MineCam

MineCam Mk 4

MineCam är en fjärrutforskningskamera byggd av IARecordings . Den används för utforskning av gruvschakt och andra liknande miljöer. Det konceptualiserades ursprungligen 1988 och har sedan dess genomgått flera designrevideringar. Namnet MineCam, är en ordlek på MiniCam, en tidig handhållen sändningskamera byggd av CBS Laboratories .

Historia

Peter Eggleston från IARecordings hade först idén till vad som blev "MineCam" 1988. Han hade besökt några metallgruvor i Wales med Shropshire Caving and Mining Club och tillbringade flera timmar med att sätta upp en enda repteknikrigg för att ta sig ner i ett avlägset schakt, bara för att upptäcka att det inte fanns några vägar i botten. Detta var motivationen att bygga en miniatyrkamera som skulle göra det möjligt för entusiaster att utforska svåråtkomliga, osäkra eller omöjliga områden.

Fjärrutforskningen av gruvor före 1988 hade gjorts kommersiellt i flera år av rörledningskameraföretag som använde utrustning som behövde inrymmas i ett fordon och drivs av en generator. Många gamla gruvschakt är dock avlägsna från vägar, så Peters slutliga mål var ett litet lätt batteridrivet kit som kunde bäras till fots. De två första versionerna av MineCam uppnådde inte detta, utan testade olika tillvägagångssätt med den videoteknik som fanns tillgänglig vid den tiden.

Versioner

MineCam 1

MineCam 1 använde en monokrom vidiconkamera i ett vattentätt hölje gjord av ett 10 cm plastavloppsrör och kopplingar, med ett akrylfönster. Detta testades framgångsrikt i den djupa delen av en pool. Kameran var okänslig – den behövde en 150 W-lampa, vilket krävde 240 V-matning, men det gjorde kameran också. Kabeln var 100 m videokoaxial och kraft, tejpad samman med 2 m intervall och numrerad för att ge en grov djupmätning. Kameran och lampan var tunga, så ett gammalt 6 mm statiskt klätterrep användes för att stödja det. Bildskärmen var en 10 cm bärbar TV.

MineCam 1 fungerade, men den monokroma bilden var ibland svårtolkad. Det var dags att prova färg, och detta var ännu inte tillgängligt från de kommersiella schaktinspektionsfirmorna.

MineCam 2

MineCam 2 begagnade delar från en nedlagd Sony Handycam . Färg- CCD -chippet togs bort och lades i en rund tobaksburk kopplad med en kort kabel till resten av elektroniken i en liten Eddystone formgjuten box. 'Eddy-boxen' innehöll extra hårdvara för att konvertera Y/C (700 kHz) direkta färg-under- utgången till komposit PAL , och ge olika ovanliga strömförsörjningsspänningar. På grund av färgrandfiltret och den tidiga tekniken var denna CCD bara lika känslig som den monokroma vidikonen.

Både MineCam 1 och 2 behövde sänkas två gånger för att undersöka ett skaft. Först sänktes de ner och tittade vertikalt ner, och anteckningar gjordes av djupet och rubriken för alla intressanta funktioner. Kameran drogs sedan upp till ytan och riggades om för att titta horisontellt på de intressanta föremål som hittats tidigare. En fjärrstyrd tiltmekanism behövdes eftersom det skulle halvera tiden och ansträngningen.

För att ange kurs använde MineCams 1 och 2 en vanlig sfärisk vätskemonterad bilkompass på en aluminiumarm cirka 30 cm från kameran. En extra lins (från ett gammalt par glasögon) limmat på akrylfönstret satte fokus på kompassen i bågens hörn.

MineCam 3

Mark 3 var radikalt annorlunda. En färgkamera av hög kvalitet blev tillgänglig, en Pulnix TMC-X inte mycket större än en Mini- Maglite . Den var också mycket känsligare, så ljuset kunde vara mindre och en fjärrstyrd tiltmekanism blev praktiskt genomförbar. En kodad styrsignal behövdes som skulle gå ner i videokabeln för att spara med hjälp av extra kablar, så en modell av radiostyrningssystem anpassades, vilket gav 2 proportionella kanaler för tilt och eventuella panoreringsrörelser. 27 MHz-bärvågen kunde enkelt kombineras och delas från basbandsvideon. Den första tiltmotorn var en kontrollservo av standardmodell med 180 graders rotation. Kamerahuvudet och ljuset monterades i en ca 25 cm lång bur med öppen ram, roterade på en horisontell axel av servo. Trots försiktighet avskalades motorväxlar ofta när buren träffade hinder och servon måste bytas ut regelbundet! Ljuskällan behövde panorera med kameran, så den måste vara tillräckligt liten för att passa i buren. En 12 V 50 W kvarts-halogenlampa med 5 cm diameter integrerad dikroisk reflektor monterades, strömförsörjd från en liten switch-mode PSU. Även om belysningseffekten hade minskat krävdes det fortfarande en högspänningsförsörjning ner i kabeln för att minska spänningsfallet, så 240 V användes fortfarande.

