, repères-détrompeurs en U vers la gauche). Insérez et soudez ensuite les BNC (de sortie) et les “plugs” d’alimentation (de sortie), puis les deux connecteurs CON1 et CON2 et enfin le dip-switch à quatre micro-interrupteurs.
Continuez par la face représentée par la figure llb: là encore, insérez et soudez les BNC (d’entrée) et les “plugs” d’alimentation (d’entrée), puis soudez les résistances (debout en trombone) et les diodes (debout aussi: attention à l’orientation de leurs bagues). Poursuivez avec les LED (méplats vers le haut) et terminez par les relais.
Précisons que, s’agissant de cette platine Vidéo (module quadricanal), les BNC comme les prises “plug” d’alimentation sont montées tête-bêche (des deux côtés du circuit imprimé) pour que celles sortant de la face avant reçoivent les câbles venant des caméras et celles montées sur la face opposée du circuit imprimé aillent à l’enregistreur ou au banc de régie. Mais rien ne vous empêche d’inverser ce branchement.
Les connecteurs mâles à 10 voies sont en deux exemplaires car l’un sert à la connexion avec le dispositif qui, dans la chaîne, précède le module, alors que l’autre sert de liaison avec le dispositif suivant (autre module quadricanal ou clavier).
Une fois tout vérifié plusieurs fois (ni court-circuit entre pistes ou pastilles ni soudure froide collée), vous allez pouvoir passer à la platine suivante.
La platine Audio ET66OA
Nous l’avons prévue pour la gestion de l’audio et son seul rôle est de rendre éventuellement accessible en face avant du rack le son arrivant des caméras, au moyen de prises RCA.
La petite platine est constituée d’un circuit imprimé double face à trous métallisés, dont les figures 14b-l et 2 donnent les dessins à l’échelle 1. Commencez par la face que vous voudrez (elles sont symétriques, l’une est représentée figure 15): soudez sur chaque face quatre RCA.
Une fois tout vérifié, vous allez pouvoir passer aux interconnexions entre les platines.
Les interconnexions
Elles se font au moyen de nappes de fils (“flat-cable”) à 10 voies (comme les connecteurs): leurs extrémités doivent être serties dans des connecteurs femelles 2 x 5 pôles au pas de 2,54 mm.
Quand ils sont prêts, on insère leurs extrémités dans le connecteur CON de l’unité à microcontrôleur et dans le CON1 (ou CON2, c’est égal car les deux connecteurs sont électriquement en parallèle) de la platine quadricanal la plus proche.
Un second câble s’insère d’un côté dans le connecteur resté libre (CON2 ou CON1) et de l’autre dans le CON1 ou le CON2 du module quadricanal suivant, ou bien, s’il n’y en a pas, dans le connecteur CON du circuit imprimé du clavier (platine poussoirs).
Quelle que soit la configuration adoptée, rappelez-vous toujours que la chaîne comporte d’un côté le circuit de contrôle (platine Microcontrôleur avec le PIC) et de l’autre le clavier (platine Poussoirs); au milieu un au moins des huit modules quadricanaux.
L ‘alimentation
Pour l’alimentation du système il vous faut une alimentation, de préférence stabilisée, fournissant 12 Vcc pour un courant qui dépend, bien sûr, du nombre de modules quadricanaux utilisés; la seule unité de contrôle et le clavier consomment environ 40 mA et chaque module quadricanal, avec tous les relais collés et les LED allumées, consomme environ 130 mA. Avec ces informations le calcul est facile à faire.
Si le système de vidéosurveillance dispose d’une unique alimentation en 12 V pour toutes les caméras, on peut y prélever le 12 Vcc nécessaire. Dans tous les cas, le câble arrivant au connecteur PWR du module clavier doit se terminer par une prise “plug” adaptée.
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CARACTERISTIQUES
TECHNIQUES
Alimentation: 12V
Consommation par canal:
130 mA
Nombre de canaux: 32
Activation:
manuel I e/a uto mati q u e
Entrée d’activation opto-isolée
Possibilité de montage en rack 19”
Connexion en cascade.
