آموزش تخصصی تعمیر برد دوربین مدار بسته

دوربین‌های مداربسته می‌توانند با ایجاد زیرساخت‌های امنیتی مدرن در نظارت و پیشگیری از جرم و جمع آوری شواهد نقش بسیار مهمی ایفا کنند. با گسترش روزافزون این سیستم‌ها ما شاهد تحولات چشمگیری در زمینه نظم، نگهداری و تعمیر آنها هستیم.

دوربین‌های مداربسته از اجزای مختلفی ساخته می‌شوند که یکی از اصلی‌ترین این اجزا، برد دوربین مدار بسته است. برد الکترونیکی در واقع به عنوان قلب تپنده هر دوربین مداربسته به حساب می‌آید. برد در واقع یک مجموعه پیچیده از قطعات الکترونیکی است که وظیفه آن پردازش تصویر ،عملکرد و ارتباط گرفتن با سایر اجزای سیستم می‌باشد.

اگر خرابی در برد دوربین مداربسته ایجاد شود، می‌تواند باعث از کار افتادن کامل دوربین شده و یا در سیستم امنیتی خللی ایجاد کند.

برد دوربین مدار بسته چیست؟

برد دوربین مداربسته در واقع به عنوان قلب و مغز یک دوربین مداربسته به حساب می‌آید. این قطعه الکترونیکی صفحه‌ای از مدار چاپی است که تمامی اجزای الکترونیکی اصلی دوربین را بر روی آن نصب می‌کنند. اجسام روی برد به وسیله مسیرهای رسانایی به همدیگر وصل می‌شوند.

اصول عملکرد برد دوربین مدار بسته

عملکرد برد دوربین مداربسته دارای یک سری اصولی است که آنها را می‌خواهیم در چند مرحله و بر اساس اجزای اصلی که دارند توضیح دهیم.

دریافت نور و تبدیل آن به سیگنال الکتریکی (توسط سنسور تصویر)

لنز دوربین نمی‌تواند نور صحنه را جمع آوری کرده و سپس آن را بر روی یک سنسور تصویر متمرکز کند. سنسور تصویر یک قطعه الکترونیکی حساس به نور است که از تعداد بسیار زیادی پیکسل تشکیل می‌شود.

پیکسل، می‌تواند نور دریافت شده را به یک بار الکتریکی متناسب با شدت نور تبدیل کند، در نتیجه این امر یک تصویر الکترونیکی اولیه شکل می‌گیرد.

پردازش سیگنال الکتریکی (توسط پردازشگر تصویر – Image Processor)

سیگنال‌های الکتریکی که از سنسور تصویر خارج می‌شوند، بسیار ضعیف هستند و ممکن است که این سیگنال‌ها دارای نویز باشند. پردازشگر تصویر می‌تواند این سیگنال‌ها را تقویت کرده و نویزهای ناخواسته از آن را فیلتر کند.

سیگنال های خارج شده از سنسور در ابتدا آنالوگ هستند. بنابراین پردازشگر تصویر آنها را به سیگنال‌های دیجیتال تبدیل می‌کند تا برای پردازش‌های بعدی و یا انتقال مناسب باشند.

پردازش تصویر

پردازش تصویر شامل مجموعه‌ای از عملیات پیچیده‌ای است که می‌تواند باعث بهتر شدن کیفیت تصویر شود. این عملیات شامل تنظیم رنگ‌ها برای آنکه تصویر به دست آمده نمایش طبیعی‌تری داشته باشد، تنظیم روشنایی و کنتراست باعث می شود تا وضوح بهتر شده و بتوان جزئیات تصویر را مشاهده کرد.

کاهش دادن نویز دیجیتال که باعث می‌شود نویزهای باقیمانده در تصاویر دیجیتال حذف شوند. تغییر اندازه تصویر که باعث می‌شود شما ابعاد تصویر را بتوانید برای نمایش دادن و یا ضبط کردن تنظیم کنید،.

فشرده سازی تصویر که باعث می‌شود حجم داده‌های تصویر کم شده و بتوان به راحتی آنها را ذخیره کرد و یا انتقال داد. تشخیص حرکت که می‌تواند تغییراتی که در فریم‌های متوالی به وجود می‌آید را تحلیل کرده و از آن برای تشخیص حرکت استفاده نمود.

در دوربین‌های پیشرفته پردازش هوشمند وجود دارد که از آن برای تشخیص چهره، تشخیص پلاک خودرو و یا مواردی از این قبیل استفاده می‌کنند.

