Наводя исторические справки по системам видеонаблюдения я совершенно не ожидал увидеть здесь в первооткрывателях Льва Термена. Да, того самого изобретателя Терменвокса — уникального электронно-музыкального инструмента, игра на котором производится движением рук в воздухе возле инструмента.
Еще в 1926 году Лев Термен представил свой проект Дальновидения Ворошилову и Сталину. Система имела разрешение в 100 строк, работала при дневном освещении и тут же была засекречена во благо национальных интересов страны. Неудивительно что в интернете практически не сыскать информации на этот счет. В 1984 году Термен сделал копию своей установки, несколько частей которой хранятся в стенах Московского Политехнического музея.
а) 1 — экран; 2 — объектив; 3 - развертывающее устройство; 4 — электромотор; 5 — магнето;
6 — объектив; 7 — щелевая маска; 8 — фотоэлемен; 9 — усилитель; 10 — передатчик.
б) 1 — приемник: 2 — магнето; 3 — электромотор: 4 — развертывающее устройство;
5 — источник света; 6 — конденсор: 7 — оптические решетки, 8 — поворотное зеркало;
9 — гальванометр; 10 - объектив; 11 — проекционный объектив; 12 — экран. Источник
Пожалуй, стоит перечитать пару книжек о Льве Термене. Я то думал что он инженер-музыкант :)
Первой системой видеонаблюдения в современном понимании этого термина можно назвать систему для наблюдения за запуском ракет ФАУ-2, от компании Siemens AG в 1942 году. Весьма здравая мысль наблюдать за такими процессами с безопасного расстояния.
Первым коммерческим продуктом, доступным для широких масс можно считать систему видеонаблюдения от американской компании Vericon, представленной в 1949 году.
С изобретением видикона в 1951 году — передающей телевизионной трубки — случился бум развития телевещания и замкнутых телевизионных систем. По сравнению с иконоскопами и диссекторами, это была компактная, прочная и относительно дешевая передающая трубка. Она сделала телекамеры массовыми и пригодными для суровых условий эксплуатации. Ну а дальше пошло поехало — в 1960-е видеонаблюдение появилось на трафальгарской площади и в жилых районах для борьбы с преступностью, в США системы CCTV стали активно использоваться в банках, универмагах и АЗС, с той же, в общем-то, целью. В 70-е годы догадались писать изображение на видеомагнитофоны; в 80-е на смену электронно-лучевым трубкам пришли ПЗС матрицы и так далее. В современном городе установлены десятки тысяч камер видеонаблюдения, размывающие личные границы и обеспечивающие контроль [ДАННЫЕ УДАЛЕНЫ].
Телевидение перестало быть только средством вещания информации многим. Оно стало инструментом сбора информации о многих. Зародился символ эпохи — черно-белая камера под потолком в углу комнаты.
В СССР развитие CCTV шло по своему пути. Акцент был сделан не на массовость и коммерцию, а на государственную безопасность, оборону и промышленность. Разработан целый класс; Установки Телевизионные Прикладного назначения. ГОСТ 22006-76 — определяет основные требования, которым должны соответствовать устройства, например:
Номинальная освещенность мишени передающей трубки — не более 1лк.
Изменение освещенности на объекте(контрастность), не менее 500 раз.
Разрешающая способность по горизонтали не менее 450 строк.
Рабочая температура от -50 до +45 градусов.
![Видеоконтрольное устройство ПТУ-0М [1]](https://habrastorage.org/r/w1560/getpro/habr/upload_files/4b3/d6c/5d0/4b3d6c5d063af24a189ce992953709db.png "Видеоконтрольное устройство ПТУ-0М [1]")
Первое поколение прикладных телевизионных установок вышло в 1957 году [1]. Это были установки ПТУ-0, ПТУ-0М, ПТУ-0М1, ПТУ-2, ПТУ-3, ПТУ-4 и ПТУ-5. В самых первых видеокамерах использовались видиконы, Но в отличие от более поздних моделей, первые видиконы работали только с очень освещенными объектами — минимум в 250-500лк — как в ярко освещенной комнате. Более поздние установки — ПТУ-3 и ПТУ-5 использовали супериконоскопы и суперортиконы, где минимальная освещенность составляла уже 30лк — т.е. уровень освещенности подвалов и коридоров. Количество строк уже в те годы составляло 300-550 по вертикали.
