انواع سنسور دوربین مداربسته

انواع سنسور دوربین مداربسته: سنسور دوربین مداربسته، یک عنصر کلیدی در فناوری دوربین‌های مداربسته است که وظیفه تبدیل نور به سیگنال الکتریکی را بر عهده دارد. این سنسورها اطلاعات بصری را از محیط را دریافت کرده و آن‌ها را به تصاویر دیجیتال تبدیل می‌کنند. با توجه به تکنولوژی‌های مختلف، انواع سنسور دوربین مداربسته وجود دارد که هرکدام ویژگی‌ها و قابلیت‌های خاص خود را دارند. از سنسورهای CMOS و CCD تا سایر فناوری‌های پیشرفته، این سنسورها باعث بهبود کیفیت و قابلیت‌های دوربین‌های مداربسته می‌شوند و نقش حیاتی در امنیت و نظارت بر محیط‌های مختلف ایفا می‌کنند.

دوربین‌های مداربسته از سنسورهای تصویر برای تبدیل نور به سیگنال الکترونیکی و در نهایت به تصویر استفاده می‌کنند. این سنسورها به نور حساس هستند و زمانی که نور به سطح حسگر برخورد می‌کند، مقداری نور را از خود عبور می‌دهند. با استفاده از تعدادی از این سلول‌های حسگر که در کنار هم قرار می‌گیرند، یک سلول نوری تشکیل می‌شود. سنسورهای تصویر از صفحه سیلیکونی و فوتوسایت‌ها تشکیل شده‌اند. این سنسورها از یک صفحه سیلیکونی که دارای تعداد زیادی فوتوسایت است، ساخته شده‌اند. برای نمایش تصاویر رنگی، از یک فیلتر رنگی بر روی فتوسایت‌ها استفاده می‌شود.

فوتوسایت‌ها به نور حساس هستند و وظیفه دریافت نور و تبدیل آن به سیگنال‌های الکترونیکی را دارند. سپس، سیگنال‌های الکترونیکی به تقویت‌کننده می‌روند و سپس به مبدل ADC (Analog-to-Digital Converter) که سیگنال‌های آنالوگ را به دیجیتال تبدیل می‌کند، می‌رسند. کیفیت تصاویر تا حد زیادی به عملکرد و کیفیت سنسورهای دوربین مداربسته و همچنین تکنولوژی‌های پردازش تصویر آنها بستگی دارد.

با افزایش تعداد پیکسل‌های حسگر در دوربین‌ها، کیفیت و وضوح تصاویر بهبود می‌یابد. اندازه پیکسل‌ها نیز تأثیر مهمی بر کیفیت تصاویر دارد. به طور ساده، هرچه حسگر بزرگتر باشد و پیکسل‌ها بزرگ‌تر باشند، نور بیشتری جذب می‌شود و کیفیت تصاویر افزایش می‌یابد. در واقع، حسگر بزرگتر می‌تواند بهتر از سایر ویژگی‌های لنز مانند فاصله‌ی کانونی و میزان دیافراگم استفاده کند.

به عنوان مثال، یک دوربین مداربسته با حسگر چهار مگاپیکسل ممکن است از یک دوربین مداربسته با حسگر ۱۳ مگاپیکسل قوی‌تر باشد، در صورتی که ابعاد هر پیکسل و ابعاد تراشه آن بزرگ‌تر باشد. در واقع، هر پیکسل در دوربین چهار مگاپیکسلی نسبت به یک دوربین ۱۳ مگاپیکسلی ابعاد بزرگتری دارد. بنابراین، نور بیشتری وارد آن می‌شود و تصویر دقیق‌تر و با کیفیت‌تری ارائه می‌شود.

انواع سنسور دوربین مداربسته به دو نوع اصلی تقسیم می‌شوند:

1. حسگر CMOS (Complementary Metal-Oxide-Semiconductor):

این نوع حسگرها از تراشه‌های CMOS برای تولید تصاویر استفاده می‌کنند. حسگرهای CMOS از لحاظ مصرف انرژی و هزینه ساخت ارزان‌تر و کوچک‌تر هستند و معمولاً در دوربین‌های مداربسته ارزان قیمت استفاده می‌شوند. همچنین، این حسگرها قابلیت سرعت بالا و عملکرد خوب در شرایط نوری مختلف را دارند.

2. حسگر CCD (Charge-Coupled Device):

حسگرهای CCD از یک تراشه حسگر CCD برای تبدیل نور به سیگنال الکترونیکی استفاده می‌کنند. این حسگرها برای تولید تصاویر با کیفیت بالا و عملکرد خوب در شرایط نوری کم مناسب هستند. اما، آنها بیشتر انرژی مصرف می‌کنند و از لحاظ هزینه ساخت گران‌تر هستند. به دلیل کیفیت بالا و عملکرد استثنایی در شرایط نوری مختلف، اغلب در دوربین‌های مداربسته حرفه‌ای استفاده می‌شوند.