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Afin de respecter les plus récentes normes en matière de protection de la vie privée, un chef d’entreprise ayant placé sa Société sous vidéosurveillance avec
téléviseurs en circuit fermé, doit faire en sorte que les caméras situées dans des locaux où se trouve du personnel soient désactivées durant les heures de travail. Le problème se pose alors: soit on évite de placer des caméras en certains lieux qu’on laisse ainsi exposés, soit on place des caméras partout mais on les éteint dans certains locaux durant les heures de travail pour les rallumer le soir et pendant les pauses déjeuner. Cette dernière solution est certainement la meilleure mais, si on a affaire à un système de vidéosurveillance doté de nombreuses caméras —qui plus est avec des locaux ouverts au public—, il devient un peu difficile de se rappeler quelles sont les caméras à activer et lesquelles il faut éteindre. Tout serait plus simple si ces séquences choisies d’allumage/extinction étaient gérées par un automatisme ou un ordinateur dûment programmé.
Le montage que ces pages vous proposent de construire est né de ce souci: il s’agit d’un circuit auquel on relie toutes les caméras du système CCTV, facilement programmable pour qu’il allume de manière différenciée certaines zones à certains moments seulement et laisse en revanche allumées d’autres zones en permanence. Afin de rendre le système d’un usage vraiment universel, la possibilité a été prévue d’effectuer la commutation allumé/éteint aussi bien manuellement qu’automatiquement; pour cela, le module de contrôle comporte une entrée à niveau de tension pouvant être activée par un simple interrupteur ou bien par une sortie auxiliaire de la centrale d’alarme antivol. Mais pourquoi l’antivol? C’est très simple: quand on quitte les lieux où se déroule l’activité de la Société, que fait-on? On ferme portes et fenêtres puis on active l’alarme! Donc, si l’on confie à notre système la gestion de la mise en marche des caméras placées en des lieux où se tient et travaille du personnel, en reliant l’entrée à niveau de tension à la sortie auxiliaire de la centrale d’alarme antivol (active quand l’antivol est inséré), lorsque les locaux deviennent déserts les caméras en question commencent automatiquement à filmer... et cessent quand, de retour sur les lieux, on désactive l’alarme.
Le principe de fonctionnement
Le système proposé est essentiellement un commutateur sélectif, vers lequel convergent les lignes d’alimentation et les signaux vidéo des caméras de l’installation de vidéosurveillance; au moyen d’une procédure simple et intuitive gérée par deux poussoirs et assistée par LED, l’opérateur affecté à l’installation peut définir quelles sont les caméras devant rester toujours en fonction et lesquelles doivent, en revanche, être éteintes et rallumées quand la commande à distance à niveau de tension arrive. Pour l’activation et la désactivation des caméras on a des modules à relais gérés par une unité principale à microcontrôleur; ce dernier lit la condition logique donnée par l’antivol (en commande automatique) ou par le fameux poussoir (en commande manuelle) et intervient sur les modules pour activer les relais correspondant aux caméras à insérer.
Pour rendre le système le plus universel possible, on a prévu que chaque module quadricanal puisse interrompre la ligne du signal vidéo et celle de l’alimentation de la caméra; ceci car on peut avoir à l’installer dans des conditions pour lesquelles il est difficile d’acheminer vers les modules le câble coaxial ou bien celui d’alimentation.
Par exemple, dans certaines installations il peut être préférable de n’acheminer qu’une seule ligne d’alimentation utilisée par plusieurs caméras, situées dans des pièces différentes, une pour laquelle la vidéosurveillance doit être toujours active et l’autre avec laquelle, en revanche, il ne faut pas filmer ou enregistrer à certains moments. Dans certaines situations on ne peut pas interrompre la ligne d’alimentation, sinon on éteint aussi les caméras devant rester en fonction; dans ce cas l’interruption de la ligne coaxiale s’avère particulièrement utile.
Notre système comporte plusieurs unités: la platine de contrôle interfacée d’un côté avec le dispositif lançant la commande de commutation des caméras et de l’autre avec les modules quadricanaux et autant de modules quadricanaux qu’il faut pour gérer les caméras prévues dans l’installation de vidéosurveillance; une petite platine à poussoirs et à LED de signalisation assistant l’usager durant la programmation et l’exercice normal vient compléter l’ensemble.