![Комплект ПТУ-3 для дистанционного наблюдения за слабо освещенными объектами. Камера выдавала 625 строк и 25 кадров в секунду. Естественно весь этот агрегат собран на электронных лампах [1]](https://habrastorage.org/r/w1560/getpro/habr/upload_files/848/241/235/8482412359f685a58a2a478113bb0eb7.png "Комплект ПТУ-3 для дистанционного наблюдения за слабо освещенными объектами. Камера выдавала 625 строк и 25 кадров в секунду. Естественно весь этот агрегат собран на электронных лампах [1]")
Уже в первом поколении установок были модификации, позволяющие подключать несколько видеокамер и на пульте оператора выводить изображение с требуемой. Там же присутствует и дистанционное управление фокусировкой и диафрагмой. Упоминается даже смена двух объективов!
Про номенклатуру разработанных сквозь годы установок известно очень мало — никто не занимался их каталогизацией. Крупицы представленной информации удалось достать из пары книг [1] и [2].
В 1958 году появляются телевизионные установки ПТУ-101 - ПТУ-103. Затем — ПТУ-22 - ПТУ-24. Номенклатура видеокамер, контрольных устройств, оптических приставок и т.д. — стала унифицированной и например приставки ПТУ-28 — ПТУ-31 на базе видеокамер КТП-39 и КТП-40 — отличаются различной комплектацией, например:
ПТУ-28 — однокамерная установка с телевизором;
ПТУ-29 — однокамерная установка с видеоконтрольным устройством;
ПТУ-30 — однокамерная установка с несколькими видеоконтрольными устройствами;
ПТУ-31 — многокамерная установка с несколькими видеоконтрольными устройствами.
ПТУ-38: Пульт управления, монитор и кидеокамеры КТП-39 на металлоприемке. Спасены друзьями из проекта Видачество
Есть и специализированные системы, например:
ПТУ-32 — установка предназначена, в первую очередь, для крупных больниц, когда дежурный врач ночью может наблюдать за тяжелобольными сразу в нескольких палатах. Видеокамера — КТП-36 — работает как в слабом свете, так и в темноте, за счет ИК подсветки.
Телевизионная камера КТП-36 и пульт оператора ПО-2 с видеоконтрольным устройством ВК-29 ПТУ-33 — многокамерная одноканальная телевизионная установка, где до 32 видеокамер подключается ёлочкой и с пульта оператора можно вывести изображение с любой из них на телеэран.
ПТУ-37 — установка для дистанционного наблюдения и контроля за ходом процесса сварки и других технологических процессов с видеокамерой КТП-50.
ПТУ-37. 1975г. Источник ПТУ-38, ПТУ-39 — совместно с рентген аппаратом производит контроль сварных швов, отливок и других объектов
ПТУ-38. 1975г. Источник ПТУ-40 — установки предназначены для наблюдения за производственными процессами во взрывоопасной среде. Видеокамеры КТП-58 тут выполнены во взрывонепроницаемых оболочках
ПТУ-44 — ПТУ-46, а затем и ПТУ-55 — ПТУ-58 — установки общего назначения для видеонаблюдения за движущимися и неподвижными объектами на чёрно-белом экране. Они используют видеокамеры КТП-63 и КТП-64, дают телевизионное качество изображения в 625 строк и 25 кадров в секунду. В установках может быть различное число видеокамер, от одной и до 16, и все они работают как со слабо освещенными объектами (50 люкс), так и при ярком солнечном освещении (50 000 люкс)
Сборная солянка компонентов ПТУ-46 — ПТУ-56. Две видеокамеры КТП-63 на направляющих устройствах УН-16, Пульты управления ПУ-80 и КВС-1, Блок питания БП-107, соединительные провода ПТУ-62 - ПТУ-77 — установки общего назначения, производимые в конце 80-х годов с активным применением микросборок серии 04. Используемые видеокамеры КТП-83 и КТП-84 до боли напоминают героев нашего рассказа, но все же слегка отличаются.
Видеокамера КТП-83 на подвесе УН-24 жалобно смотрит на прохожих ПТУ-96М, или «Клен» с цветной видеокамерой на 350 строк — последняя из упоминаемых видеокамер, разработанных на постсоветском пространстве. Все таки приход ПЗС матриц на какое-то время существенно ухудшил качество видеоизображения.
Кажется, в этой статье образовалось самое полное перечисление прикладных телевизионных установок из существующих. Ну а мы перейдем к осмотру имеющего оборудования.
❯ Зоркий глаз: Видеокамера КТП-63
После аварии на ЧАЭС в 1986 году возникла острая необходимость в дистанционном управлении техникой в условиях смертельных уровней радиации. Советские роботы-ликвидаторы массово оснащались камерами КТП‑63, которые обеспечивали операторов визуальной информацией. На множестве фотографий — специального транспортного робота (С.Т.Р.), гусеничного робота-погрузчика «Мобот», колесного робота-манипулятора «Белоярец» — можно заметить глаз WALL-E — видеокамеру КТП-63 — героя нашего обзора
Целых две видеокамеры с документацией мне пять лет назад подарил товарищ Евгений К., за что ему большое спасибо. Рассмотрим их поближе:
❯ Технические особенности камеры КТП‑63
Передающая трубка: Видикон ЛИ441 с магнитным отклонением и электростатической фокусировкой. Очень хочу найти новые видиконы на замену.
