CFTV Basico

APOSTILA BÁSICA SOBRE CIRCUITO FECHADO DE TV ______________________________________________________________________________________________________________

CFTV - Teoria básica para a montagem de Circuitos Fechados de TV. Luiz Bertini Rubens Tadeu Muniz

Este simples livro visa ajudar pessoas que trabalham com instalações elétricas ou de alarmes a terem um maior conhecimento na área de circuito fechado de TV (CFTV). Também é indicado para quem desejar obter um pouco mais de conhecimento nesta área ou mesmo que deseja instalar o seu próprio sistema de CFTV. Ressaltamos que um circuito fechado de TV é diferente de uma TV a cabo. Seria interessante que o leitor pudesse ter em mãos uma câmara com fonte e um monitor (além de cabos, conectores, etc), no mínimo, de forma a fazer algumas experiências antes de se aventurar na instalação em residências. Cabe aqui lembrar que existem muitos tipos de sistemas e aplicações de CFTV, podemos apenas usar uma câmara para monitorar um portão ou termos sistemas com diversas câmaras que monitoram diversos pontos e que tem os sinais gravados em vídeos cassetes com grande capacidade de tempo (até 40 dias de gravação continua) ou mesmo sistemas que juntam os sinais de diversas câmaras e gravam em computadores. Esperamos que este trabalho possa ajudar na compreensão e montagem destes sistemas.

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Os autores: Luiz Bertini é técnico em eletrônica, formado em 1985 na ETESG Guaracy Silveira. Atuou como professor de Televisão e Telecomunicações durante muitos anos. Atualmente trabalha na área técnica da TV Cultura. Rubens Tadeu Muniz é técnico de eletrônica, formado em 1990 na ETESG Guaracy Silveira.

Índice Introdução...........................................................................................pág.03 O Sinal de Vídeo ........................................................................ pág.03 Pulsos de Sincronismo.......................................................................pág.04 Pulsos de Apagamento ..............................................................pág.04 Pulso de Burst.............................................................................pág.04 Câmaras..............................................................................................pág.04 Acessórios ................................................................................... pág.05 Monitores............................................................................................pág.07 Seqüencial...................................................................................pág.07 Quad............................................................................................pág.08 Distribuidores/Equalizadores...................................................pág.10 Multiplex.....................................................................................pág.10 Matriz de Vídeo ......................................................................... pág.11 Conectores...........................................................................................pág.11 Ferramentas ............................................................................... pág.12 Cabos ...................................................................................................pág.12 Outros Exemplos de Ligações...................................................pág.13 (arrumar o índice) Introdução Um circuito fechado de televisão consiste em uma ou mais câmaras ligadas com um monitor de forma a podermos observar determinados pontos (locais onde estão localizadas as câmaras) através do monitor. Estes sinais não são transmitidos pelo ar, através de ondas de rádio (como uma TV convencional), para todos observarem. Estão limitados a uma determinada área e circulam através de cabos, geralmente. A câmara de vídeo é a responsável pela transformação da luz, da imagem, em sinais elétricos. A câmara capta a luz através de lentes e sensores e circuitos eletrônicos convertem este sinal em informação elétrica. (colocar foto 1) 2


Estes sinais elétricos recebem o nome de Sinais de Vídeo Composto (VBS) e tem características específicas. Um sinal deste pode passar através de cabos coaxiais (por padronização cabos com impedância de 75 ohms – RG59, RGC59, RGC11, RF75, etc). Este sinal se ligado na entrada de um monitor de vídeo composto (não servem monitores tipos VGA, SVGA, enfim, monitores de computadores atuais) ou mesmo na entrada de vídeo de uma TV, reproduzirão em sua tela a imagem que estão captando. O sinal de vídeo Se formos ver a forma de onda de um sinal de vídeo veremos algo semelhante a figura abaixo:

(ver anotações na apostila impressa) A imagem na tela de uma TV ou monitor é formada por 525 linhas (padrão adotado no Brasil). Estas linhas são “escritas” intercaladas, primeiro as ímpares, depois as linhas pares. Como se ao escrevermos em um caderno escrevêssemos uma linha, pulássemos a outra, escrevêssemos outra linha e pulássemos a outra, assim sucessivamente até chegar no final da página. Quando chegarmos no final da página voltaríamos e escreveríamos nas linhas vazias. Supondo que nossa falha tivesse 525 linhas, escreveríamos, primeiro em 262,5 linhas e depois outras 262,5 linhas. O conjunto de 525 linhas recebe o nome de quadro, o conjunto de 262,5 linhas recebem o nome de campo. Portanto dois campos são iguais a um quadro. Na prática temos uma resolução de, aproximadamente, 483 linhas pois perdemos muitas linhas durante o apagamento vertical. Vamos estudar agora um pouco o sinal de vídeo:

