倒车摄像头是一款用于汽车倒车时的辅助工具,可以通过摄像头进行倒车可视操作,有助于提高倒车安全,现已为许多车主的必选设备。事实上,倒车可视并不神秘,只要DVD,主机或导航主机具有AV输入端,如图1所示,即可实现可视倒车。
对于家电维修人员或电子技术爱好者而言,倒车摄像头的加装并非难事,稍加学习便能操作。本文从实际操作的角度出发,对倒车摄像头的选择、连线、调试以及多个摄像头之间的切换等进行全面介绍,供有兴趣者参考。
一、倒车摄像头的分类与选择
1.倒车摄像头的分类
目前,市面上的倒车摄像头品牌与型号非常多,从信号传输方式可分有线和无线两大类:有线倒车摄像头电路简单、可靠,但需要在车体内布线;无线倒车摄像头安装简单,不需要在车体内布线,但需要在主机处安装无线接收模块,如图2所示。另外,由于目前的无线接收模块接收效果还不太理想,且容易受到其他信号的干扰,从而导致图像不清晰,故使用者较少,当前主流仍是有线倒车摄像头。
按摄像头的安装位置可分为外挂摄像头、车牌照架式摄像头打孔摄像头和专车专用摄像头几类。由于外挂摄像头影响车辆美观,实际安装的极少(特殊类车辆除外),家用车一般多选用后三类。车牌架的摄像头是指安装在车牌位置上方,如图3所示,安装简单,且较为隐蔽,是实际加装得较多的一-种方式。打孔摄像头是指安装时需另外打孔,一般是先在后保险杠上合适位置打孔,然后再进行安装,这一安装方式也用得较多。专车专用摄像头是指其尺寸与形状与这款车型的牌照灯的结构吻合,安装时只需取下牌照灯的外盖,把摄像头卡进去或用螺丝固定即可,这类摄像头的优点是安装简便,与原车浑然一体,是实际加装的首选。
值得一提的是,目前,市面上的专车专用摄像头主要是对应近几年的畅销车型,例如奥迪A6,其专车专用倒车摄像头如图4所示。对于没有这种专用摄像头的车型而言,就只能选用通用摄像头,并按前两种方式进行安装。
2.倒车摄像头的选择
在选购倒车摄像头时需注意以下几点: (1)摄像头和DVD机与导航机的制式要匹配。制式主要有NTSC和PAL制两类,国内用得较多的是NTSC制。
(2)注意摄像头的感光元件。感光元件分cCD与CMOS两大类,由于CCD的感光度是CMOS的3~10倍,因此CCD的清晰度及夜视效果均比CMOS好。实际购买时,建议选用cCD类,并尽可能选用具有微光夜视功能的高感光芯片,以便在光线较暗的环境中倒车时,利用汽车倒车灯发出的光线进行夜视,让倒车更安全。
(3)注意摄像头是否带刻度标尺。如果DVD主机或导航主机具有电子标尺功能,则需选用不带刻度标尺的摄像头,否则,在倒车时屏上会显示两套标尺,如图5所示,影响使用者对距离的判断。如果DVD主机或导航主机无电子标尺功能,则建议选用带刻度标尺的摄像头,以便在显示屏上显示刻度标尺,有助于判断后方物体距车尾的大致距离。
(4)注意摄像头的可视角度,可视角度越大则可视范围越宽。实际加装时,建议选用170广角摄像头。
(5)注意摄像头的安装高度。由于不同车型的牌照灯或后保险扛离地高度有差异,只有选标注的安装高度与实际值非常接近的择摄像头,才能得到清晰图像。
(6)选择具有“三防”(防水、防雾、防震)功能的倒车摄像头。
提示:在倒车摄像头中,cCD芯片分辨率较高,如SONY CCD芯片,其分辨率可达628 x 582,480线,而最好的CMOS芯片,如OV7950或者1030芯片,其分辨率只有580X540,420线。另外,在环境光线很暗的时候,CCD所成图像仍为彩色,但CMOS所成图像为黑白。
二、倒车摄像头的连线规律
倒车摄像头的连线较简单,一般只有供电线与视频输出线,如图6所示。只要给摄像头供上所需的工作电压,摄像头输出工作,输出视频信号(视频制式有PAL、NTSC或多种制式),送给前端的主机。
1.供电线的连接
家用小汽车的倒车摄像头的额定工作电压为12V,工作电压范围多为9V~16V;静态额定电流约10mA,工作电流约150mA。若摄像头上还安装有LED照明灯(在外界光线暗时起补偿照明作用),如图7所示,若在启动LED发光后,摄像头的最大工作电流约为250mA。
为了仅在倒车时才启动摄像头,最简单的方法是将摄像头的供电+(常为红线)、-线(常为黑线)分别与倒车灯或倒车雷达的供电+(俗称火线)、-线(俗称零线)相连即可。值得一提的是,在部分车的倒车灯电路中,其电流回路是蓄电池正极->倒车灯->倒车开关->蓄电池负极,若将摄像头的供电负极线直接与搭铁线相连,则只要汽车接通ACC电源,摄像头就会工作,显然这并非我们的安装要求。