Стандарт развёртки: 625 строк, 25 кадров/с.
Разрешающая способность: В центре – не менее 500 линий, в углах – не менее 450 линий (при освещённости 200 лк).
Диапазон освещённости: От 50 до 50 000 лк (для базовой версии).
Питание: Постоянный ток 27 В ±10%, потребляемая мощность – не более 8–10 Вт.
Объектив: Возможность работы с объективом «Гелиос‑44‑2».
Внешне, видеокамера представляет собой натурально глаз робота ВАЛЛ-И. Когда подписчик подарил мне эти видеокамеры — изначальной идеей было сделать полноценного робота. Камер то как раз две.
Камера имеет полностью закрытое уличное исполнение. Вся начинка спрятана в условно герметичном корпусе. Уплотнительных резинок в мои экземпляры не завезли, но как минимум IP44 тут имеется. В итоге спереди мы наблюдаем защитное стекло, но не простое, а с подогревом — так что даже если ваша камера стоит на улице — проблема с обледенением или запотеванием вам не грозит. В домашних условиях стекло оперативно нагрелось до +28 градусов когда на второй камере было +24.
Сзади мы наблюдаем большой разъем РП10-22, через который на видеокамеру поступает питание, идут сигналы управления оптической приставкой, а также снимается композитный видеосигнал. Открутим два винта и извлечем начинку корпуса на поверхность:
Начинки тут не так много и вся она разбита по модулям. Центральным элементом является блок видикона — приемная телевизионная трубка с электромагнитной системой отклонения в стальной гильзе. Сверху на ней — предварительный усилитель экранированный от помех соседних схем. Он напрямую подключен к сигнальной пластине. С одной стороны от блока видикона располагается видеоусилитель с ручками регулировки.
Именно ручки «Регулировка усиления» и «Регулировка гасящего импульса» пришлось корректировать чтобы камера начала хоть что-то показывать. Усиление у обеих камер выкручено на максимум, что говорит о том что видиконы не просто устали, они почти трупы.
С другой стороны от видикона расположена плата генератора синхроимпульсов. Именно ее существование обрекло эти видеокамеры на смерть в цепких лапах аффинажников.
За металлической пластиной расположен импульсный источник питания. На вход он получает +27В, а выдает все необходимые для видикона напряжения, начиная от накальных 0,8В и заканчивая анодным в +600В.
Справа от источника питания за пластиковой крышкой спрятался блок разверток — получая синхроимпульсы от генератора он непосредственно управляет обмотками отклоняющей системы.
В этой видеокамере нет ничего лишнего. Но вся электроника собрана на дискретных элементах, без использования специализированных микросхем. Например видеокамера КТП-82 — на 10 лет более свежей разработки — собрана на микросхемах 04 серии. Более того, в этот корпус влез также и источник питания от 220В!
А теперь не поленимся и достанем блок видикона — для этого открутим пару винтов, освободив прижимную скобу. Отключив провода от предусилителя и отклоняющих катушек вытащим картридж на поверхность.
Открутив спереди два винта уберем пластиковый фиксатор видикона и вытащим его из картриджа для замены.
Правда менять видикон мне пока не на что, так как у меня банально нет свежей замены, поэтому соберу картридж обратно.
Спереди к камере прикручена оптическая приставка. У меня самая простая, с одним мотором, корректирующим фокус. Ко мне камера приехала с объективом Гелиос-44-2, но сюда можно поставить любой другой с резьбой М42. При этом мотор на приставке не вращает кольцо фокуса! Он перемещает картридж с видиконом вперед и назад... Уж не знаю зачем такая система, разве что она не привязана к каким-то конкретным объективам...
Отдельно стоит отметить собрата нашей видеокамеры — КТП-64. Устройство наведения у неё интегрировано в корпус, но имеет всего одну степень свободы. Вторая степень свободы спрятана в оптической приставке — там стоит поворотное зеркало.
❯ Шея и плечи: моторизованный подвес УН-16
Видеокамера на четырех болтах прикручивается к площадке моторизованного устройства наведения. Тяжелый, зараза. больше 12кг. Диапазон регулировки обзора камеры +-45 градусов по вертикали и +-180 градусов по горизонтали.