Pulsos de Sincronismo O pulso de sincronismo horizontal, gerado pela câmara, informa que estamos mudando de linha, na prática ele não deixa a imagem da TV ou monitor ficar correndo de um lado para o outro da tela ou mesmo que se divida em faixas diagonais impedindo a visualização da mesma. Semelhante, porém maior que este pulso, é o 3


pulso de sincronismo vertical que nos indica que já escrevemos 262,5 linhas (um campo) e devemos voltar para escrever as linhas que faltam. Na prática estes pulsos impedem que a imagem no monitor ou TV fique rolando de baixo para cima ou vice-versa. Pulsos de Apagamento Estes pulsos impedem o aparecimento de riscos na imagem, sobrepondo a imagem. Quando uma TV ou monitor está com o tubo “fraco” estes riscos começam a aparecer. Veja exemplo a seguir:

Pulso de Burst Este pulso é o responsável pela correta colocação das cores na imagem. Este pulso só existe quando utilizamos câmaras coloridas.

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Junto com todos estes pulsos vem a informação que está sendo registrada pela câmara. sinal de vídeo é chamado de “Sinal de Vídeo Composto” (VBS) devido ao fato de ser composto por todas estas partes.

Câmaras Existem diversos tipos e/ou modelos de câmaras para circuito fechado: câmaras P&B, câmaras coloridas, câmaras que também captam o áudio, etc. Veja abaixo exemplos de alguns tipos de câmaras.

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(manter estas imagens e colocar também a foto 2) Antigamente estas câmaras eram construídas a base de um componente chamado de Vidicon (existiam outros, tais como Plumbicon e Orticon). Este componente era parecido com uma válvula de rádio ou TV. Este tipo de componente era frágil, pois era feito de vidro e eram muito caros e volumosos. Atualmente, as câmaras usam sensores de estado sólido, chamados de CCD. Estes sensores são construídos a base de materiais semicondutores, como o silício, por exemplo. Devido a este avanço as câmaras para circuito fechado de TV, ficaram cada vez menores, mais baratas e de uso mais fácil. Podem ser encontradas com facilidade em lojas de eletrônica. As mais baratas são as P&B e sem áudio. As mais caras são as coloridas com áudio. Existem também câmaras que ficam dentro de domos (cúpulas para

proteção) que impedem que se saiba para qual lado a câmara esta apontando. As câmaras podem ter na saída de vídeo composto um conector BNC ou mesmo só os fios para a ligação. (colocar foto 2A1) A alimentação também pode ser feita através de conectores ou diretamente em fios. Normalmente um vendedor poderá indicar e ou explicar como esta ligação deve ser feita. Em locais muito escuros, dependendo da sensibilidade da câmara, será necessário a instalação de iluminação para auxiliar numa melhor captação e qualidade da imagem gerada pela câmara. Outra solução é utilizar câmaras que possuem circuitos próprios de iluminação infravermelha. Este tipo de câmara, normalmente, possui alguns leds ao lado da lente. Acessórios 5


Diversos acessórios podem ser adaptados nas câmaras CCD. Estes acessórios incluem desde caixa para a proteção contra sol e chuva, até lentes que permitem que a câmara capte uma imagem mais aproximada (lente zoom). Estas lentes, em alguns casos, podem ser controladas através de motores ou via cabo diretamente da central de controle. Isto permite que a pessoa que vê a imagem no monitor (operador) aproxime ou afaste a imagem de acordo com o necessidade. Também existem motores ou servo-motores que fazem a câmara girar de um lado para outro, aumentando o ângulo de visão. Estes servo-motores podem funcionar automaticamente ou serem controlados por um operador. Exemplos de servo-motores:

Os fios que ligarão as câmaras com os monitores ou com a central são especiais. Estes fios são chamados de cabos coaxiais. Estes cabos devem ser ligados ao monitor através de conectores especiais. Os conectores mais comuns são os conectores RCA, os conectores BNC e os conectores F (equipamentos nacionais geralmente usam conectores F para vídeo e conectores RCA para áudio). Conectores F são aqueles utilizados em entradas de antena de TVs e vídeos.