Buren roterade i ett aluminiumok fäst i botten av en vattentät plastlåda innehållande resten av elektroniken, inklusive en strömkälla till kameran.

För att kunna använda systemet på platser som är avlägset från elnätet och som inte är tillgängliga för ett fordon som bär en generator, fick IARecordings en 150 W växelriktare och 12 V blybatteri från en fritidsbutik utomhus.

MineCam 3 var den första som använde en elektronisk kompass för kursvisning. Tandy ( Radio Shack ) hade utvecklat en enhet som använder en flödesportsensor för att ge x & y-komponenter av jordens magnetfält som drev de ortogonala lindningarna på en 360 graders mekanisk indikator, för användning som en bilkompass. IARecordings kasserade indikatorn och använde x- och y-spänningarna för att kontrollera positionen för en blinkande fläck som lades till videobilden. Detta gav en visning av kompasscirkeltyp på skärmen. Om x (öst-väst)-signalen var inverterad, när man tittade vertikalt nedåt, verkade fläcken vara fixerad ovanför en punkt på marken när kameran roterade.

Elektromagnetisk störning från switch-mode-strömförsörjningen och övertoner i dess fyrkantvågseffektvågform dök upp i videosignalen som brus. Detta reducerades genom noggrann layout, screening och användningen av en enpunkts markretur.

Miniatyrkameran vattentätades genom att den skjuts in i ett fyrkantigt 25 mm brett aluminiumrör (endast något större än kameran), med ett glasfönster limmat i ena änden och en kabelgenomföring i den andra. Den vattentäta behållaren som såldes för den här kameran var för stor och tung för MineCam, men aluminiumröret är inte lika vattentätt. Den har en IP-klassning på mellan 66 och 67.

MineCam 4

För MineCam 4 var den sista stora utvecklingen en panoreringsmotor. Det var svårt att arrangera ett system som möjliggjorde 360 graders rotation av tiltoket samtidigt som man bibehöll anslutningar för video, tiltservo, belysningskraft, kamerakraft och flux-gate-sensor. En RS Components växelriktad likströmsservomotor användes, driven från fjärrkontrollmottagaren, och ett axiallager och Oldham-koppling . Motorns kraftfulla magnet störde kompasssensorn så ett ark av mu-metall som donerats av ett hjälpsamt lokalt företag formades till en skärm runt hela motor- och växellådan. Tiltservot verkade inte orsaka samma problem, eftersom den är mindre och roterar med sensorn på oket. Där det är möjligt är all hårdvara av plast eller icke-järnmetall.

Andra förbättringar i MineCam 4 inkluderar en lutningsservo med högt vridmoment, en mikrofon med balanserad förstärkare, en laserdiodmodul bredvid kameran för att producera en ljuspunkt på motivet för uppskattning av räckvidd och storlek och experimenterande med fladdermusdetektering och gassensorer.

Kontrollboxen är 18 cm × 13 cm × 6 cm och innehåller en strömförsörjning, servokontrollsändaren och en videoequalizer . Kabeln är nu 200 m tunn multi-core innehållande en koaxial och 5 enkelledare. Eftersom det inte är bärande måste ett rep fortfarande användas och 9 mm statiskt klätterrep visade sig vara bättre än något tunnare, inklusive stållina, för att förhindra vridning. Repet trasslar ofta ihop sig med kabeln, så IARecordings letar fortfarande efter en viktbärande kabel. 180 graders lutningsintervall gör att undersidan av axelkåpor kan inspekteras. Jämfört med kommersiella versioner som fortfarande var monokroma och som använde en spegel för att växla bilden från vertikal till horisontell, var MineCam mycket mer flexibel, och målet att ha ett komplett system som kunde bäras av individer till fots hade uppnåtts. Bilden spelades in på U-Matic , sedan Hi-8 och nu på mini-DV- band.

Tackling

För att få ut kameran över mitten av större schakt använder IARecordings antingen en ställningsstolpe med en remskiva på änden, eller för axlar som har inkört så att kratern på ytan är flera meter bred, har de tagit fram en " tyrolsk travers " eller " Blondin " arrangemang. En remskiva med stor diameter (ett Sinclair C5 -hjul) är monterad på en vagn som vinschas längs en stållina som slängs över axeln och hålls i spänning. När remskivan är centrerad spärras traverslinan och kamerans sänkningslina kan lossas.

Lampan och reflektorn på 50 W har en bekväm storlek och finns i en mängd olika strålbredder, men idén med den dikroiska reflektorn som förhindrar att värme reflekteras framåt är faktiskt en nackdel för MineCam. Lamphuvudet måste vara inneslutet för att skydda det och för att avskärma strömförsörjningsstörningar, men utan noggrann inre design av reflektorer och baffel kan höljet bli mycket varmt.

MineCam 4 har visat sig pålitlig och användbar och ger en färgbild av hög kvalitet som är tillräckligt bra för att användas i videoproduktioner. Den visas till exempel i IARecordings-videon "Snailbeach".

Noteringar

[1] IARecordings webbplatsartikel om MineCam

externa länkar