รู้จักกล้องวงจรปิดให้มากขึ้น

รู้จักกล้องวงจรปิดให้มากขึ้น

CCTV เป็นคำย่อของ Closed Circuit TeleVision มีความหมายตรงตัวว่า โทรทัศน์วงจรปิด หรือ ที่ชาวบ้านเรียกว่าระบบกล้องวงจรปิด ในการทำงานนั้นจะมีการใช้กล้องถ่ายวิดีโอแบบที่มีหลายรูปทรงติดตั้งไว้ตามจุดต่างๆ และส่งสัญญาณไปยังสถานที่ส่วนตัวที่ไม่เหมือนการออกอากาศทีวีเช่น ส่งภาพไปยังห้องทำงานของเจ้าหน้าที่รักษาความปลอดภัย หรือส่งภาพไปยังห้องนอนหรือห้องทำงานของเจ้าของบ้านหรือเจ้าของกิจการ กล้องวงจรปิดจะแตกต่างจากการออกอากาศโทรทัศน์หรือดาวเทียมซึ่งเป็นระบบเปิด แต่สัญญาณภาพจากกล้องวงจรปิดจะไม่ถูกส่งออกไปตามที่สาธารณะหรือออกอากาศ Broadcast หรือเรียกว่าระบบปิด คือภาพจากกล้องวงจรปิดจะถูกส่งไปเฉพาะที่เท่านั้น อาจจะใช้กล้องวงจรปิดสำหรับการตรวจสอบเฝ้าระวังในพื้นที่ที่ต้องการตรวจสอบ เช่น ร้านค้า,ร้านทอง,บริษัท,บ้านคน,บ่อนคาสิโน,ท่าอากาศยาน,ใช้ในราชการ,ในโรงงานอุตสาหกรรม,ธนาคาร,โรงเรียนหรือแม้แต่วัดก็ยังมีใช้ เป็นต้น ระบบโทรทัศน์วงจรปิดอาจทำงานอย่างต่อเนื่องโดยเปิดอัดภาพทิ้งไว้ทั้งวัน หรือทำงานเฉพาะเหตุการณ์ก็ได้ในสมัยก่อนนั้น เมื่อเรามีการติดตั้งกล้องวงจรปิด ภาพที่ส่งมาจากกล้องจะวิ่งมาตามสาย RG6 ซึ่งเหมือนสายอากาศทีวีหรือสายจานดาวเทียม แล้วจะเข้ามาสู่ตัวแบ่งภาพในจอทีวีให้เป็น 4 ช่อง 8 ช่อง หรือ 16 ช่องภาพ และภาพที่ออกจากเครื่องแบ่งก็จะเข้ามาอัดเก็บไว้ในม้วน VDO ระบบ VHS อัดได้ 8 ชั่วโมง หรือ 12 ชั่วโมง แล้วแต่ความยาวของเนื้อเทป เมื่อเทปหมดก็ต้องมีการเปลี่ยนม้วนเทปใหม่

ม้วนเทป VHS

ภาพระบบเก่า แต่รูปแบบของโทรทัศน์วงจรปิดในปัจจุบันใช้งานได้สะดวก และ คุณภาพสูงกว่าสมัยก่อนมาก โดยสมัยนี้จะนิยมใช้ เครื่องบันทึกวีดีโอดิจิตอล (Digital Video Recorder หรือ DVR)แทนการบันทึกแบบม้วนวีดิโอ เนื่องจากมีคุณภาพและประสิทธิภาพที่สูงกว่า สามารถบันทึกต่อเนื่อง 24 ชั่วโมง ตรวจสอบเคลื่อนไหวและบันทึกเฉพาะการเคลื่อนไหว ทั้งยังแจ้งเตือนทางอีเมล์ หรือแม้แต่ดูสดๆผ่านอินเตอร์เน็ต หรือดูผ่านโทรศัพท์มือถือ ระบบแอนดรอย iphone หรือ ipad ก็ได้ เป็นต้น

