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VERDRAHTUNG.md

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+# Verdrahtung von Kamera und Schwenkarm
+
+Stand: 15. Oktober 2026 · Revision 6 · Anschlussentwurf
+
+Dieser Plan dokumentiert Pi 5, Camera Module 3 NoIR und die beiden
+Kameraservos am vorhandenen PCA9685. Er dient später auch dem Wiederaufbau.
+Die Kanalnamen sind ab jetzt fest geplant; die tatsächlich gesteckten Kabel
+werden erst nach Abgleich mit der Platine als geprüft eingetragen.
+
+**Vor dem Anschließen fehlen noch die Ausgangsdaten des vorgesehenen
+Servonetzteils und die Prüfung der Servokabel.** Das PCA9685-Foto liegt jetzt vor. Die Zeichnung zeigt
+elektrische Verbindungen, keine maßstäbliche Anordnung der Steckkontakte.
+
+![Anschlussentwurf Kamera und Schwenkarm](VERDRAHTUNG.svg)
+
+## Geräte und feste Kennungen
+
+| Kennung | Bauteil | Stand |
+| --- | --- | --- |
+| R1 | Raspberry Pi 5 | Vorhanden; eigenes USB-C-Netzteil |
+| C1 | Raspberry Pi Camera Module 3 NoIR | Vorhanden; echtes Livebild bestätigt |
+| D1 | PCA9685 mit 16 Kanälen | Foto bestätigt PCA9685-Modul mit 16 Kanälen; Hersteller nicht identifiziert |
+| S1 | Unterer Servo, links und rechts schwenken, PAN | Nutzer nennt Amazon B07KPS9845 für beide Kameraservos |
+| S2 | Oberer Servo, hoch und runter neigen, TILT | Gleicher Nutzerlink; Typenschild/Stecker noch prüfen |
+| P1 | Separate Versorgung der Kameraservos | Aktuell laut Nutzer separate Powerbank; Modell/Stromreserve offen. Planungsgröße bleibt 5 V DC / 3 A |
+
+Der Amazon-Link ließ sich nicht direkt auslesen. Deshalb sind exakte
+Servovariante, zulässige Spannung, Spitzenstrom und Winkelbereich noch nicht
+als Herstellerdaten bestätigt. 5 V und 3 A sind eine vorläufige Auslegung,
+keine gemessene Freigabe. Vor Betrieb Typ/Spannung prüfen; beim gleichzeitigen
+Anlaufen beider Servos Spannung und Verhalten kontrollieren.
+
+## Foto der vorhandenen Platine
+
+![Vorhandenes PCA9685-Modul](PCA9685_FOTO.jpg)
+
+Foto vom Nutzer, 15. Oktober 2026. Aufdruck: PCA9685, 16 Kanäle,
+12-Bit-PWM. Die Logikanschlüsse sind GND, OE, SCL, SDA, VCC und V+
+beschriftet. Die Platine hat zwei entsprechende Anschlussseiten; eine davon
+ist mit abgewinkelten Stiften bestückt. Immer nach dem Aufdruck anschließen.
+Die Polarität der grünen Schraubklemme ist in dieser Aufnahme nicht eindeutig
+ablesbar; vor Versorgung am Board prüfen.
+
+## Pi mit dem PCA9685 verbinden
+
+![Große Pi-Pinübersicht mit Kabelfarben](RASPI_PINS.svg)
+
+Den Pi mit Bauteilseite nach oben legen, USB- und Netzwerkbuchsen nach rechts.
+Die 40-polige Leiste liegt dann oben. Am linken Ende sind außen am
+Platinenrand die Pins 2, 4, 6; direkt darunter zur Platinenmitte 1, 3, 5.
+W01 Grün an 1, W02 Blau an 3, W03 Braun an 5, W04 Grau an 6.
+Pins 2 und 4 bleiben frei. Zum Stecken beide Netzteile abziehen.
+
+
+**Die Pinnummern sind physische Positionen auf der 40-poligen Pi-Stiftleiste.**
+GPIO2 und GPIO3 sind zusätzliche Signalnamen, keine Steckplatznummern.
+Pin 1 am echten Board beziehungsweise am offiziellen Pinbild identifizieren;
+nicht anhand der Blickrichtung eines fremden Fotos zählen.
+
+| Kabelkennung | Kabelfarbe | Von R1 | Nach D1 | Funktion |
+| --- | --- | --- | --- | --- |
+| W01 | Grün | Pin 1, 3V3 | VCC | 3,3-V-Logikversorgung |
+| W02 | Blau | Pin 3, GPIO2 / SDA1 | SDA | Steuerdaten |
+| W03 | Braun | Pin 5, GPIO3 / SCL1 | SCL | Steuertakt |
+| W04 | Grau | Pin 6, GND | GND | Gemeinsame Signalmasse |
+
+VCC und V+ sind verschiedene Anschlüsse. D1-VCC bekommt ausschließlich
+3,3 V vom Pi. Pi-Pin 2 und Pin 4 (5 V) bleiben für diesen Aufbau frei.