L’unité de contrôle
Le schéma électrique de la section Microcontrôleur est visible figure 2. Le circuit s’occupant de la gestion du système est fort simple, car il utilise peu de composants, parmi lesquels un microcontrôleur PIC Microchip dans lequel “tourne” le logiciel qui lit le niveau acheminé par le photo- coupleur FC1 et ainsi la condition de l’entrée de commande, mais aussi du déroulement de la programmation du mode de fonctionnement.
L’unité reçoit l’alimentation par les broches 1 et 2 du connecteur CON avec lequel on la connecte aux modules quadricanaux de commutation des caméras; chacun possède deux connecteurs en parallèle entre eux, afin de permettre la connexion en cascade de tous les modules dont on a besoin.
Le dernier de la chaîne aura un connecteur libre, grâce auquel il sera relié à la platine des poussoirs et des LED de programmation. L’alimentation principale est en 12 V, car on la prélève sur la ligne d’alimentation des caméras, lesquelles sont toutes en 12 Vcc, justement; un régulateur 7805 en tire le 5 V stabilisé, filtré par les condensateurs C3 et C4, nécessaire pour alimenter le microcontrôleur et la broche 3 du connecteur d’interconnexion avec les autres modules. La ligne 12 V pouvant être perturbée, on a prévu de la filtrer avec Cl et C2, montés en amont de Ui.
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Liste des composants
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ET66OM
Ri 470
R2 470
R3 ik
Ci iOO nF multicouche
C2 i 000 pF 25 V électrolytique
C3 iOO nF multicouche
C4 i 000 pF 25 V électrolytique
Ui 7805
U2 PICi6F628A-EF660 déjà
programmé en usine
FCi....4N25
Divers:
i bornier 3 pôles
i support 2 x 9 broches
i barrette mâle 2 broches
i cavalier
i dissipateur ML26
i boulon 3MA iO mm
i connecteur POD iO mâle pour ci
2 connecteurs POD iO femelle
i nappe
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Lentrée d’activation du système prévoit la réception d’une commande à niveau de tension à l’aide d’un bornier; trois contacts sont disponibles pour une activation par niveau de tension positif, un contact normalement ouvert ou une sortie à transistor.
Si nous voulons commander le système avec un niveau de tension prélevé sur une installation dont la masse de référence peut être mise en commun avec celle du module de commande, il faut appliquer la différence de potentiel entre le contact I (positif) et le — (masse ou négatif); dans ce cas le cavalier J1 doit être présent (en A, un exemple avec transistor NPN à collecteur commun). Si le niveau de tension provient en revanche d’une installation dont la masse ne peut être mise en commun avec celle du système, on l’applique entre I et —‘ mais après avoir enlevé J1 (B). Si on envoie la commande au moyen d’une sortie à transistor sur laquelle est disponible l’émetteur ou le collecteur, on connecte ce terminal au contact I et on maintient J1 (c’est toujours le schéma A qui est valable). Enfin, si le transistor est monté en émetteur commun et si le collecteur est disponible, on unit les masse des circuits, on connecte ensemble les contacts I et + et on connecte le collecteur au point —. Dans ce dernier cas J1 est enlevé (en C, un exemple avec transistor NPN) même si la masse peut être mise en commun.
L’entrée de commande correspond à un photocoupleur garantissant, là où on en a besoin, l’isolation galvanique du système par rapport à l’appareil à contrôler; isolation indispensable quand, par exemple, les masses se trouvent à des potentiels différents par rapport à la terre de référence. Le phototransistor de FC1 a son collecteur relié à la ligne RB3 du micro; il n’y a pas de résistance parce que, durant l’initialisation des E/S, le PIC paramètre la broche 9 comme entrée et lui attribue le “pull-up” (résistance de tirage) interne. La LED de l’optocoupleur sa résistance de limitation de courant sont reliés aux points I et
- de l’entrée de commande; l’ordre d’allumer toutes les caméras (antivol inséré), consiste à polariser la LED et donc à faire commuter de 1 à 0 logique la condition du collecteur du phototransistor; pour allumer en revanche seulement les caméras définies au moment de la programmation (antivol éteint), entre les points I et — il ne doit y avoir aucune tension.