سنسور CCD (Charge-Coupled Device) یک نوع حسگر تصویر است که برای ضبط تصاویر استفاده می‌شود. این سنسورها از یک ساختار الکترونیکی تشکیل شده‌اند که قادر به تبدیل نور به الکترون و سپس به تصویر دیجیتال است. عملکرد CCD بر اساس انتقال بار الکتریکی از یک خط به خط دیگر در سنسور استوار است. ساختار CCD شامل صفحه‌های خرد شده به نام پیکسل‌ها است که هر کدام اطلاعات مربوط به نور در زمان مشخصی را ضبط می‌کنند. این پیکسل‌ها سپس اطلاعات خود را به یک سری گیت‌های کنترلی منتقل می‌کنند که الکترون‌ها را به سمت خروجی‌ها جابجا می‌کنند.

یکی از ویژگی‌های مهم CCD، حساسیت بالای آن در شرایط نوری کم است که آن را به یک گزینه مناسب برای برنامه‌هایی مثل عکاسی در شرایط نوری ضعیف تبدیل کرده‌است. علاوه بر این، CCD توانایی ثبت تصاویر با رزولوشن بالا را نیز دارد که آن را مناسب برای برنامه‌هایی مثل عکاسی حرفه‌ای می‌سازد.اما نکته‌ی مهمی که باید در نظر گرفت، این است که CCD دارای اندازه‌ی فیزیکی بزرگتری نسبت به سنسورهای CMOS است که ممکن است در برخی از برنامه‌های کاربردی، به محدودیت‌هایی برخورد کند. به همین دلیل، استفاده از CCD به دلیل خصوصیات خاص خود، باید با توجه به نیازهای مشخص هر کاربر تصمیم‌گیری شود.

حسگر CMOS (Complementary Metal-Oxide-Semiconductor) یک نوع حسگر تصویر است که به طور گسترده در دوربین‌ها، دوربین‌های دیجیتال، تلفن‌های همراه و سایر دستگاه‌های الکترونیکی مورد استفاده قرار می‌گیرد. این حسگرها اطلاعات نور را به صورت الکترونیکی ضبط می‌کنند و به تصویر دیجیتال تبدیل می‌کنند. ساختار CMOS شامل یک ماتریس از پیکسل‌های فتوسنسور است که هر کدام اطلاعات مربوط به نور را دریافت می‌کنند. هر پیکسل دارای یک ترانزیستور است که بارهای الکتریکی را کنترل می‌کند و اطلاعات را به یک گیت خروجی ارسال می‌کند. این گیت‌های خروجی بارهای الکتریکی را به یک مبدل آنالوگ به دیجیتال (ADC) ارسال می‌کنند که سپس اطلاعات را به تصویر دیجیتال تبدیل می‌کند.

یکی از ویژگی‌های برتر حسگر CMOS، مصرف انرژی کمتر و سرعت بالاتر در عملکرد است. همچنین، CMOS اندازه‌ی فیزیکی کوچکتری نسبت به حسگرهای CCD دارد که این امر را به عنوان یک گزینه مطلوب در دستگاه‌هایی با اندازه‌ی کوچکتر، مانند تلفن‌های همراه، مورد استفاده قرار می‌دهد. از دیگر ویژگی‌های حسگر CMOS می‌توان به قابلیت پشتیبانی از عملکرد هوش مصنوعی، حسگرهای تصویر 3D، و قابلیت ایجاد تصاویر با رزولوشن بالا و رنگ‌های زنده اشاره کرد. به همین دلیل، حسگر CMOS به عنوان یک گزینه محبوب در بسیاری از دستگاه‌های الکترونیکی مورد استفاده قرار می‌گیرد.

ویژگی‌های مهمی که در سنسورهای دوربین مداربسته مورد توجه قرار می‌گیرند عبارتند از:

1. نوع سنسور (CMOS یا CCD): انتخاب بین حسگرهای CMOS و CCD بر اساس نیازهای خاص دوربین و کیفیت تصویر مورد نظر صورت می‌گیرد.
2. اندازه سنسور: ابعاد فیزیکی سنسور تصویر بسیار مهم است؛ سنسورهای بزرگتر معمولاً تصاویر با کیفیت بهتری ارائه می‌دهند، به ویژه در شرایط نوری کم.
3. رزولوشن: رزولوشن سنسور به تعداد پیکسل‌های موجود در تصویر اشاره دارد. سنسورهای با رزولوشن بالا تصاویر دقیق‌تری ارائه می‌دهند.
4. حساسیت نوری: حساسیت سنسور به نور محیط، به عمق و کیفیت تصویر در شرایط نوری مختلف تأثیر می‌گذارد. حسگرهایی با حساسیت نوری بالاتر بهبود عملکرد در شرایط نوری کمتر را فراهم می‌کنند.
5. دینامیک رنج: دینامیک رنج سنسور به توانایی آن برای انتقال جزئیات در مناطق تاریک و روشن اشاره دارد. حسگرهای با دینامیک رنج بالا تصاویر با کیفیتی در شرایط نوری متفاوت ارائه می‌دهند.
6. نسبت سیگنال به نویز (SNR): این ویژگی نسبت سیگنال مورد علاقه به سیگنال نویز را نشان می‌دهد. SNR بالاتر به معنای کاهش نویز در تصاویر و تصاویر با کیفیت‌تر است.
7. سرعت فریم (Frame Rate): سرعت فریم تعداد فریم‌هایی است که دوربین در هر ثانیه ضبط می‌کند. سنسورهای با سرعت فریم بالا مناسب برای کاربردهایی هستند که نیاز به ضبط تصاویر در حرکت دارند، مانند نظارت در ترافیک.
8. فرمت تصویر و ویدیو: سنسورهای دوربین مداربسته معمولاً تصاویر و ویدیوها را در فرمت‌های مختلفی مانند JPEG، H.264 و H.265 ذخیره می‌کنند.

