لماذا يحتاج نظام كاميرات المركبة المدرعة إلى تغذية خاصة؟
يجمع نظام كاميرات المركبة المدرعة بين كاميرات الرؤية المحيطية والرؤية الخلفية وكاميرات السائق والمقصورة، ويعمل معظمها على 12 VDC. أما شبكة المركبة فتعمل على 28 VDC وتحمل الارتفاعات المفاجئة والنبضات الحادة وانخفاضات الجهد أثناء تدوير المحرك التي يحددها MIL-STD-1275. ويتطلب إحكام تغذية كاميرات المركبات المدرعة مرحلةً مخصصة بين الاثنين: وحدة طاقة للكاميرات تكيّف الناقل، وتمنح كل كاميرا تغذية 12 VDC معزولة، وتمنع انتشار عطل كاميرا واحدة إلى البقية.
يتناول هذا المقال ميزانية الحمل والعزل وحماية القنوات والحالات العابرة والحزمة السلكية للمهندسين والمشترين. أما بنية الطاقة الشاملة فتجدها في دليل البنية الكهربائية للمركبات العسكرية؛ وهنا نركّز على توزيع طاقة كاميرات المركبات.
حمل الكاميرات: تيار منخفض وخطوط كثيرة
الكاميرا الواحدة حمل صغير. فوفقًا لورقة البيانات، تسحب كاميرا الرؤية الخلفية TDG-CAM-204 من فئة starlight نحو 100 mA عند 12 VDC. والتحدي في عدد الخطوط: فإحدى عشرة كاميرا تعني أحد عشر خط تغذية وأحد عشر خط فيديو، وغالبًا خطوطًا إضافية للتحكم بالأشعة تحت الحمراء IR وللصوت. وإذا غُذّي كلٌّ منها من قضيب التوزيع بمصهر مستقل، تضخّمت الحزمة السلكية.
ضع الميزانية على أساس أسوأ الحالات: فقد تسحب كاميرات IR تيارًا أكبر ليلًا، وتحتاج العدسات المزوّدة بالتسخين إلى هامش للتشغيل البارد. ومن العملي تحديد سقف لكل قناة. وهذا بالضبط ما تفعله ورقة بيانات نظام إدارة الفيديو للمركبات TDG-VMS-111: إذ توفّر كل قناة 12 VDC معزولة بتيار 0.5 A، وتُدرج تغذية الكاميرات حتى 11 × 6 W = 66 W بمعزل عن استهلاك الوحدة نفسها.
لماذا العزل؟
الحلقات الأرضية والفيديو التناظري
تستخدم إشارات الفيديو AHD وCVBS غلاف الكابل المحوري مرجعًا لها. وعندما تُؤرَّض الكاميرا عند أحد طرفي المركبة والشاشة أو جهاز التسجيل عند الطرف الآخر، يدفع فرق الجهد بين النقطتين تيارًا عبر الغلاف. والنتيجة ضوضاء أو أشرطة متحركة أو وميض في الصورة، ويشتد ذلك غالبًا عند تشغيل محرك البرج أو التكييف. وتقطع تغذية الكاميرات المعزولة جلفانيًا مسار التيار المستمر (DC) هذا وتُبقي مرجع الفيديو عند نقطة واحدة.
إبعاد اضطرابات الناقل
لا يمرّر المخرج المعزول الارتفاعات المفاجئة والنبضات الحادة في ناقل 28 VDC مباشرةً إلى الكاميرا. ومرحلة الدخل في الكاميرا الصغيرة المحكمة الإغلاق ليست مصممة عمومًا لتحمّلها، لذا يكون موضع الحماية في جانب التغذية.
الحماية لكل قناة
إذا تسبّب الماء في دارة قصر في موصل إحدى الكاميرات، فيجب ألا تنطفئ إلا تلك الكاميرا. ويتطلب ذلك حدًّا للتيار في كل قناة؛ إذ يُفقدك مصهر مشترك واحد الرؤية بالكامل. تحقّق مما إذا كانت عبارة "محمي من دارة القصر والتيار الزائد" تنطبق على كل قناة أم على المخرج الإجمالي. وفي TDG-VMS-111 تكون الحماية لكل قناة على حدة، ويمكن تشغيل كل قناة وإيقافها منفردةً، بحيث يمكن تعطيل الكاميرا المعطوبة في الميدان.