Notez que l’entrée de commande a été réalisée de façon à être la plus universelle possible (voir figure 5):
elle possède en effet trois contacts permettant l’activation par niveau de tension positif, contact normalement ouvert ou une sortie à transistor. Si nous voulons commander le système avec un niveau de tension, donné par un circuit dont la masse de référence peut être mise en commun avec celle de notre module de commande, il faut l’appliquer au contact I par rapport au
—; dans ce cas le cavalierJl doit rester fermé. Si le niveau de tension provient d’un système dont la masse ne peut pas être mise en commun avec celle du nôtre, on l’applique entre I et —‘ mais J1 doit être alors ôté. Si la commande est envoyée par une sortie à transistor dont l’émetteur est disponible, on le connecte au contact I et on laisse J1 fermé. Enfin, si la sortie de l’antivol est à collecteur ouvert (open collector”), on réunit les masses des deux circuits, on connecte ensemble les contacts I et + et le collecteur au point —; dans ce dernier cas J1 est ôté.
Ce qui précède décrit le fonctionnement de l’interface d’entrée. Les autres lignes d’E/S du microcontrôleur sont utilisées, en revanche, pour dialoguer avec la chaîne de modules, recevoir les commandes des poussoirs de configuration et gérer les LED de signalisation. En détail, RAO et RAi sont initialisées comme sorties et pilotent la LED bicolore montée sur la platine du clavier (interface usager) alors que RB6 et RB7 (initialisées comme entrées) lisent, respectivement, les poussoirs P2 et Pi. RBO et RB1 constituent le bus 12C indispensable pour paramétrer la condition des sorties de chaque module: la première fonctionne comme sortie et rend disponible l’horloge du bus (SCL) alors que la seconde est initialisée comme bidirectionnelle et constitue le canal des données (SDA).
Le module quadricanal
Passons à l’examen du module dont le rôle est d’activer et désactiver les caméras qu’on lui connecte. Le schéma électrique de cette section vidéo est visible figure 9: il est également très simple, grâce à l’adoption de l’extension d’E/S PCF8574. Pour notre application il est idéal car il nous permet de gérer une quantité énorme de caméras avec seulement deux E/S du microcontrôleur. Dans le module quadricanal, le composant n’est utilisé que dans une direction, la sortie.
Au moyen du bus 12C, le micro gère les lignes disponibles en donnant des instructions adéquates au PCF8574; les sorties P4, P5, P6 et P7 de ce dernier reproduisent les niveaux logiques correspondants, lesquels, à travers le pilote de ligne ULN2803, permettent de donner aux bobines des relais le courant qui leur est nécessaire pour “coller” et ouvrir le contact normalement fermé pour interrompre l’alimentation comme la liaison vidéo de la caméra concernée. L’interposition de cet ULN 2803 s’est avérée nécessaire parce que le courant consommé par chaque sortie (en mode source)
Liste des composants
ET66OP
Di 1N5408
LD1....LED bicolore 3 mm
Pi poussoir pour face avant P2 poussoir pour face avant
Divers:
1 prise d’alimentation pour face avant
1 connecteur POD 10 mâle pour ci
2 connecteurs POD 10 femelle
1 nappe
de l’extension d’E/S au niveau logique haut et celui consommé au zéro logique (mode sink) ne dépasse pas 25 mA. Chaque canal des huit contenus dans un ULN2803 contient un darlington NPN, dont la base reçoit le niveau logique de commande (de 3 à 30 V) et dont l’émetteur est relié, tout comme les autres, à la broche 9; le collecteur est disponible pour mettre à la masse le circuit d’une charge (qui ne consomme pas plus de 500 mA) reliée au positif d’alimentation.
A l’intérieur, chaque collecteur est connecté à l’anode d’une diode de protection dont la cathode, tout comme les autres, est connectée à la broche 10; cette dernière doit être normalement acheminée à la ligne positive alimentant l’utilisateur.