倒车灯火线与零线的查找方法:将车钥匙旋至ACC位置(不要启动汽车),然后挂上倒挡,此时车尾长亮的灯便是倒车灯,找到该灯的供电线,然后将万用表的黑笔搭铁,用红笔测量这两条供电线的电压,电压约为12V的为倒车灯火线,则另一条为倒车灯零线。
提示:改装连线时,建议在倒车灯的插头上接线,使接点位于灯座内。若要在倒车灯的连线中段进行破线连接,需在连接处套上热缩管,接好线后,用吹风机加热热缩管使之与导线紧密接触,并在热缩管外面缠上绝缘胶带。需说明的是,由于汽车在工作过程中加在倒车灯两端的电压有一定的波动,并且车内也存在较强的千扰脉冲,为了减小浪涌电压或干扰脉冲对摄像头的冲击,可在摄像头的供电线路中加装一级简单的滤波电路,其电路如图8所示。
若制作时,没有3.3mH的电感L,也可用10的电阻R代替。另外,该滤波电路的位置应尽可能靠近摄像头,并用绝缘胶固定好这几只元件,如图9所示。
2.实现倒车显像的方法
为了在倒车时,让主机优先显示倒车影像,则需要给主机-一个启动信号,这个启动信号主要由两种方法来实现:第一种方式是倒车时给主机送一个倒车触发信号(高电平信号),主机便自动切换为倒车视频显示状态。该触发信号常取自倒车灯或倒车雷达的正端,也就是在这种方式中,需将主机上的倒车控制线与倒车灯或倒车雷达的火线相连,如图10所示。为防止汽车蓄电池电压过高而损坏主机的倒车控制端电路,可在倒车控制线中串联一只阻值不大于1kΩ的电阻,再与倒车灯或倒车雷达的火线相连。
第二种方式是无需外接倒车触发信号,即不接倒车控制线。这方式是要求车载DVD或车载导航主机具有检测cVBS信号(复合视频信号)的功能(部分新型主机大都具有此功能),当主机检测到倒车摄像头送来视频信号时,就判断汽车此时处于倒车状态,便自动切换为倒车视频显示状态。
三、多摄像头的切换
在实际加装中,部分车主除要安装倒车后视摄像头外,还要求安装右侧或前方摄像头。为了能正常显示,操作方便,并尽可能满足倒车后视优先这一原则,就需要加装摄像头切换电路。”下面以前后摄像头为例,介绍几款适合制作且简单易行的双摄像头切换电路,供参考。同时,这些电路也适合倒车摄像头与右侧摄像头的切换。
1.手动开关切换方式
该方式电路简单,仅需增加一只6刀双掷开关K,如图11所示。当触点1、2接通,4、5接通时,前方摄像头得电工作;输出的视频信号通过触点4、5送给主机;当触点2、3接通,5、6接通,且汽车处于倒挡状态时,后摄像头得电工作,输出的视频信号通过触点6、5送给主机。
2.单继电器方式
虽然上一方式电路简单但无倒车后视优先这一-功能,下面用一只继电器与几只普通二极管就可实现这一功能,其电路如图12所示,继电器的1、2为常闭触点。当汽车未处于倒车状态时,按下开关K,前方摄像头得电工作;当汽车处于倒挡状态时,继电器J的线圈得电,其1、2触点断开,13触点闭合,后方摄像头得电工作。此时无论K处于何种状态,前方摄像头均失电不工作。
3.双继电器方式
该方式电路如图13所示,K为微动开关。当汽车未处于倒挡状态且K不闭合时,三极管V1、V2因无基极K偏压均处于截止状态,继电器J1的的1、2触点处于常开状态,前后摄像头均失电不工作。当汽车未处于倒挡状态时,若按压一下K,在K连通期间,V1、V2导通,主机为后视状态,同时ACC(+12V)电压经D2向电容C1充电,C1两端很快达到12V电压;当K断开后,V2截止,此时C1通过R1及V1的b-e结放电,V1能维持-一段时间导通,在此期间显示前摄像头输出的视频信号送往主机;随着C1放电,当C1两端电压低于0.6V时,V1截止,前、后摄像头均失电不工作。
当汽车处于倒挡状态时,倒车灯上的+12V电压经二极管D1后,一路经D2及电阻R1使V1导通,J1的的1、2触点闭合,前、后摄像头均得电工作;另一路经R2使V2导通,继电器J2的1.3触点闭合,后摄像头输出的视频信号送往主机;当汽车退出倒挡状态时,与上述K断开一样,V2截止,V1延迟截止,在.此期间主机为前视状态。一款参照图13自制的后方与右侧摄像头切换电路如图14所示。
经过实验,当R1阻值为33k,C1容量为220uF时,该电路能延时输出右侧视频信号的时间约为25s,这完全能满足靠边停车或会车时对右侧的观察需要。
四、倒车摄像头的常见故障检修
故障现象1:在倒车状态时,显示的图像抖动,或者图像上有较多的干扰纹,甚至有时不能切换到倒车画面。分析检修:该故障主要出现在德系车及美系车的部分车型上,其原因是在发动机发动后,,输出电压干扰较大,供给倒车灯的不是纯直流电,而是叠加了一个脉冲信号(用示波器测试,其波形为一方波信号)。改装时,将摄像头供电线直接在倒车灯上,若该倒车摄像头内部无滤波电路,则因工作电压波动会导致摄像头工作不正常,输出的视频信号也就不正常,因而出现上述故障现象。