کنترل عملکرد دوربین (توسط میکروکنترلر و سایر ICها)

میکروکنترلر به عنوان مغز متفکر برد است که تمامی اجزای دیگر آن را با هم هماهنگ می‌کند. در واقع این بخش شامل کنترل، سنسور تصویر، پردازشگر، ال ای دیی‌های دید در شب، لنز و دیگر اجزای جانبی است.

میکروکنترلر می‌تواند تنظیمات مختلف در دوربین مثل نرخ فریم، تنظیمات رزولوشن و پارامترهای دیگر را مدیریت کند. شما می‌توانید این تنظیمات را از طریق منوی دوربین و یا به وسیله کنترل از راه دور هم انجام دهید. میکروکنترلر می‌تواند سایر بخش‌های سیستم مداربسته مثل دستگاه ضبط را مدیریت نماید.

تأمین تغذیه (توسط مدار تغذیه – Power Supply Circuit)

برد دوربین مداربسته از منبع تغذیه ولتاژ ورودی را دریافت می‌کند. مدار تغذیه ولتاژ ورودی را به ولتاژ‌هایی تنظیم می‌کند که برای عملکرد هر یک از اجزای الکترونی نصب شده روی برد نیاز است.

این کار برای آن است که از آسیب دیدن قطعات حساس جلوگیری شود. برد دارای محافظی است که روی آن قرار دارد از قطعات در برابر نوسانات ولتاژ اتصال کوتاه و یا جریان بیش از حد محافظت می‌کنند.

انتقال داده (از طریق پورت‌های خروجی)

در دوربین‌های آنالوگ سیگنال‌های ویدیویی که پردازش می‌شوند، به صورت آنالوگ از پورت BNCبه دستگاه DVR منتقل می‌شوند.

در دوربین‌های IP داده‌های ویدیویی دیجیتال و فشرده شده را از طریق پورت اینترنت و پروتکل‌های شبکه به دستگاه NVRو یا شبکه منتقل می‌کنند. ممکن است برخی دوربین‌ها پورت‌های دیگری مثل خروجی صدا و یا ورودی یا خروجی آلارم هم داشته باشد که تمامی آنها به وسیله برد قابل کنترل است.

آشنایی با اجزای اصلی برد دوربین مدار بسته

برد دوربین مداربسته از قطعات مختلف تشکیل شده است که هر کدام از آنها عملکردهای خاص خودشان را دارند. در ادامه می‌خواهیم اجزای اصلی برد در دوربین‌های مداربسته را به شما معرفی کنیم.

سنسور تصویر (Image Sensor)

سنسور تصویر وظیفه دارد که نور را از طریق لنز دریافت کرده و آن را به سیگنال‌های الکتریکی تبدیل کند. اندازه سنسور و رزولوشن‌ها، حساسیت به نور و فناوری ساخت از عواملی هستند که در کیفیت تصویر تاثیر زیادی دارند.

پردازشگر تصویر (Image Processor)

پردازش سیگنال آنالوگ دریافتی از جانب سنسور تصویر، وظیفه پردازشگر تصویر است که آن را به سیگنال دیجیتال تبدیل می‌کند. در این حین پردازشگر عملیاتی، مثل تنظیم رنگ، کاهش نویز کنتراست و یا ایجاد تصویر روشن انجام می دهد تا کیفیت تصویر بهتر شود.

در مرحله بعد تصاویر را فشرده می‌کند. همچنین عملکردهای دیگر مربوط به تصویر را می‌تواند مدیریت کند. قدرت پردازشگر می‌تواند در سرعت و کیفیت پردازش تصویر و همچنین قابلیت‌های هوشمند دوربین تاثیر زیادی داشته باشد.

میکروکنترلر (Microcontroller Unit – MCU)

میکروکنترلر به عنوان مغز متفکر برد عمل می‌کند و در واقع وظیفه آن کنترل عملکرد کلی دوربین است.

این بخش وظیفه مدیریت سنسور، تصویر حافظه، پردازشگر، تنظیم دوربین، ارتباط با سایر اجزا و پورت‌های ورودی و خروجی را به عهده دارد. نوع و سرعت میکروکنترلر می‌تواند در عملکرد کلی سیستم و پاسخگویی دوربین تاثیر زیادی داشته باشد.

حافظه (Memory)

حافظ وظیفه ذخیره سازی موقت داده‌ها و تنظیمات دوربین را بر عهده دارد. در برخی از مدل‌ها، حافظه به عنوان محل ذخیره تصاویر و ویدیوها به صورت محلی است.