La tension maximale applicable entre les broches 10 et 9 est de 50 V, la dissipation totale de la puce, même si chaque darlington peut dissiper 1 W, est de 2,25 W.
Les quatre autres sorties (P0, Pi, P2, P3) de l’extension d’E/S polarisent une des LED LD1, LD2, LD3, LD4 et sont commandées par le microcontrôleur pour donner, en utilisation normale, les signalisations d’état des relais et, au moment de la programmation, le paramétrage actuel du canal correspondant. Les LED ne sont pas connectées directement en parallèle aux bobines de RL1, RL2, RL3, RL4 car lors de la programmation la condition de canal toujours actif correspond à l’allumage fixe de la LED correspondante, alors que celle de canal à désactiver est signalée par un clignotement.
Si l’on utilisait une seule sortie pour commander LED et relais, ce dernier pulserait ou s’activerait, ce qui interromprait le fonctionnement de la caméra correspondante. En revanche, durant la programmation, l’état des enregistrements ne doit absolument pas risquer d’être altéré par les manipulations pratiquées par le technicien affecté à la maintenance.
Le bus 12C prévoit que l’on monte les dispositifs en parallèle sur les lignes SDA et SOL et que les instructions envoyées par le dispositif master aux périphériques contiennent une adresse permettant leur reconnaissance par le seul périphérique destinataire, chaque appareil dispose de trois lignes permettant de définir l’adresse voulue en choisissant parmi les huit combinaisons possibles. Dans le cas du PCF8574, les broches correspondantes sont les 1, 2, 3 (respectivement: bit de poids 1, 2, 4). Le schéma électrique montre que les lignes d’adressage, chacune avec sa résistance de tirage, sont reliées à une file de micro-interrupteurs: cela permet de définir pour chaque module une adresse différente de celle attribuée aux autres, afin d’éviter tout conflit.
Le paramétrage de l’adresse s’effectue ainsi (les micro-interrupteurs étant entre les lignes A0, Ai, A2 et la masse): micro- interrupteur fermé = zéro logique; micro- interrupteur ouvert = état logique haut.
Liste des composants
ET66OV
Ri.470
R2 470
R3 470
R4 470
R5 i0k
R6 i0k
R7 i0k
Di iN4007
D2 iN4007
D3 iN4007
D4 iN4007
LDi....LED3 mm rouge
LD2....LED3mmrouge
LD3....LED3mmrouge
LD4....LED3mmrouge
Ui PCF8574A
U2 ULN2803
RLi.... relais 2 contacts 5V
RL2.... relais 2 contacts 5V
RL3.... relais 2 contacts 5V
RL4.... relais 2 contacts 5V
SWi... dip-switch à 4 micro-
interrupteurs
Divers:
8 prises d’alimentation pour face avant
8 prises BNC pour face avant
i support 2 x 8
2 connecteurs POD iO mâle pour ci
2 connecteurs POD iO femelle
i nappe
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Les trois lignes d’adresse permettent huit combinaisons (000 à iii) définies par des valeurs de O à 7 ; étant donné que chaque module peut gérer quatre canaux, le système tout entier permet d’intervenir sur 32 caméras. Quant aux connexions avec les caméras, on note que les relais sont du type à double contact, ceci parce qu’il est prévu qu’ils coupent l’alimentation et la ligne vidéo; la première entre et sort par des connecteurs “plug” et pour la seconde on a utilisé des BNC. Sur le schéma électrique, Pli, P12, P13, P14 sont les entrées d’alimentation et PCi, P02, P03, P04 les sorties vers les lignes allant aux différentes caméras; VIi, V12, V13, V14 sont les entrées du signal vidéo et VOi, V02, V03, V04 les sorties correspondantes.
Par exemple, si nous voulons interrompre l’alimentation et le canal vidéo d’une caméra avec RLi, le câble d’alimentation en provenance de l’alimentation entrera par un “plug” en Pli et celui allant à l’enregistreur, au module quad ou au banc de régie, devra arriver à VIi; ensuite, le coaxial allant à la caméra devra être relié à VOi et l’alimentation à PCi.