ภาพระบบใหม่ โทรทัศน์วงจรปิดเริ่มโดย เอจี Siemens ที่ Peenemünde เยอรมนี ในปีค.ศ. 1942 หรือในปี พ.ศ. 2485 ประมาณ 74 ปีกว่าแล้ว เพื่อสังเกตการณ์สำหรับการเปิดตัวของ V2-rockets(V2-rockets เป็นขีปนาวุธของเยอรมันนีตอนสงครามโลกครั้งที่ 2 ) โดยวิศวกรเยอรมันชื่อ Walter Bruch คือรับผิดชอบในการออกแบบและการติดตั้งระบบและในเดือนกันยายนปีค.ศ. 1968 หรือปี พ.ศ. 2511 ประมาณ 48 มาแล้ว ที่เมือง Olean นิวยอร์ก คือเมืองแรกในประเทศสหรัฐอเมริกาที่ติดตั้งกล้องวิดีโอบนถนน เพื่อป้องกันการก่อการร้ายหลังจากนั้นต่อมาการใช้โทรทัศน์วงจรปิด CCTV ก็ได้กลายเป็นสิ่งที่จำเป็นใน ธนาคาร, สถานที่ราชการ,ที่สาธารณะ,บริษัทห้าง,ร้านค้า,บ้านคน,โรงเรียน,หรือแม้กระทั่งหรือวัดวาอาราม

อุปกรณ์ที่ใช้ในระบบโทรทัศน์วงจรปิด

1. กล้องโทรทัศน์วงจรปิด (CCTV Camera)

2. เลนส์ (CCTV Lenses)

3. เครื่องเลือก / สลับภาพ (Video Switcher) และเครื่องผสม / รวมภาพ (Multiple Screen Displays)

4. จอภาพ (Video Monitor)

5. เครื่องบันทึกภาพ (Video Recorder ปัจจุบันคือ DVR หรือ Digital Vdo Recorder )

6. อุปกรณ์เสริมเพื่อเพิ่มประสิทธิภาพ (Related Accessories for more efficiency CCTV System)

7. ระบบการควบคุม (Control System)

8. อุปกรณ์อื่น ๆ ที่นำเข้ามาใช้เกี่ยวข้องกับระบบโทรทัศน์วงจรปิด

กล้องวงจรปิดจะมีส่วนประกอบหลักๆ  4 ส่วนคือ 1.เลนส์กล้อง 2.ตัวรับภาพ CCD และ แผงวงจร 3.ตัวถัง 4.adapter

เลนส์กล้องวงจรปิด เลนส์กล้องวงจรปิดก็พัฒนามาจากเลนส์กล้องวีดีโอ เราต้องเข้าใจเรื่องขนาดของเลนส์ ซึ่งเรียกกันเป็นหน่วย mm.มีหลายขนาด ซึ่งมีผลต่อมุมภาพของการมอง เรามีวิธีสังเกตง่ายๆ ถ้าตัวเลขมาก มุมภาพจะแคบใช้ติดตั้งในที่แคบๆ หรือต้องการมองเน้นเฉพาะจุด ถ้าตัวเลขน้อยมุมภาพจะกว้างจะเห็นอะไรได้เยอะ ดูตัวอย่างนะครับภาพที่ได้จากเลนส์ขนาดต่างกัน