Cabo com conectores BNC

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Conector BNC macho Adaptadores BNC (colocar foto 2A) Cabo com conectores F (colocar foto 3) Conector F de crimpar ou soldar (colocar foto 4) Conector F de rosca (colocar foto 5) Cabo com conectores RCA (colocar foto 6) Estas câmaras devem ser alimentadas com uma tensão DC. Esta tensão pode vir da central através de cabos ou vir de uma fonte de alimentação ligada próxima a câmara. Normalmente, se usa uma fonte para cada câmara. Exemplos de fontes de alimentação usadas em câmaras:

Fontes de alimentação são circuitos eletrônicos que convertem a tensão alternada da rede em um valor específico de tensão contínua. Monitores Um monitor é, basicamente, uma TV com menos circuitos (toda a parte referente a captação de ondas de rádio RF é retirada, pois é desnecessária).

Existem monitores P&B e coloridos. Os P&B são mais baratos. 7


Normalmente os monitores tem como entrada de vídeo um conector RCA ou BNC (fêmea), caso tenha uma entrada de áudio a mesma será um conector RCA fêmea. Uma TV com entrada de vídeo também pode ser usada como monitor, bem como um monitor de computador com entrada de vídeo composto (tipo os que eram usados nos primeiros computadores). Porém nestes casos, a imagem ficará verde devido as características do tubo do monitor. Existem monitores profissionais que oferecem uma série de recursos. Mas, esses monitores, geralmente, só são usados em emissoras de TV e empresas de publicidade ou afins. Também existem monitores para CFTV que permitem a ligação de mais de uma câmara e através de botões de seleção uma pessoa pode escolher a imagem de qual câmara deseja ver. Esta função também pode ser feita automaticamente através de um circuito interno do monitor chamado de seqüencial ou seqüenciador. Com este recurso a imagem fica mudando seqüencialmente de câmara para câmara. Também existem monitores que possuem, internamente, um equipamento chamado de quad. Este equipamento permite que a imagem de até quatro câmaras seja ligada no mesmo monitor. Veja figura abaixo:

Exemplos de ligações com seqüenciais e quads externos Seqüencial Este seqüencial também pode ser comprado separado do monitor e usado com um monitor comum. Veja o exemplo de uma ligação:

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No exemplo acima estamos usando 4 câmaras (ou câmaras) alimentadas, cada uma, por uma tensão DC de uma fonte. Os 4 sinais de vídeo são gerados por 4 câmaras diferentes e estão ligados nas 4 entradas do seqüencial/seqüenciador ou comutador. Neste tipo de equipamento, normalmente, temos ajustes para definir a “velocidade” (intervalo de tempo) que mudará a imagem de uma câmara para outra. Vamos supor, por exemplo, que ele esteja ajustado para captar o sinal de vídeo de cada câmara por um segundo. No 1º segundo o sinal visto no monitor será o da câmara 1, no 2º segundo o sinal visto será o da câmara 2, no 3º segundo o sinal visto será o da câmara 3 e, finalmente, no 4º segundo o sinal visto no monitor será o da câmara 4. No 5º segundo a imagem volta para a câmara 1 e assim sucessivamente. (colocar foto 7 e foto 8) Podemos perceber que o seqüenciador tem 4 entradas e 2 saídas e por isso recebe o nome de Seqüenciador 4x2 (quatro por dois). Se ele tivesse 8 entradas e 2 saídas receberia o nome de Seqüenciador 8x2 (oito por dois). Mas para que duas saídas de vídeo? Uma vai para o monitor e a outra, se necessário, vai para a entrada de um videocassete que estará gravando as imagens. Em vídeo casssetes comuns o tempo máximo de gravação será de seis horas, mas existem vídeos especiais que permitem a gravação de até 960 horas contínuas. Estes vídeos , usualmente, recebem o nome de time lapse (video de lapso de tempo) e são muito caros. São utilizados em sistemas de monitoração em bancos, etc e permitem que as imagens gravadas possam ser usadas para identificar alguma pessoa. Também existem sistemas que usam microcomputadores e são capazes de gravar as imagens captadas durante um ano inteiro. Estas imagens, depois, podem ser localizadas facilmente através da data e horário do evento que se deseje rever.