Откинув боковую крышку мы обнаруживаем червячные редуктора, пару моторов и... карданчик... так как оси вращения червяка и первого редуктора не совпадают. Но я не удивлен. Кардан постоянно встречается в советской технике. Также как и у оптической приставки — у каждой из осей есть концевые выключатели, отключающие мотор при максимальном угле поворота. Слева и справа видим пару маленьких платок с реле — это силовые ключи. Сзади скрывается небольшая плата, которая по 4-х значному коду определяет когда и куда двигать камеру, а когда — фокус.
На принципиальной схеме устройства наведения можно увидеть те самые реле, а также — какую-то логическую схему в верхней её части. На транзисторных микросборках собраны логические элементы 3И, с помощью которых и происходит декодирование команды, пришедшей с пульта.
Так, Э1-2 включится с кодом 001b(влево), Э2-2 — с кодом 010b(вправо), Э3-2 - 011b(вверх), а ключ Э3-2 —кодом 100b(вниз). Коды управления моей оптической приставки с одним мотором фокусировки- 101b(ближе) и 110b(дальше).
❯ Центр управления: пульты ПТУ-46
Система ПТУ-46/ПТУ-56 предполагает наличие нескольких видеокамер и нескольких видеоконтрольных устройств в одной системе. Для каждой видеокамеры необходим пульт управления её положением в пространстве. За это отвечает четырех-канальный пульт справа. Сначала выбирается одна из четырех видеокамер, затем — соответствующими клавишами видеокамеры направляются на интересующий нас объект.
Именно через правый пульт вся система и запитывается от розетки. 220В приходит в пульт, и выключателем Сеть отправляется на 40-контактный задний разъем в блок питания. С этого же разъема снимаются и все необходимые сигналы управления. Также сзади видны предохранители на 5А, но не надо думать что система потребляет аж 1кВт — просто мало ли вы захотите подключить к нижестоящим розеткам мощный телевизор. Еще сзади видны тумблеры, включающие обогрев стекла на видеокамерах.
Левый пульт позволяет вывести на видеоконтрольное устройство любую из 8 видеокамер. При этом пульт сам по себе пассивен — кнопка «Сеть» лишь подает напряжение на розетку сзади, чтобы более удобно подавать питание на монитор.
Не смотря на то что левый пульт хранился в сухом месте, время и агрессивные среды его не пощадили — блок переключателей серьезно пострадал. Я его полностью перебрал, вернул планку фиксации нажатой кнопки на место и заменил колпачки.
❯ Кровеносная система: источник питания
От пульта ПУ-80 толстенный кабель идет в сторону блока питания, где скрываются 4 независимых канала +27В. Каждый со своим линейным стабилизатором. На фотографии можно заметить, что два предохранителя отсутствуют. Когда все компоненты пришли и я решил проверить его исправность — я обнаружил что ни на одном из выходных разъемов нет питания. Откинув крышку я увидел что две платы стабилизаторов из четырех слегка выскочили из своих разъемов. Странно что они не фиксируются винтами — т.е. виброустойчивости у источника питания нет. По иронии судьбы на тех каналах что остались на месте — перегорели предохранители. Как оказалось потом, предохранитель выходит из строя если разъем на камеру плохо закреплен.
Воткнув платы на место я получил два работающих канала — третий и четвертый, что в моем случае оказалось достаточно. А мелкие предохранители я все еще ищу.
Немного пугает то, что в правом кабеле рядом идут провода +27В и 220В... и последние никак дополнительно не отделены. Отдельно стоит показать кабель на видеокамеру. Крышка разъема тут для внешнего монтажа, с основательной защитой от влаги. Композитный видеосигнал выходит отдельным коаксиальным кабелем на монитор, а толстый многожильный кабель — на блок питания.
❯ Зеркало реальности: видеоконтрольное устройство ВК23В102
Видеомонитор ВК23В102 — самый современный аппарат в данной сборке. 23 в его названии — это размер диагонали в сантиметрах. Согласно документации, выпускались мониторы с диагональю 23, 40, 50 и 61см.
❯ Визуализация эпохи
И вот, после обзора всех компонентов по отдельности собираем всё воедино, пытаясь понять что чувствовали пользователи этой уникальной системы.
Мне очень повезло, что все собранные вместе компоненты системы видеонаблюдения оказались живыми! Каждый из показанных блоков пролежал без дела от 10 до 20 лет. Немыслимые сроки — как правило за это время наглухо высыхают электролитические конденсаторы, прибор перестает работать и не всегда помогает простой рекапинг. Конечно, качество изображения оставляет желать лучшего. Есть надежда что замена видикона ЛИ441 на заведомо новый улучшит ситуацию. Но это не точно.
Источники
Бялик Г. И., Богатов Г. Б. Прикладные телевизионные установки, 1959 г.
Богданов Г.М. Прикладные телевизионные установки, 1979 г.
Новости, обзоры продуктов и конкурсы от команды Timeweb.Cloud — в нашем Telegram-канале ↩