استفاده از سنسور CMOS در دوربین‌های مداربسته اغلب به دلایل زیر ترجیح داده می‌شود:

1. کارایی بالا: سنسور CMOS عملکردی بسیار عالی ارائه می‌دهد و قابلیت ضبط تصاویر با کیفیت بالا و وضوح مناسب را فراهم می‌کند.

2. مصرف انرژی کم: CMOS از انرژی کمتری نسبت به سنسورهای دیگر مصرف می‌کند، که این امر منجر به افزایش عمر باتری و کاهش هزینه‌های انرژی می‌شود.

3. سرعت بالا: سنسور CMOS قابلیت ضبط تصاویر با سرعت بالا را دارد، که این امر در ضبط ویدیوهای پیچیده و دریافت تصاویری با حرکت سریع بسیار مهم است.

4. اندازه کوچک: سنسور CMOS دارای اندازه کوچکتری نسبت به سنسورهای دیگر است، که این امر مناسب برای دوربین‌های مداربسته با ابعاد کوچکتر و مخفی‌کاری است.

5. قابلیت پشتیبانی از ویژگی‌های پیشرفته: CMOS قابلیت پشتیبانی از ویژگی‌های پیشرفته مانند فیلم‌برداری با رزولوشن بالا، تصاویر HDR، و حتی فعالیت‌های هوش مصنوعی را دارد.

به طور کلی، سنسور CMOS به عنوان یک گزینه مناسب برای دوربین‌های مداربسته مورد ترجیح قرار می‌گیرد به دلیل عملکرد بالا، مصرف انرژی کم، سرعت بالا، و قابلیت پشتیبانی از ویژگی‌های پیشرفته.

مانند هر فناوری دیگری، حسگرهای دوربین مداربسته نیز دارای معایبی می‌باشند که عبارتند از:

1- منظور از حالت خود کار در سیستم کنترلر چیست؟

• یک دستگاه اسکنر روی پایه‌ای نصب می‌شود و دوربین به طور قراردادی روی آن قرار می‌گیرد. این اسکنر با استفاده از موتورهای داخلی یا مکانیزم‌های حرکتی دیگر، قادر است دوربین را در جهات مختلف مانند چپ، راست، بالا و پایین حرکت دهد. علاوه بر این، اسکنر قادر است دوربین را به زوایای دلخواهی حرکت داده و در مسیر و زاویه‌های مشخصی قرار دهد. کنترل این دستگاه به وسیله‌ی یک کنترلر صورت می‌پذیرد. این کنترلر دارای دکمه‌ها و رابط‌های کاربری مختلفی است که کاربر از طریق آن‌ها می‌تواند دوربین را حرکت داده و حتی آن را در نقاط مختلف زوم کند.

2- دستگاه nvr چیست؟

• NVR یا شبکه ضبط ویدیو، یک دستگاه مورد استفاده در سیستم‌های مداربسته تحت شبکه است که برای ضبط و مدیریت تصاویر به کار می‌رود. این دستگاه علاوه بر ذخیره‌سازی تصاویر، قابلیت‌های ویژه‌ای نیز ارائه می‌دهد از جمله تشخیص چهره، تشخیص پلاک، شمارش افراد و غیره. عملکرد دستگاه‌های NVR به نحوی مشابه سرورهای کامپیوتری است، با این تفاوت که استفاده و راه‌اندازی آن‌ها ساده‌تر است.

3- انواع سیستم های تقسیم کننده ی تصویری کدامند؟

• 1- کواد ها 2- مالتی پلکسر ها 3- سوئیچر ها

• انواع سوئیچ دوربین مدار بسته
• نحوه عملکرد دوربین پلاک خوان
• پیکسل موثر در دوربین مداربسته یا Effective Pixels چیست ؟
• دوربین چراغ قرمز چطور کار می کند ؟
• تستر فلوک Fluke دوربین مداربسته چیست ؟