ความยาวโฟกัส (Focal Length) และ มุมมองภาพ (Angle of View) ความยาวโฟกัสแบ่งได้ 2 ชนิดใหญ่ๆ 1.ความยาว โฟกัสคงที่ (Fixed Focal Length) โรงงานผู้ผลิตเลนส์จะ เป็นผู้กำหนดค่าความยาวโฟกัสของเลนส์ที่จะผลิตออกมาขาย จะมีค่าแตกต่างกันไปหลายขนาด เช่น 8.0 ม.ม. (สำหรับ CCD ขนาด 1/3 นิ้ว) 12 ม.ม. (สำหรับ CCD ขนาด 1/2 นิ้ว) 16 ม.ม. (สำหรับ CCD ขนาด 2/3 นิ้ว) เป็นต้น การเลือกใช้เลนส์ที่มีความยาวโฟกัสคงที่นี้ ควรเลือกใช้ตามความต้องที่จะได้ขนาดของภาพ ความยาวโฟกัสจะมีความสัมพันธ์กับมุมมองภาพ ความยาวโฟกัสที่มีค่าตัวเลขมาก มุมมองภาพจะแคบ ความยาวโฟกัสที่มีค่าตัวเลขน้อย มุมมองภาพจะกว้าง 2.ความยาวโฟกัสปรับได้ (Variable Focal Length) ยังแบ่งออกได้ หลายแบบดังนี้ a.ปรับขนาด ภาพด้วยมือ (Manual Zoom) เลนส์ชนิดนี้ยังแบ่งได้อีกหลายชนิดเช่น ปรับขนาดภาพและแสงด้วยมือ (Manual Zoom & Manual Iris) ใช้มือ ปรับขนาดภาพ(หมุนวงแหวนขนาดภาพ) และขนาดรูรับแสง (หมุนวงแหวนปรับขนาดม่านแสง) ปรับขนาดภาพด้วยมือแสงอัตโนมัติ (Manual Zoom & Auto-Iris) การใช้งานปรับขนาดภาพด้วยมือ แต่การเปิด-ปิดม่านแสงอัตโนมัติ เลนส์ชนิดนี้ ส่วนมากจะมีค่าในการปรับขนาดภาพไม่มากนัก โดยทั่วไปประมาณ 2 ถึง 3 เท่า เท่านั้น b.ปรับขนาด ภาพด้วยมอเตอร์ (Motorized Zoom) เลนส์ชนิดนี้จะมีมอเตอร์อยู่ภายในตัวเลนส์ ทำหน้าที่ขับให้วงแหวนขนาดภาพเปลี่ยนแปลง (เปลี่ยนค่า ความยาวโฟกัส) ไปตามที่ต้องการ ด้วยตัวควบคุม เลนส์ชนิดนี้ยังแบ่งได้อีก 2 แบบ คือ เปิด-ปิดม่านแสงด้วยการควบคุม (Manual Iris) เช่นเดียวกันกับการเปลี่ยนขนาดของภาพ จะมีมอเตอร์ทำหน้าที่ เปิด-ปิดม่านแสง หรือจะเรียกว่าควบคุมด้วยมือก็ได้ และ เปิด-ปิดม่านแสงอัตโนมัติ ( Auto Iris) การทำงานของเลนส์ แบบนี้ได้กล่าวมาแล้วข้างต้น

ข้อต่อเลนส์ เป็นวัสดุที่เหมือนแหวนโลหะชุบ มาใช้ต่อคั่นระหว่างเลนส์กล้องกับตัวกล้อง ข้อต่อที่ใช้กับกล้องโทรทัศน์วงจรปิดอยู่ 2 แบบคือ C-Mount และ CS-Mount ข้อต่อแบบ C-mount จะมีความยาวช่วงท้ายเลนส์ ถึงหน้าตัวรับภาพ 17.5 ม.ม.คือจะเป็นวงแหวนหนากว่าข้อต่อแบบ CS-Mount จะมีความยาวช่วงท้ายเลนส์ถึงหน้าตัวรับภาพ 12.5 ม.ม. ดังนั้นการเลือกใช้เลนส์ต้องเลือกให้ถูก คือ กล้องที่มีข้อต่อแบบ CS-Mount ก็ควรจะใช้เลนส์ที่มีข้อต่อเป็นแบบ CS-Mount กล้องที่มีข้อแบบ C-Mount ก็ควรใช้เลนส์ที่มีข้อต่อเป็น แบบ C-Mount แต่เลนส์ที่มีข้อต่อเลนส์แบบ C-Mount สามารถที่จะใช้กับกล้องที่มีข้อต่อแบบ CS-Mount ได้โดยใช้แหวนข้อต่อ (5 mm., Adapter Ring) ต่อกลางระหว่างเลนส์กับกล้อง ถ้านำเลนส์ที่มีข้อต่อแบบC-Mount ไปต่อเข้ากับกล้องที่มีข้อต่อแบบ CS-Mount โดยตรงโดยไม่ใช้แหวนข้อต่อ อาจจะทำให้หน้าตัวรับภาพเกิดความเสียหายได้ เพราะว่าความยาวช่วงท้ายเลนส์ของเลนส์แบบ C-Mount มีความยาวมากกว่าแบบ CS-Mount