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Quad Um outro equipamento interessante, porém mais caro, é o quad. Este circuito eletrônico tanto pode estar dentro do monitor como ser um equipamento separado. Sua função é a seguinte: suponha que você tenha 4 câmaras, 1 monitor e 1 quad. Você pode fazer uma ligação de forma a ver as 3 câmaras ao mesmo tempo. A diferença básica entre um quad e um seqüencial é a forma de exibição das imagens na tela do monitor. No quad, a tela do monitor é dividida e apresenta ao mesmo as imagens das 4 câmaras, enquanto que com o seqüencial você vê a imagem de uma câmara após a outra. Veja a figura da ligação com o quad:

Em qualquer Circuito Fechado de TV (CFTV) as conexões entre as câmaras, seqüenciadores, quad, monitores de vídeo e VCRs devem ser feitas com cabo coaxial. Portanto, qualquer ligação por onde irá passar o sinal de vídeo composto (VBS), deve ser feita com cabos coaxiais e, geralmente, com conectores F, BNC ou RCA. As ligações entre câmaras e fontes são feitas com fios paralelos. Cabe lembrar que o quad, embora seja interessante por permitir a visualização de várias câmaras ao mesmo tempo, é um equipamento caro. 10


Distribuidores/Equalizadores São circuitos eletrônicos que permitem distribuir um mesmo sinal de vídeo para vários monitores ou VCRs (videocassetes), além de “equalizarem” o sinal. Quando falamos que um circuito equaliza um sinal, queremos dizer que ele está mudando as características do mesmo de forma a torná-lo o mais próximo do sinal original. Veja a figura:

O equalizador/distribuidor pega um sinal de vídeo e o divide de forma que possa ser gravado em 5 VCRs (videocassetes) diferentes. Neste caso, o distribuidor tem a função de dividir 1 sinal em 5 e o equalizador os amplifica e faz com que cada um destes sinais seja tão bom quanto o sinal de vídeo de entrada. Também seria aconselhável o uso de um distribuidor de áudio com uma entrada e 5 saídas. “Geralmente, equalizadores e distribuidores não são muito usados em sistemas domésticos de CFTV.” Multiplex Quando desejamos gravar diversos sinais de diversas câmaras, seja em um vídeo normal, ou em um vídeo de longo tempo de gravação precisaremos usar um equipamento chamado de multiplex. Com este equipamento podemos “juntar” vários sinais ao mesmo tempo sem misturá-los e depois visualizá-los individualmente.

Exemplo de um multiplex Matriz de Vídeo

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Um outro equipamento muito interessante, mas caro, e de uso apenas em sistemas de CFTV mais sofisticados são as matrizes. Com uma matriz é possível se comutar diversas entradas com diversas saídas. Veja a figura a seguir:

Com uma matriz 8x8 (oito por oito), por exemplo, podemos conectar qualquer entrada com qualquer saída. Se queremos por, exemplo: • o sinal da entrada 1 nas saídas 4 e 5 → é possível fazer. • o sinal da entrada 7 na saída 2 → é possível fazer. • o sinal de uma entrada qualquer saída → também é possível fazer. Normalmente, matrizes são muito caras e, além de comutarem o VBS, também comutam os sinais de áudio. Lembramos que as câmaras de vídeo de CFTV também podem captar áudio e em todos os nossos exemplos precisaríamos também dividir, escolher e escutar o áudio da câmara correspondente. “Porém, é raro o uso de áudio em circuitos domésticos de CFTV.” Um técnico de eletrônica, normalmente, é capacitado para montar um distribuidor ou seqüenciador/seqüencial de vídeo, porém um “quad” e uma matriz são circuitos bem mais complicados e difíceis de serem montados. Conectores Os conectores mais comuns utilizados em equipamentos de CFTV, e que são os indicados para esta finalidade, são BCN (macho e fêmea) e RCA (macho e fêmea), mas além destes muitos fabricantes usam conectores F (macho e fêmea). Estes conectores devem ser montados de uma forma correta. Existem conectores BNC que precisam ser soldados ao cabo e conectores BNC que não utilizam solda, são conectores de crimpar. Estes conectores são presos com pressão no cabo coaxial com o uso de um alicate especial, este alicate recebe o nome de alicate de crimpar. Também podemos encontrar conectores F de diversos tipos de crimpar ou soldar, de encaixe rápido e os de rosca (são os mais fáceis de se usar). Conectores RCA, normalmente, devem ser soldados.