الحالات العابرة للجهد: MIL-STD-1275E
يحمل ناقل 28 VDC ارتفاعات ناجمة عن فصل الحمل المفاجئ (Load Dump)، ونبضات حادة ناتجة عن تبديل الأحمال الحثية، وانخفاضات أثناء تدوير المحرك. وتُحدَّد حدود هذه الحالات في مراجعة MIL-STD-1275 المعمول بها؛ وقد تناولنا الأرقام في دليل البنية. وينبغي تصميم مرحلة الدخل في وحدة تغذية الكاميرات لهذه الأحداث، وأن تذكر حرف المراجعة.
يتناول دليل القطبية العكسية حالة توصيل البطارية بشكل معكوس. والتداخل الكهرومغناطيسي EMI مهم أيضًا، لأن مزوّد الطاقة التبديلي يقع بجوار خطوط الفيديو مباشرةً. اسأل عن اختبارات MIL-STD-461 التي تحدد انبعاثات الوحدة؛ ويشرحها دليل MIL-STD-461 وMIL-STD-810.
تصميم الحزمة السلكية: الطاقة والفيديو في حزمة واحدة
يقلّل نقل التغذية والفيديو والصوت والتحكم بالأشعة تحت الحمراء IR عبر موصل واحد لكل كاميرا من أخطاء التركيب والصيانة. وتحتاج خطوط الفيديو التناظري إلى كابل يطابق معاوقتها المميزة البالغة 75 Ω.
لهبوط الجهد على خط 12 VDC أهمية أيضًا. مثال: نحاس بمقطع 0.5 mm²، وطول 15 m في اتجاه واحد، وتيار 0.5 A. تبلغ مقاومة الذهاب والإياب نحو 2 × 15 × 0.0175 / 0.5 ≈ 1.05 Ω، ويبلغ الهبوط نحو 0.5 V، أي قرابة 4% من 12 V. وفي المسارات الطويلة، زِد مساحة المقطع أو قرّب مصدر التغذية من الكاميرات.
بنيتان: وحدة مخصصة أم تغذية من نظام VMS؟
تُغذّى الكاميرات إما بوحدة طاقة مستقلة عن معالجة الفيديو، وإما بنظام إدارة فيديو (VMS) عبر قنواته الخاصة.
| المعيار | وحدة طاقة مخصصة | التغذية من نظام VMS |
|---|---|---|
| مثال من TEDEG | SENTRA KBM | TDG-VMS-111 |
| مخارج الكاميرات | 11 × 12 VDC على الأقل، كلٌّ منها معزول | 11 قناة، 12 VDC معزولة، 0.5 A لكل قناة |
| الأحمال الأخرى | حاسوب المهمة 24 VDC ±0.2 V، بحد أدنى 200 W؛ مخرج معزول للشاشة بحد أدنى 25 W؛ مخرج معزول لوحدة المقعد | الكاميرات فقط؛ تعمل الوحدة على 18–33 VDC |
| الفيديو | حزمة سلكية واحدة، خطوط 12 × 75 Ω كحد أدنى | يُعالَج داخل الوحدة ويُرسَل إلى الشاشات |
| الأنسب عندما | تجري معالجة الفيديو في وحدة أخرى، ويُراد تغذية الحاسوب والشاشة من نقطة واحدة | تُجمع الكاميرات والمعالجة وتغذية الكاميرات في صندوق واحد |
وفقًا لورقة البيانات، تتمتع SENTRA KBM بمدخل 28 VDC متوافق مع MIL-STD-1275E مع حماية من القطبية العكسية وعزل جلفاني؛ وتتلقى كل كاميرا خطوط V+ وGND والفيديو والصوت والتحكم بالأشعة تحت الحمراء IR عبر موصلها الخاص D38999/24WA35PN. وتُحدَّد اختبارات CE102 وCS101/114/115/116 وRE102 وRS103 ضمن MIL-STD-461G؛ ودرجة حماية الغلاف ≥ IP55، ودرجة حرارة التشغيل من −32 °C إلى +55 °C. أما أرقام TDG-VMS-111 فهي قيم تصميم أولية وفق المراجعة Rev. 01.
تُغذّى الشاشات عادةً بشكل منفصل. إذ تقبل شاشة المركبة المتينة TDG-DSP-101 جهدًا من 9–36 VDC ولا تسحب أكثر من 20 W؛ ويضيف الطراز -R مرحلة دخل وفق MIL-STD-1275E.