รู้รับแสง (Aperture)และการเปิด-ปิด ม่านรับแสง (Iris) รูรับแสง คือ จุดที่ให้แสงผ่านเข้าไปในเลนส์ ขนาดของรูรับแสงสามารถเปลี่ยนไปได้ด้วยการเปิด-ปิดม่านรับแสง (Iris) การเปิด-ปิดม่านรับแสงของเลนส์มี 2 ชนิด คือ ก. เปิด-ปิด ด้วยมือ (Manual Iris) การปรับขนาดของม่านแสง เพื่อให้ขนาดของรูรับแสงเปลี่ยนแปลงใช้มือหมุนวงแหวนปรับขนาดม่านแสง (Iris Ring) ที่ตัวเลนส์ ตัวเลขค่ามาก เช่น 16 ขนาดของรูจะเล็กปริมาณแสงจะผ่านได้น้อยตัวเลขค่าน้อย เช่น 1.2 ขนาดของรูจะใหญ่ปริมาณแสงจะผ่านได้มาก ข. เปิด-ปิด อัตโนมัติ (Auto-Iris) การปรับขนาดม่านแสงทำงานอัตโนมัติร่วมกับการทำงานของกล้อง กล้องจะมี วงจรไฟฟ้าเพื่อจ่ายไฟฟ้าให้กับเลนส์ชนิดนี้ วงจรไฟฟ้าที่กล้องจะจ่ายไฟฟ้าให้กับเลนส์ก็ยังมี 2 แบบ คือ แบบสัญญาณภาพ (Video Type) และแบบไฟตรง (DC Type)

1.แบบสัญญาณ ภาพ (Video Type) กล้องจะจ่ายไฟฟ้าไปให้เลนส์ในลักษณะของสัญญาณภาพ โดยจะมีความเข้มของสัญญาณภาพแตกต่างกันไป เลนส์ที่ใช้กับกล้องที่จ่ายไฟฟ้าแบบนี้จะต้องมีวงจรขยาย (Amplifier) เพื่อเปลี่ยนความเข้มของสัญญาณภาพ เป็นไฟฟ้าเพื่อให้อุปกรณ์ตัวเล็กๆที่เรียกว่า กัลวานอ-มิเตอร์ (Galvanometer) หรือ เรียกเป็นอย่างอื่นทำหน้าที่คล้ายๆกับมอเตอร์ ทำงานเพื่อให้ม่านแสงเปลี่ยนขนาดใหญ่ – เล็กตามการเปลี่ยนแปลงของแสง ในรูปของความเข้มของสัญญาณภาพ เลนส์ชนิดนี้ โดยมากจะมีสายสำหรับต่อกับกล้องโดยจะปล่อยปลายสายไว้(ไม่มีปลั๊ก 4 ขา )

2.แบบไฟตรง (DC Type) กล้องจะมีวงจรไฟฟ้าจ่ายไฟกระแสตรง (DC) ให้กับเลนส์โดยตรงเลยเลนส์ที่ใช้กับกล้องแบบนี้ ไม่ต้องมีวงจรขยายการเปลี่ยนแปลงขนาดของม่านแสง ทำงานไปตามการเปลี่ยนแปลงของไฟฟ้าซึ่งจะเปลี่ยนไปตามการเปลี่ยนแปลงของแสง จากการทำงานของกล้อง เลนส์ชนิดนี้ส่วนมากจะมีสายพร้อมปลั๊ก 4 ขา (Pin) เพื่อต่อกับกล้อง ปลั๊ก 4 ขานี้ในอดีตเรียกว่า 4 Pin plug Panasonic standard ซึ่งโรงงานที่ผลิตกล้องเกือบทุกโรงงานจะใช้เป็นมาตราฐานเดียวกัน คือสามารถนำเลนส์ชนิด DC Type ไปใช้ได้กับกล้องได้ เกือบทุกผู้ผลิต ดังนั้นการเลือกใช้เลนส์อัตโนมัติ จะต้องทราบว่าใช้งานกับกล้องที่จ่ายไฟฟ้า ให้กับเลนส์แบบใด โดยศึกษาจากคู่มือของกล้อง เพราะว่าถ้าใช้เลนส์ผิดประเภทกับการจ่ายไฟของกล้อง เลนส์จะไม่ทำงาน อาจจะเสียหายได้ เพราะว่า แรงเคลื่อนไฟฟ้า (Voltage) ที่กล้องจ่าย ให้กับเลนส์ ทั้งสองแบบ มีความแตกต่างกันมาก และถ้าใช้เลนส์ผิดชนิด ก็จะไม่มีภาพ เพราะว่าเลนส์ไม่เปิดรับแสง การเลือกใช้ขนาดของรูรับแสงจะมีผลต่อความชัดลึกของภาพ (Depth of Field) ความชัดลึกของภาพหมายถึง ภาพที่เห็นมีความคมชัดของภาพตั้งแต่หน้าเลนส์ ไปจนสุดสายตา มีความคมชัด เท่ากันหมด ในบางภาพจะเห็นว่ามีความคมชัด ความชัดเจน เพียงบางส่วน เช่นระยะต้นๆ แสดงว่าภาพนั้นไม่มีความชัดลึกของภาพ ความชัดลึกของภาพ มีผลต่อภาพที่เห็น เช่น ดูภาพจากกล้องที่ติดตั้ง ที่ทางเดินหน้าอาคารถ้ามีคนเดินมาในระยะไกล เราก็ไม่สามารถจะทราบได้ว่าเป็นใคร ในปัจจุบัน เลนส์ซูมบางรุ่นสามารถจะทำงานได้ทั้ง Manual-Iris และ Auto-Iris โดยเลือกการทำงานที่ตัวควบคุมฯ และบางรุ่นทำงานได้พร้อมกันทั้ง Auto-Iris และ Manual-Iris ในขณะที่ทำงานแบบ Auto อยู่สามารถที่จะให้เปิด หรือปิด Iris ด้วยมือพร้อมกันได้เลย