Paramétrer le système
Il ne nous reste qu’à analyser le module contenant les poussoirs de gestion et la LED de signalisation. Le schéma électrique de la section Poussoirs est visible figure 6: on voit la diode Di qui protège la ligne positive, allant au régulateur de l’unité de contrôle, contre toute inversion de polarité et la LED bicolore LDi qui peut s’allumer en rouge, vert ou jaune en fonction de ce que le microcontrôleur entend nous signaler.
Au moyen des poussoirs on lance et on met un terme aux phases de programmation, que nous allons décrire pas à pas; par commodité, Pi sera désigné par PROG/SEL et P2 par SET/MAN. Donc, pour entrer en mode de programmation on doit presser et maintenir PROG/SELjusqu’à ce que la LED bicolore (MODE) s’allume en rouge et reste allumée; la touche peut alors être relâchée.
En même temps la LED correspondant au premier canal (c’est-à-dire à la première caméra du module quadricanal ayant paramétré l’adresse 12C-bus 000) s’allume. Le paramétrage prédéfini (par défaut) pour tous les canaux est “toujours actif”, au sens où la caméra correspondante n’est normalement jamais désactivée.
Pour changer la condition, il faut presser et relâcher tout de suite l’autre poussoir SET/MAN : chaque pression fait s’allumer en vert LDi et inverse le paramétrage actuel.
Donc si la caméra est paramétrée comme devant rester toujours active, elle est insérée dans la liste de celles qui, en l’absence d’une commande à niveau de tension, seront désactivées et, inversement, si c’est une de celles à activer seulement à la réception de la commande à distance, elle devient toujours active. Le paramétrage actuel est signalé par la LED correspondante qui s’allume fixe si la caméra doit être toujours allumée, ou bien en clignotant si c’est la désactivation en absence de la commande à niveau de tension qui est prévue.
Les modules de contrôle des caméras étant tous gérés par un bus unique, afin d’éviter qu’une commande envoyée par l’unité de contrôle n’intervienne sur deux ou davantage en même temps, il est indispensable de distinguer chacun en lui donnant une adresse propre. Pour des motifs pratiques, il faut toujours attribuer aux modules quadricanaux les adresses les plus basses, c’est-à-dire les mettre dans l’ordre O, i, 2, 3 etc.
Le paramétrage de l’adresse s’effectue au moyen du dip-switch à 4 micro-interrupteurs, sans oublier que les micro-interrupteurs i, 2 et 3 agissent, respectivement, sur les bits de poids i (AO) 2 (Ai) et 4 (A2). Mint4 n’est pas utilisé.
Liste des composants ET66OA
Divers:
4 prises RCA pour circuit imprimé
Avec seulement deux poussoirs, la programmation des canaux se fait de manière séquentielle de 1 à 32: quand le paramétrage de la première est terminé, on passe à la deuxième etc...
Quand un canal a été programmé, pour passer au suivant on doit presser et relâcher tout de suite PROG/SEL (LD1 s’allume à nouveau en rouge); la LED correspondant à la précédente caméra s’éteint et celle du canal suivant s’allume. Le paramétrage se déroule pour tous les canaux exactement comme on vient de le voir.
Quand le paramétrage est terminé, on peut abandonner la procédure de programmation en pressant PROG/SEL longuement jusqu’à ce que la LED bicolore s’éteigne; on relâche alors le poussoir. Notez à ce propos que cela peut être fait à tout moment (il n’est pas nécessaire d’arriver au canal 32); dans ce cas, le paramétrage des canaux pour lesquels la programmation a été menée à bien, est mémorisé alors que pour les autres le paramétrage précédant le lancement de la procédure (c’est-à-dire la pression prolongée de PROG/SEL) est conservé.
Chaque fois qu’on abandonne la programmation, le microcontrôleur fait émettre trois éclairs consécutifs aux LED correspondant aux canaux ne devant être activés qu’en présence de la commande à niveau de tension.
Pour enrichir le paramétrage des fonctions du système, on a prévu que les poussoirs Pi et P2 puissent être utilisés aussi en dehors de la phase de programmation.