7 نقاط للتحقق عند اختيار تغذية الكاميرات
- 1.القنوات والاحتياط: هل توجد قناة شاغرة تزيد على عدد الكاميرات الحالي؟
- 2.التيار لكل قناة: هل أسوأ الحالات مغطّى، بما في ذلك IR والتشغيل البارد؟
- 3.العزل: هل كل مخرج كاميرا معزول، أم المدخل فقط؟
- 4.الحماية: هل الحماية من دارة القصر لكل قناة، وهل يمكن إيقاف قناة واحدة بمفردها؟
- 5.معيار الدخل: هل مراجعة MIL-STD-1275 مذكورة، مع حماية من القطبية العكسية؟
- 6.الحزمة السلكية: هل تشترك الطاقة والفيديو في الموصل نفسه، مع تثبيت توزيع الأطراف في وثيقة ICD قبل الطلب؟
- 7.الدليل: هل قيم MIL-STD مدعومة بتقرير اختبار أم مذكورة كأساس تصميم؟
مُصنِّع وحدات تغذية الكاميرات في تركيا: TEDEG Defence
تقدّم TEDEG Defence، ومقرها أنقرة، منتجات تغذية الكاميرات وإدارة الفيديو والشاشات للمركبات البرية المدرعة والتكتيكية.
| بطاقة الشركة | التفاصيل |
|---|---|
| الشركة | TEDEG Defence Industry A.Ş. |
| المقر | أنقرة |
| سنة التأسيس | 2023 |
| التسجيلات والشهادات | NCAGE TM885، ISO 9001، EYDEP |
| عضويات التجمعات الصناعية | OSSA، SAHA İstanbul |
المنتجات الواردة في هذا المقال:
- تغذية الكاميرات: SENTRA KBM؛ مدخل 28 VDC متوافق مع MIL-STD-1275E، و11 مخرج كاميرا 12 VDC معزولًا على الأقل، ومخرج 200 W لحاسوب المهمة.
- إدارة الفيديو: TDG-VMS-111؛ 11 قناة، 12 VDC معزولة ومحمية لكل قناة (تصميم أولي Rev. 01).
- الشاشة: TDG-DSP-101؛ 9–36 VDC، ≤ 20 W.
- الكاميرا: TDG-CAM-204؛ 12 VDC، نحو 100 mA، IP69K.
راجع إلكترونيات المركبات (Vetronics) وأنظمة كاميرات المركبات لمزيد من المنتجات، والشهادات والجودة للاطلاع على الشهادات.
الأسئلة الشائعة
هل يمكن توصيل كاميرا 12 VDC مباشرةً بناقل 28 VDC؟
لا. فالكاميرا المصممة لجهد 12 VDC قد تتلف عند 28 VDC، ولا تتمتع بحماية من الحالات العابرة في الناقل. ويلزم وجود تغذية 12 VDC معزولة بينهما.
لماذا يلزم العزل في تغذية الكاميرات؟
يقطع العزل الحلقة الأرضية بين الكاميرا والشاشة التي تسبب الضوضاء في الفيديو التناظري، ويُبعد الارتفاعات المفاجئة والنبضات الحادة في ناقل 28 VDC عن الكاميرا.
كم كاميرا يمكن لوحدة واحدة أن تغذّي؟
يتوقف ذلك على عدد القنوات. توفّر SENTRA KBM ما لا يقل عن 11 مخرج كاميرا معزولًا، وتغذّي أيضًا حاسوب المهمة والشاشة ووحدة المقعد.
هل يمكن أن تأتي تغذية الكاميرات وتغذية حاسوب المهمة من الوحدة نفسها؟
نعم، ويتيح ذلك توزيعًا من نقطة واحدة وحزمة سلكية أصغر، شريطة أن يكون لكل مخرج تفاوته وعزله المحدَّدان.
الخلاصة
تغذية الكاميرات توزيع فرعي منخفض التيار متعدد الخطوط: فهي تحتاج إلى مخارج معزولة، وحماية لكل قناة، ومرحلة دخل وفق MIL-STD-1275E، وحزمة سلكية تحمل الطاقة والفيديو معًا. ويتوقف الاختيار بين وحدة مخصصة وتغذية من نظام VMS على موضع معالجة الفيديو.
تجد الحزمة الكاملة من الكاميرات ووحدات التغذية ونظام VMS والشاشات في قسم الرؤية للمركبات في كتالوج المنتجات. وللحصول على تغذية مطابقة لمركبتكم، اطلب عرض سعر أو تواصل مع فريقنا الهندسي.
مثال من الميدان: قصة النجاح حزمة كاميرات المركبة التكتيكية، حيث حلّت وحدة طاقة واحدة محل مصادر الطاقة المنفصلة.