مدار تغذیه (Power Supply Circuit)

مدار تغذیه وظیفه دارد که ولتاژ ورودی را دریافت کرده و آن را به ولتاژ‌های مورد نیاز برای عملکرد اجزای دیگر برد تنظیم کند. همچنین وظیفه دارد که از قطعات در برابر نوسانات ولتاژ و جریان محافظت نماید. اجزای اصلی مدار تغذیه شامل خازن‌ها، دیودها، ترانسفورماتورها و رگولاتورهای ولتاژ است.

پورت‌های ورودی/خروجی (Input/Output Ports)

پورت‌های ورودی و خروجی اجزایی هستند که وظیفه دارند اتصال دوربین به دستگاه‌ها و شبکه‌های دیگر را فراهم آورند. انواع رایجی از پورت‌های ورودی و خروجی وجود دارد که هر کدام از آنها قابلیت‌های خاصی دارند.

مشکلات رایج در بردها

ممکن است در برخی مواقع مشکلاتی در بردها به وجود بیاید و شما نتوانید از دوربین‌ها استفاده لازم را داشته باشید. در ادامه می‌خواهیم به چند مورد از رایج‌ترین مشکلاتی که در بردها با آنها مواجه می‌شویم اشاره نماییم.

مشکلات مربوط به تغذیه

برخی مواقع در منبع تغذیه مشکل به وجود می‌آید یا منبع تغذیه فضای کافی ندارد و این منبع معیوب است. این مشکل می‌تواند باعث شود که تصویر از دست برود و یا دوربین به طور کامل خاموش شود.

شما می‌توانید اتصالات را هم بررسی کنید. اتصالات برق هم باید محکم باشند و هم هیچ آسیب دیدگی نداشته باشند. در برخی مواقع نوسانات برق هم می‌تواند به برد دوربین آسیب برساند و نتایج آن را در منبع تغذیه مشاهده کنیم. پس بهتر است که شما از محافظ‌های ولتاژ استفاده نمایید.

مشکلات مربوط به تصویر

زمانی پیش می‌آید که تصویر وجود ندارد. در این حالت ممکن است مشکل از منبع تغذیه و یا کابل‌ها باشد. اما مواقعی پیش می‌آید که تصاویر دوربین، سیاه و سفید هستند. در این صورت به سراغ تنظیمات دوربین بروید. ممکن است دوربین را در تنظیمات اشتباهی قرار داده‌اید.

اگر ایراد از آن نباشد، به سراغ سنسور تصویر بروید، چون احتمال دارد که سنسور تصویر دچار مشکل شده باشد. زمانی مشاهده می‌کنیم که تصویر خطوط افقی دارد. این مشکل معمولاً ناشی از تداخلات الکتریکی و یا نور نامناسب در محیط است.

در برخی موارد تصاویر حاصل از دوربین‌های مداربسته تار و یا غیر واضح است. این موضوع ممکن است مربوط به کثیفی لنز باشد. اگر لنز شما تمیز است، به سراغ فوکوس بروید، چون ممکن است فوکوس دوربین به درستی تنظیم نشده است و یا این ایراد می‌تواند ناشی از سنسور تصویر باشد.

مواقعی که تصویر شما نویز دارد، ممکن است که با وسایل الکتریکی دیگر در تداخل باشد یا برد تصویر خراب شده باشد و یا از کابل‌های نامناسب استفاده کرده باشید.

مشکلات مربوط به عملکرد

دوربین‌هایی که قابلیت دید در شب دارند، اما در هنگام شب کار نمی‌کنند، ممکن است که ال ای دی‌های ir آنها آسیب دیده و یا تنظیمات دید در شب آنها فعال نیست. برخی مواقع شما از طریق دوربین‌ها نمی‌توانید حرکت‌ها را به درستی تشخیص دهید، پس در این صورت باید ابتدا به سراغ تنظیمات تشخیص حرکت رفته و آن را بررسی کنید.

شما باید مطمئن باشید که ناحیه تشخیص به درستی تنظیم می‌شود. این مشکل مربوط به فریمور است. ممکن است دوربین شما قدیمی شده و یا اصلاً فریمور شما خراب شده است.

همچنین در این زمان به شما توصیه می‌کنیم که فریمور را یک بار به روز رسانی کنید تا شاید این مشکل برطرف شود.