该故障的解决方法主要有两种:一是在摄像头的供电输入端增加一级滤波电路,具体电路见图8;二是将摄像头供电线不接在倒车灯上,而是通过增加一只继电器与ACC相连,继电器的线圈与倒车灯并联,即用倒车灯电源来控制继电器的开关,并将摄像头的电源地线和视频地线直接搭车身铁。
故障现象2:显示的画面和实况左右相反。分析检修:此故障的解决方法有两种:-是对显示器参数进行设置,参阅该显示器的资料,进入显示器的工厂模式,找到“ACC MIR-ROR”一项,修改该项的值,若是“ON”则改成“OFF",若是“OFF"则改成“ON";二是更改摄像头镜像输出设置,将其设置为非镜像输出,或将摄像头更换为非镜像类摄像头。
故障现象3:图像的彩色不正常,但显示器显示DVD导航画面时彩色正常。分析检修:该故障现象应是摄像头输出信号的制式不对所致,一方面可调节主机的设置使之对应,另一方面可拆开摄像头,对摄像头输出视频信号的制式进行更改。例如BF3003型倒车摄像头,其主芯片的④脚为PAL制与NTSC制的转换端,如图15所示,拆除其背面的0Ω电阻便可进行制式切换,如图16所示。另外,拆除图16中的那只8脚集成块,可清除标线,并去掉镜像功能。
故障现象4:在汽车处于倒车状态时,主机能切换到后视状态,但无图像显示。分析检修:检修该故障时,在确认视频连线、接地线连接正常后,可判定故障系摄像头损坏所致。从实修情况看,自动挡汽车加装的倒车摄像头损坏的较多,究其原因,应是从驻车(P挡)转到行车(D挡)或从D挡到P挡车的换挡切换过程中,均要经过倒车(R)档位置,如图17所示,此时会给倒车摄像头加上一个突发的电压脉冲,长此以往,易导致摄像头损坏,尤其是廉价的摄像头。
摄像头的损坏多是内部的12V转3.3V的DC-DC变换电路损坏。为了说明,特附上BF3003型倒车摄像头的内部电路,如图18所示,输人的+12V电压经U2、U3降压后输出3.3V,供给主芯片。若U2或U3 损坏,均会导致无3.3V电压输出,主芯片不工作,无视频信号输出。由于U2、U3均难以买到,这时可用易购的1084-3.3进行整体代换,即将1084-3.3的③脚(输人端)接二极管D1负端,②脚接C5正端,①脚接地。
另外,为了避免自动挡汽车在换挡过程中对倒车摄像头的突发电压冲击,可加装一级上电时间延迟电路,由双电压比较器lM393(u1) 、MOSFET管(V1)等元件组成,如图19所示。
该电路与倒车灯并联,V1为倒车摄像头供电控制管,R3与R4组成分压电路,将比较器的反相端电压设定为6V。当切换到R挡时,倒车灯亮,+12V电压通过电阻R1向电容C1充电,C1两端电压开始上升,在此过程中,因U1的②脚电压高于③脚电压,则①脚输出低电平,V1截止,倒车摄像头不工作。当C1两端电压超过6V时,U1的①脚输出为高电平,MOSFET管导通,倒车摄像头得电工作。
在实际操作中,因P、D挡切换而接通R挡的时间很短,一般不会超过1s。图19中的延时时间由R1与C1的值决定,合理选择R1与C1的值,使其延时时间超过1s,就能让倒车摄像头在P、D挡切换过程中不加电,从而有效地避免高电压的瞬间冲击。
须注意的是,R1与C1的值也不能过大,否则,当汽车处于R挡时,图像延迟显示的时间会过长,一般将延迟时间设为2s左右即可。按图19中R1 (330k)、C1 (10uF)的参数计算,延迟时间约为2.3s。另外,当挡杆从R挡切换到其他位置时,C1内储存的电荷通过D1 R3.R4迅速放电,为下次延时作好准备。
故障现象5:屏上显示的倒车标线与实况相差较大。分析检修;通常屏上显示的倒车标线是两条“八”字车宽警示线和几条与车尾的距离横线。如果这些线与实际的位置不相符时,就得先搞清楚这些标线是来自摄像头还是来自主机。若是前者,则需调整摄像头的安装角度;若是来自后者,则可按照一定的方法在主机上进行调整。不同的主机其调整方法不同,例如比亚迪G6、S6等系列机,其主机标线的调整方法如下:先按一下多媒体“设置"按钮,然后点击“系统设置”,按着长按左下角“倒车线设置”按钮,如图20所示,15s后就会出现标线调整界面,如图21所示,选择“定制模式”,并按照屏上提示进行调整即可。
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