+Die Versorgung der Servos wird nicht mit dem Plus der Pi-Versorgung verbunden.
+
+## Servoenergie und Stecker
+
+| Kabelkennung | Von | Nach | Funktion |
+| --- | --- | --- | --- |
+| W05 | P1, DC-Plus | D1, V+ der Versorgungsklemme | Servoenergie, geplant 5 V |
+| W06 | P1, DC-Minus | D1, GND der Versorgungsklemme | Laststrom-Rückleitung |
+| W07 | D1, Kanal 0: PWM / Signal | S1: Signal | PAN |
+| W08 | D1, Kanal 0: V+ | S1: Plus | PAN-Versorgung |
+| W09 | D1, Kanal 0: GND | S1: Minus / GND | PAN-Rückleitung |
+| W10 | D1, Kanal 1: PWM / Signal | S2: Signal | TILT |
+| W11 | D1, Kanal 1: V+ | S2: Plus | TILT-Versorgung |
+| W12 | D1, Kanal 1: GND | S2: Minus / GND | TILT-Rückleitung |
+
+W07–W09 beziehungsweise W10–W12 gehören jeweils zum dreipoligen Servokabel.
+Typische Farben sind Braun/Schwarz für GND, Rot für Plus und Orange/Gelb/Weiß
+für Signal. Die Reihen am fotografierten Modul sind beschriftet:
+**Gelb = PWM (Signal), Rot = V+ (Servo-Plus), Schwarz = GND (Minus).**
+Die Zuordnung der Servokabel selbst noch prüfen; nicht allein nach Farben stecken.
+Die Kanalnummern 0 und 1 sind auf dem Foto nicht sicher lesbar: Position vor
+dem Stecken direkt an der Platine abgleichen.
+
+Bei der üblichen PCA9685-Servoplatine sind die GND-Anschlüsse und die
+V+-Anschlüsse der Kanäle jeweils verbunden. Das ist an D1 noch zu prüfen.
+P1-Minus und Pi-GND sind damit gemeinsam verbunden; der Servolaststrom
+fließt über W06 zum Netzteil und nicht über das dünne W04 zum Pi zurück.
+Für W05/W06 geeignete Stromleitungen und feste Klemmen verwenden, keine
+lose gesteckten dünnen Steuer-Jumper oder ein Steckbrett als Lastverteilung.
+Ein Schalter in der geeigneten DC-Zuleitung kann die Servoversorgung lokal
+abschalten; Auswahl und Belastbarkeit richten sich nach P1 und Leitungen.
+
+**Die spätere 6-V-Versorgung des Handservos nicht auf diese V+-Schiene
+legen.** Die Kanal-Pluspins sind keine unabhängig einstellbaren Spannungen.
+Der Handservo benötigt bei unterschiedlicher Spannung eine getrennte
+Lastversorgung und eine gesonderte Anschlussplanung.
+
+## Kamerakabel
+
+| Kabelkennung | Verbindung | Beim Wiederaufbau beachten |
+| --- | --- | --- |
+| W13 | R1 CAM/DISP-Anschluss ↔ C1 CSI-Anschluss | Vorhandenes Standard-auf-Mini-Kabel; benutzten Pi-Port und Kontaktseiten noch per Foto festhalten |
+
+Pi und Servoversorgung vor dem Lösen oder Einsetzen des Kamerakabels
+ausschalten und abstecken. Am Pi 5 gibt es zwei CAM/DISP-Anschlüsse;
+hier ist noch keiner als tatsächlicher Anschluss dokumentiert.
+Die Schleife muss die ganze erlaubte Schwenk- und Neigebewegung mitmachen,
+ohne Zug, scharfe Knicke oder Kontakt mit dem Servogestänge.
+
+## Erstprüfung und Betrieb
+
+1. Beide Versorgungen abstecken. Anschlüsse, Polung und Kabelkennungen
+   mit dem geprüften Boardfoto vergleichen. D1 isoliert befestigen.
+2. Servos zunächst abstecken. Ausgangsspannung und Polarität von P1 messen;
+   VCC und V+ auf Verwechslung prüfen.
+3. Pi mit eigener Versorgung starten, P1 bleibt aus. I²C muss später aktiviert
+   und D1 erkannt werden. Adresse 0x40 ist beim Referenzmodul der Standard,
+   am vorhandenen Board jedoch noch zu bestätigen.
+4. Erst mit einem vorbereiteten Servotest einen Servo ohne angekoppeltes
+   Gestänge zentrieren. Nicht sofort den ganzen beworbenen Winkel abfahren.
+   Zweiten Servo getrennt prüfen, dann die Halterung vorsichtig montieren.
+5. Erlaubte Winkel und Kabelbewegung für PAN/TILT einzeln bestimmen und unten
+   eintragen. Schließlich beide zusammen auf Versorgungseinbrüche testen.