مراحل کلی تعمیر برد دوربین مداربسته

تشخیص مشکل

ابتدا باید برد را به دقت بررسی کنید. در روی برد هیچ علائم ظاهری مثل قطعات سوخته، اتصالات لحیم سرد، نشتی خازن و یا ترک خوردگی نباید وجود داشته باشد. سپس به سراغ منبع تغذیه دوربین بروید.

دوربین شما باید به درستی تغذیه شود و باید بررسی کنید که کابل برق و آداپتور سالم هستند یا خیر. می‌توانید برای تست کردن قطعات مختلف مثل دیودها،  مقاومت‌ها، خازن‌ها و ترانزیستورها از مولتی متر استفاده کنید تا از سالم بودن آنها خیالتان راحت شود.

در این حالت اتصال کوتاه مولتی متر می‌تواند در این زمان برای تشخیص قطعی در مدار مفید باشد. سعی کنید ولتاژ را در نقاط تست مختلف برد اندازه‌گیری کنید تا متوجه شوید که آیا به قسمت‌های مختلف مدار، ولتاژ‌های مورد نیاز می‌رسد و یا نه.

تعمیر یا تعویض قطعات معیوب

بعد از آنکه قطعه معیوب شناسایی شد، با استفاده از هویه و ابزار مناسب آن قطعه را از برد جدا کنید. ممکن است برای قطعاتی که نصب سطحی دارند، به هیتر هوایی گرم نیاز داشته باشید. قطعه جدید و سالم را جایگزین قطعه معیوب کرده و آن را به درستی لحیم کاری کنید. اگر در قطعات نصب پایه‌های اضافی وجود داشت، می‌توانید آنها را بعد از لحیم کاری کوتاه کنید.

تعمیر ترک‌های مدار (Trace Repair)

ناحیه ترک خورده را با الکل ایزوپروپیل تمیز کنید و با استفاده از یک ابزار ظریف روی لایه محافظتی روی ترک را بردارید تا سطح زیرین نمایان شود. سیم نازک و یا یک نوار مسی را بر روی ترک قرار داده و دو طرف آن را به نقاط سالم مدار لحیم کاری کنید تا بدین طریق اتصال شما برقرار شود.

شما می‌توانید از خمیر قلع برای تعمیر کردن ترک‌های کوچک استفاده کنید. در صورت نیاز برای آنکه بتوانید از اتصال‌های جدید محافظت نمایید، می‌توانید از لاک محافظ برد استفاده کنید.

مونتاژ مجدد و تست

بعد از آنکه فرآیند تعمیرات تمام شد، دوباره برد را در داخل دوربین قرار دهید و تمام قطعات را به درستی به همدیگر وصل کنید. حال دوربین را روشن نمایید تا بتوانید عملکرد آن را بررسی کنید.

شما باید مطمئن شوید که تصویر به درستی نمایش داده می‌شود و  تمامی عملکردهای دوربین به خوبی کار می‌کند. در نهایت بعد سطح را تمیزکاری نهایی کرده و هرگونه گرد و غبار اضافی را از سطح آن پاک کنید.

نکات مهم

قبل از اینکه هرگونه تعمیراتی را شروع کنید، مطمئن شوید که دوربین از منبع تغذیه جدا شده تا بدین طریق از خطر برگرفتگی جلوگیری نمایید. سعی کنید برای انجام تعمیرات برد الکتریکی از ابزارهای مناسب چون مولتی متر، هویه، سیم لحیم، سیم چین و پنس استفاده نمایید.

در صورت نیاز باید از هیتر هوای گرم استفاده کنید. برای تعمیر کردن لازم است که در زمینه الکترونیک دانش کافی داشته باشید و همچنین با قطعات الکترونیکی آشنا باشید.

در صورت امکان استفاده کردن از نقشه شماتیک دوربین به شما کمک می‌کند که به طور دقیق‌تر عیوب دوربین را تشخیص داده و برای تعمیر آن اقدام کنید.

اگر در زمینه تعمیرات الکترونیکی مهارت و تجربه کافی را ندارید، بهتر است که انجام این کار را به یک متخصص واگذار کنید.

حرف آخر

دوربین‌های مداربسته از اجزای مختلفی ساخته می‌شوند. برد دوربین قطعه ای است که توانسته تمامی قطعات مورد نیاز دوربین را در سطح خود جای دهد. محافظت و سلامت برد دوربین خیلی اهمیت دارد و اگر دچار آسیب شد، باید نسبت به تعمیر آن اقدام کنید، چون در غیر صورت دوربین شما کارایی لازم را نخواهد داشت.