ตัวรับภาพของกล้องวงจรปิดแบ่งได้เป็น 2 แบบ

1. CMOS (ซีมอส) ซึ่งจะใช้กับกล้องวงจรปิดที่มีราคาถูก คุณภาพต่ำ

2. CCD (ซีซีดี) จะใช้กับกล้องวงจรปิดที่มีคุณภาพปานกลาง-สูงภาพที่ถ่ายออกมาจะคมชัดกว่า ซึ่งในกล้องวงจรปิด ในปัจจุบันนี้ได้เลือกใช้ CCD Sensor ทั้งหมดแล้ว เนื่องจากราคาของ CCD Sensor ได้ลดลงมากแล้ว

กล้องวงจรปิดขนาดเล็ก ถ้าแบ่งตามรูปทรงการใช้งานนั้น จะสามารถแบ่งได้หลัก ๆ ดังนี้

1.กล้องวงจรปิดแบบโดม (Dome CCTV) ซึ่งก็มีทั้งแบบภายใน indoor , ภายนอก outdoor ซึ่งเหมาะสมติดตั้งในจุดที่ต้องการความเรียบร้อยและสวยงาม เนื่องจากจะดูกลมกลืน ไม่เกะกะสายตา กล้องวงจรปิดชนิดนี้ไม่สามารถเปลี่ยน Lens เป็นมุมกว้างหรือแคบได้เพราะทำมาจากโรงงาน

2.กล้องวงจรปิดแบบ C/CS Mount (C/CS Mount CCTV) Standard ซึ่งมีแบบภายใน indoor เท่านั้น แต่เราสามารถติดตั้งในกล่องกันฝน Housing เพื่อใช้งาน outdoor ได้เช่นกัน และกล้องวงจรปิดชนิดนี้สามารถเปลี่ยน Lens เพื่อให้เหมาะสมกับการใช้งานได้หลากหลาย เช่น เลนส์มุนกว้าง มุมแคบ ชนิดปรับลดแสงอัตโนมัติ (auto iris)

3.กล้องวงจรปิดแบบอินฟราเรด (infrared CCTV) ซึ่งมีทั้งแบบ indoor , outdoor โดยจะทำในหลายรูปแบบ เช่น infrared dome CCTV , Built-in Lens infrared CCTV โดยกล้องวงจรปิดแบบนี้มีจุดเด่นที่สามารถรับภาพได้แม้ในที่มืดสนิท (0 Lux) แต่กล้องวงจรปิดชนิดนี้ไม่สามารถเปลี่ยน Lens เป็นมุมกว้างหรือแคบได้เพราะทำมาจากโรงงาน

ประโยชน์ และการใช้งานระบบโทรทัศน์วงจรปิด

1. การรักษาความปลอดภัย ของบุคคล และสถานที่

2. การตรวจสอบการทำงานของเครื่องจักรในโรงงานอุตสาหกรรมขนาดใหญ่ที่ทำงานด้วยระบบอัตโนมัติ หรือการทำงานของพนักงาน

3. ใช้งานร่วมกับระบบควบคุมอาคารอัตโนมัติ เช่น ตรวจสอบจำนวนคนเพื่อการเปิด – ปิดเครื่องปรับอากาศ เป็นต้น

4. ใช้งานร่วมกับระบบควบคุมการจราจร เช่น ตรวจสอบปริมาณรถยนต์ เป็นต้น

5. ใช้งานร่วมกับเครื่องคอมพิวเตอร์ อินเตอร์เน็ต และ โทรศัพท์มือถือ