Si vous pressez SET/MAN longuement vous forcez manuellement l’activation
Durant la programmation et en utilisation normale, les signalisations données par la LED bicolore sont de grande importance pour suivre le déroulement des différentes phases. Le tableau donne les couleurs que prend cette LED et la signification correspondante. On voit qu’au repos, soit quand le système n’est pas en programmation et qu’il ne reçoit pas de commande à niveau de tension de l’extérieur, LD1 est éteinte.
de toutes les caméras (la LED bicolore s’allume alors en jaune et les LED des canaux à activer s’allument de manière fixe). Si vous pressez à nouveau SET! MAN jusqu’à ce que la LED bicolore s’éteigne, vous désinsérez la fonction de commande manuelle et confiez à nouveau la gestion du système à l’éventuelle commande provenant de l’extérieur.
A ce propos, précisons que si la commande à niveau de tension arrive alors que le système a été forcé manuellement, en désinsérant cette dernière fonction les caméras restent actives; et ce tant que le niveau de tension ne cesse pas.
De même, si la commande à distance arrive quand l’activation forcée (MAN/ SEL) a déjà été paramétrée, aucun effet ne s’ensuit.
Terminons la description du module clavier avec les signalisations que fournit LD1 durant l’exécution (manuelle ou par commande externe) de la fonction d’activation des caméras sélectionnées: la diode s’allume en vert quand le photocoupleur de l’unité de contrôle reçoit le niveau de tension; elle devient jaune quand on force manuellement la désactivation avec SET/MAN.
Notez que si, le système étant forcé manuellement, la commande à niveau de tension arrive, la LED bicolore passe de jaune à vert.
La réalisation pratique
Afin de rendre plus simple et d’un emploi universel l’installation, le système est prévu pour un rack 19”:
toutes les prises d’entrée et de sortie prennent place sur les modules à quatre canaux qui se fixent ensuite en face avant du rack. Cela permet de faire passer toutes les caméras et les alimentations des modules de commutation, afin de pouvoir les gérer à tout moment, selon le mode préféré, simplement en agissant sur les poussoirs de programmation du système et sans devoir modifier le câblage.
Pour réaliser le système, il vous faut préparer la platine de l’unité de contrôle (section Microcontrôleur ET66OM), un module clavier (section Poussoirs ET66OP) et autant de modules quadricanaux (section Vidéo ET66OV) qu’il y a de caméras à gérer dans votre installation de vidéosurveillance; tous les circuits imprimés sont à double face à trous métallisés que vous pourrez vous procurer ou bien réaliser à partir des dessins à l’échelle 1:1 fournis par les figures (vous pouvez aussi les télécharger gratuitement sur le site de la revue).
La platine Microcontrôleur ET66OM
La platine est constituée d’un circuit imprimé double face à trous métallisés, dont les figures 3b-1 et 2 donnent les dessins à l’échelle 1. Commencez par insérer et souder les supports du PIC et du photocoupleur (vous ne les insèrerez qu’à la fin, repères-détrompeurs en U vers Ri pour U2 et vers le bas pour FC1). Insérez et soudez ensuite les rares composants externes (comme le montrent les figures 3a et 4), en commençant par les résistances.
Poursuivez avec les condensateurs:
attention, Ci et C4 ont leurs pattes
— vers le haut de la platine. Montez le régulateur Ui couché dans son dissipateur ML26 et fixé par un boulon 3MA. Montez enfin le connecteur CON et le bornier à trois pôles.
Une fois tout vérifié plusieurs fois (ni court-circuit entre pistes ou pastilles ni soudure froide collée), vous allez pouvoir passer à la platine suivante.
La platine Poussoirs ET66OP
Cette petite platine est constituée d’un circuit imprimé double face à trous métallisés, dont la figure 7b-i et 2 donne les dessins à l’échelle 1. Commencez par insérer et souder le connecteur CON et la diode Di (bague vers l’intérieur de la platine) sur une des faces, comme le montre la figure 8. Sur l’autre face, insérez et soudez ensuite les deux poussoirs, le “plug” d’alimentation et la LED bicolore (méplat vers le bas de la platine), comme le montre la figure 7a.