Exemplo de montagem de um conector BNC com solda. 12


Ao comprar conectores BNC para CFTV peça conectores para o cabo correto (normalmente RG59 ou RGC59) Desmonte o conector: (colocar foto 9) Coloque no cabo a parte posterior do conector como indicado na foto: (colocar foto 10) Dobre a malha do cabo sobre o anel: ( colocar foto 11 e 12) Solde a malha e corte os excessos: (colocar foto 13) Agora e só descascar o condutor central, cortá-lo no tamanho correto e estanha-lo: (colocar foto 14 e foto 15) Solde o pino central e termine de montar o conector parafusando a parte traseira que está no cabo: (colocar fotos 16, 17 e 18) Exemplo da montagem de um conector F de rosca: Corte o cabo coaxial, descasque a capa e dobre a malha sobre o próprio cabo: (colocar fotos 19, 20 e 21) Descasque o condutor central: (colocar foto 22) Pegue o conector e parafuse sobre o cabo. (colocar fotos 23, 24 e 25) Detalhe do cabo com conector F de rosca: (colocar foto 26) 13


Exemplo da montagem de um conector F de crimpar. Depois de descascar o cabo coaxial, dobrar a malha, descascar o condutor central encaixe o conector F: (colocar foto 27) Depois de encaixado, corte o excesso da malha: (colocar foto 28) Agora aperte o anel metálico que acompanha o conector e já deve estar inserido no cabo (este anel pode ser apertado com um alicate universal, mas cuidado para não quebrálo): (colocar foto 29 e 30) Detalhe do conector F no cabo (colocar foto 31) Outro tipo de conector F de crimpar: (colocar foto 31A) Ligação de um conector F com um seqüencial: (colocar foto 32) Exemplo da ligação e conexão de um conector F de encaixe rápido. (colocar fotos 33 e 34) Exemplo da ligação de um conector RCA. (colocar foto 35) Ferramentas É interessante que alguém que se proponha a instalar CFTV possua algumas ferramentas básicas, tais como: • • • •

Alicate de corte Alicate universal Alicate de bico Chaves Philips e de fenda 14


• • • • • .

Um canivete Ferro de solda de 30 ou 50W (se possível, um de cada) Um multímetro (digital, de preferência) Solda para uso em eletrônica Uma trena ou metro. Um alicate de crimpar (Existem diversos tipos de alicates de crimpar, é importante que você especifique qual o conector e qual o cabo que deseja crimpar ao vendedor antes de comprar um alicate deste). Se possível. Cabos

Diversos são os tipos de cabos que podemos usar, mas o importante é que tenham sempre a impedância de 75 ohms e que usemos o mais apropriado para as conexões. A diferença na escolha do cabo está relacionada com o custo, com o comprimento utilizado e a qualidade da imagem, porém os mais utilizados são os cabos RG59 e RGC59, devido a facilidade para encontrá-lo no mercado e a grande quantidade de conectores que servem neles, por exemplo o conector F macho de rosca. O sinal de vídeo composto perde qualidade ao passar pelo cabo. Quanto mais fino for o cabo e maior o seu comprimento, maiores serão estas perdas. Na prática, a perda se apresenta como uma imagem sem detalhes e meio opaca , na tela do monitor. Já montamos sistemas de CFTV que tem entre a câmara e o monitor mais de 70 metros de cabos RGC59 e o vídeo apresentou uma boa qualidade. Para corrigir imperfeições no vídeo, devido ao comprimento do cabo, podemos utilizar equalizadores/distribuidores de vídeo. Tabela para cabos de 75 ohms RF 75 RG 59 RGC 59 RGC 11

cabo fino, útil em conexões curtas. cabo médio, ideal para conexões mais longas. cabo médio, melhor do que os anteriores. cabo grosso, pouco usado, mais caro, ideal para grandes distâncias (acima de 100 metros). Os cabos estão colocados em ordem de qualidade e preço.

Normalmente, as ligações são feitas com cabos RG 59, RGC59 ou RF 75. Estes cabos não podem ser emendados como um fio elétrico, pois tem dois condutores internos. Um central, por onde passa o sinal e uma malha que é o terra e vai conectado ao negativo. No caso de precisarmos de emenda, será necessário o uso de dois conectores, mais uma emenda conhecida como ”I”. Existem estes adaptadores, chamados de I, para todos os tipos de conectores utilizados em CFTV. Outros Exemplos de Ligações MODELO 1 15


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Ligação de uma câmara para um monitor.

MODELO 2

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• Ligação de uma câmara com 2 monitores através do uso de um distribuidor de vídeo 1:2 (uma entrada e duas saídas). FIM

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CFTV Basico

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