Videoanlage zum Schwimmtraining

Videoanlage mit zwei aktiven Kameras
Videoanlage mit zwei aktiven Kameras
Der Tänzer hat sein Spiegelbild um seinen Körper zu beim Tanzen korrigieren zu können. Was hat aber der Schwimmer? Nun, wenn er Glück hat einen guten Trainer, der einen auf die gröbsten Schnitzer hinweisen kann.

Motivation

Unsere Herausforderung bestand nun darin, eine Videoanlage für unsere Schwimmer zu konzipieren und zu bauen - ein Spiegel für den Schwimmer!

Dabei waren die Anforderungen sehr hoch gesteckt: Zum einen wollen wir natürlich ein qualitativ ordentliches Bild über und unter Wasser von unseren Sportlern erhalten. Zum anderen befinden wir uns im Nassbereich, welcher hohe Sicherheitsanforderungen an die Elektronik und folglich auch an unser Konzept stellt.

Die Anforderungen sind schnell aufgelistet:

Man sieht an den Grundanforderungen, dass dieses Vorhaben eigentlich ein Homerun sein sollte. Der Knackpunkt liegt allerdings in der Feuchtraumabsicherung und, wie sollte es anders sein, beim Preis.

Bilderfassung

Betrachten wir zu Beginn erst einmal den Videoteil. Dieser ist in der Hinsicht anspruchsvoll, das wir nun zwei Überwasserkameras und eine Unterwasserkamera einbinden müssen. Hier haben wir zwei Modelle der JVC HD Everio GZ-HM 30, einer sehr preiswerten Kamera, die unseren Ansprüchen aber genügt; und eine CCTV Unterwasser Kamera mit in sich drehendem 355° PAN-Objetiv für eine bessere Einstellbarkeit von über Wasser, welches sich wirklich als hilfreich herausgestellt hat, da die Feinjustierung per Fernbedienung die Handhabung erheblich erleichert.

Alle Signale laufen in ein 4-Kanal-Videoüberwachunssystem aus dem Hause Lupus (Lupustec LE 800+). Diese Einheit zeichnet ununterbrochen alle ausgwählten Videosignale auf, sobald das System mit Netzspannung versorgt wird. Von hier haben wir später auch die Möglichkeit die Videodaten digital für den Rechner aufbereitet über die eingebaute USB-Schnittstelle abzugreifen. Über den Spotmonitorausgang geben wir nun das gequadtke Videosignal an einen zusätzlichen Festplattenrecorder (Panasonic DMR-EH585). Diese unabhängige Timeshiftkomponente ermöglicht ein unterbrechungsfreies Timeshifting über den kompletten Trainingstag hinaus ohne Gefahr zu laufen, durch eine Fehlbedienung des Systems die Video-Rohdaten zu verlieren. Der gesamte Videostream, getimeshiftet oder nicht wird nun an unseren 50'' Grundig-Fernseher übertragen.

HDD Rekorder mit Timeshift-Funktion
HDD Rekorder mit Timeshift-Funktion

Man sieht, dass die Videoübertragung nun wirklich kein Hexenwerk ist. Leider mussten wir uns allerdings bei dieser Lösung für die klassische Analogtechnik entscheiden. Hier waren wir leider an die Vorgaben des Obertrainers gebunden. Der Aufbau der Plattform über eine digitale Netzwerkkomponente hätte uns nicht nur viel Arbeit erleichtert, sondern wäre viel offener für spätere Erweiterungen und würde ganz nebenbei auch ein etwas besserer Bild liefern - eben kein analoges!

Stromversorgung

Nun haben wir die Signalübertragung theoretisch skizziert. Kommen wir zu unserer zweiten großen Baustelle. Die Stromübertragung an die Kameras und die gleichzeitige Absicherung gegen Stromschläge und Kurzschlüsse hat uns etwas mehr Sorgen bereitet.

Wir haben ein großes 12V-60W-Netzteil, welches alle Kameras und unseren Quad mit Strom versorgt. Hierfür haben wir eine einfache Platine mit Sicherungen, Relais und Optokopplern für jeden Kameraanschluss entworfen. Über diese wird der Schwachstrom verteilt und abgesichert. Der Quad hängt direkt am Netzteil. Alle Kameras erhalten ein jeweils eigenes Schutzmodul direkt am Kamerastativ. Dieses beinhaltet eine AA-Batterie und einen 12V/5V-Spannungskonverter, da die Kameras über einen USB-Anschluss mit Spannung versorgt werden müssen. Die Spannung wird erst am Verbraucher heruntergeregelt, um Spannungsabfälle auf dem langen Zuleitungskabel (zwischen 5m und 20m) abzufangen.

Schaltbild
Schaltbild mit Batteriebox am Stativ (links) und Verteilerbox (rechts)

Nun kommt allerdings unser Trick: Durch die AA-Batterie steuern wir einen Optokopler an. Dieser schaltet dann über ein Relais den Strom für die Kameras. Damit haben wir sichergestellt, dass erst bei Einkabelung beider Leitungsenden die Arbeitsspannung überreicht wird.

Steuerbox
Steuerungsbox mit Anschlussmöglichkeit für drei Kameras

Videobox
Sicherungsbox am Stativ jeder Kamera

Auch in Punkto Stecker sind wir individuelle Wege gegangen. Wir haben uns aktiv für einen sehr robusten 5-poligen Mikrofonstecker entschieden, da er durch seine Individualität vor Missbrauch und Fehlbedienung schützt.

Fotos

FI Schutzschalter
FI Schutzschalter
Steuerung der Unterwasserkamera
Steuerung der Unterwasserkamera
Kamera
Kamera

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