La platine Vidéo ET66OV
Attention, il vous en faut autant qu’il y a de caméras dans votre installation de vidéosurveillance. La platine est constituée d’un circuit imprimé double face à trous métallisés, dont la figure lOb-l et 2 donne les dessins à l’échelle 1.
Commencez par la face représentée figure lia: soudez les supports des deux circuits intégrés (vous ne les insèrerez qu’à la fin, repères-détrompeurs en U vers la gauche). Insérez et soudez ensuite les BNC (de sortie) et les “plugs” d’alimentation (de sortie), puis les deux connecteurs CON1 et CON2 et enfin le dip-switch à quatre micro-interrupteurs.
Continuez par la face représentée par la figure llb: là encore, insérez et soudez les BNC (d’entrée) et les “plugs” d’alimentation (d’entrée), puis soudez les résistances (debout en trombone) et les diodes (debout aussi: attention à l’orientation de leurs bagues). Poursuivez avec les LED (méplats vers le haut) et terminez par les relais.
Précisons que, s’agissant de cette platine Vidéo (module quadricanal), les BNC comme les prises “plug” d’alimentation sont montées tête-bêche (des deux côtés du circuit imprimé) pour que celles sortant de la face avant reçoivent les câbles venant des caméras et celles montées sur la face opposée du circuit imprimé aillent à l’enregistreur ou au banc de régie. Mais rien ne vous empêche d’inverser ce branchement.
Les connecteurs mâles à 10 voies sont en deux exemplaires car l’un sert à la connexion avec le dispositif qui, dans la chaîne, précède le module, alors que l’autre sert de liaison avec le dispositif suivant (autre module quadricanal ou clavier).
Une fois tout vérifié plusieurs fois (ni court-circuit entre pistes ou pastilles ni soudure froide collée), vous allez pouvoir passer à la platine suivante.
La platine Audio ET66OA
Nous l’avons prévue pour la gestion de l’audio et son seul rôle est de rendre éventuellement accessible en face avant du rack le son arrivant des caméras, au moyen de prises RCA.
La petite platine est constituée d’un circuit imprimé double face à trous métallisés, dont les figures 14b-l et 2 donnent les dessins à l’échelle 1. Commencez par la face que vous voudrez (elles sont symétriques, l’une est représentée figure 15): soudez sur chaque face quatre RCA.
Une fois tout vérifié, vous allez pouvoir passer aux interconnexions entre les platines.
Les interconnexions
Elles se font au moyen de nappes de fils (“flat-cable”) à 10 voies (comme les connecteurs): leurs extrémités doivent être serties dans des connecteurs femelles 2 x 5 pôles au pas de 2,54 mm.
Quand ils sont prêts, on insère leurs extrémités dans le connecteur CON de l’unité à microcontrôleur et dans le CON1 (ou CON2, c’est égal car les deux connecteurs sont électriquement en parallèle) de la platine quadricanal la plus proche.
Un second câble s’insère d’un côté dans le connecteur resté libre (CON2 ou CON1) et de l’autre dans le CON1 ou le CON2 du module quadricanal suivant, ou bien, s’il n’y en a pas, dans le connecteur CON du circuit imprimé du clavier (platine poussoirs).
Quelle que soit la configuration adoptée, rappelez-vous toujours que la chaîne comporte d’un côté le circuit de contrôle (platine Microcontrôleur avec le PIC) et de l’autre le clavier (platine Poussoirs); au milieu un au moins des huit modules quadricanaux.
L ‘alimentation
Pour l’alimentation du système il vous faut une alimentation, de préférence stabilisée, fournissant 12 Vcc pour un courant qui dépend, bien sûr, du nombre de modules quadricanaux utilisés; la seule unité de contrôle et le clavier consomment environ 40 mA et chaque module quadricanal, avec tous les relais collés et les LED allumées, consomme environ 130 mA. Avec ces informations le calcul est facile à faire.
Si le système de vidéosurveillance dispose d’une unique alimentation en 12 V pour toutes les caméras, on peut y prélever le 12 Vcc nécessaire. Dans tous les cas, le câble arrivant au connecteur PWR du module clavier doit se terminer par une prise “plug” adaptée.
Publié dans Electronique-Magazine N°_98 _2007
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