+6. Vor Umstecken, Pi-Neustart oder Softwarewechsel P1 ausschalten. Bei
+   Brummen, Anschlag oder Kabelzug sofort P1 abschalten.
+
+Die neue Software bietet einen eigenen Farbpunkt-Test für S1/S2, siehe
+[SOFTWARE.md](SOFTWARE.md#kamera-folgt-einem-farbpunkt). Nur der bewusst
+aktivierte Hardwaremodus öffnet I²C-Bus 1 / Adresse 0x40 und steuert CH0/CH1.
+Die anderen Kanäle für diesen Test unbestückt lassen: die PWM-Frequenz ist
+für die ganze Platine gemeinsam. Die erste Aktivierung setzt beide Servos
+auf 1500 µs; vorab ohne angekoppeltes Gestänge zentrieren und montieren.
+
+Der WebUI-Stopp und der eigene Kamerastopp beenden nun die Softwareausgabe
+auf CH0/CH1. Die Servoversorgung bleibt an. Bei verlorenem Ziel, Kamerabild,
+Auswertung oder Bedien-Heartbeat wird die Sitzung beendet; sie startet nicht
+selbstständig neu. Diese Regeln sind lokal mit künstlichem I²C-Bus geprüft,
+aber nicht an der tatsächlichen Halterung.
+
+OE (Ausgangsfreigabe) ist noch nicht angeschlossen. Es gibt keine unabhängige
+Hardwareabschaltung; bei I²C-Ausfall oder hartem Prozess-/Pi-Abbruch kann der
+letzte Puls stehen bleiben. Vor Neustarts und bei unerwartetem Verhalten
+Servoversorgung abziehen. Beim Adafruit-Referenzboard aktiviert OE=Low die
+Ausgänge, OE=High sperrt sie; dessen interne Beschaltung nicht ungeprüft auf
+D1 übertragen. Nur beaufsichtigter Test.
+
+## Endpunkte ohne Endschalter einrichten
+
+Die WebUI bietet jetzt einen manuellen Einrichtmodus für S1/S2. Langsam mit
+gehaltener Richtungstaste annähern, vor dem Anschlag loslassen, Grenze speichern.
+Auch PAN nicht gegen den Anschlag drücken. Loslassen hält die Sollposition,
+der Kamerastopp beendet PWM. Es gibt keine Erkennung mechanischer Endlagen;
+Sollwerte sind keine gemessenen Winkel. Die gespeicherten Grenzen stehen in
+`data/follow.json`; die tatsächlichen Werte nach dem Pi-Test auch im obigen
+Aufbauprotokoll festhalten. Keine zusätzlichen GPIOs/Endschalter angeschlossen.
+
+## Noch nicht anschlussfertige Erweiterungen
+
+Handservo, Atemmotor/Relais, LEDs, IR-Beleuchtung und ein möglicher zweiter Pi
+erhalten hier eigene Anschlusslisten, sobald konkrete Geräte und Versorgung
+feststehen. Für diese Teile sind noch keine Pins oder Kanäle vergeben.
+Die 230-V-Seite der Atemrotation bleibt der Elektrofachkraft vorbehalten.
+Dieser Kameraentwurf ist kein vollständiger Verdrahtungsplan dieser Aktoren.
+
+## Protokoll für den tatsächlichen Aufbau
+
+| Prüfung | Ergebnis |
+| --- | --- |
+| D1 Hersteller / Platinenrevision / Foto | PCA9685-Foto hinterlegt; Hersteller und genaue Revision offen |
+| D1 Reihenfolge Signal / V+ / GND | Foto: gelbe Reihe PWM, rote Reihe V+, schwarze Reihe GND |
+| S1/S2 Beschriftung und Kabelfarben | Offen |
+| P1 Modell, Ausgangsspannung, Strom, Steckerpolung | Offen |
+| I²C-Adresse | Offen |
+| R1 verwendeter Kameraport und Kontaktseitenfoto | Offen |
+| PAN Mittelstellung / erlaubter Bereich / Richtung | Offen |
+| TILT Mittelstellung / erlaubter Bereich / Richtung | Offen |
+| Versorgung bei gleichzeitiger Bewegung geprüft | Offen |
+| Start, Fehler und lokale Abschaltung geprüft | Offen |
+
+Kabel an beiden Enden mit W01 usw. und Servostecker zusätzlich mit
+„PAN / CH0“ beziehungsweise „TILT / CH1“ beschriften. Nach Änderungen
+Anschlussliste, Zeichnung, Prüftabelle und Änderungsverlauf gemeinsam pflegen.
+Ein Foto des fertig gesteckten Aufbaus ergänzt den Plan; es ersetzt die
+Anschlussliste nicht.
+
+## Quellen
+
+- [Vom Nutzer genannte Kameraservos, Amazon B07KPS9845](https://www.amazon.de/dp/B07KPS9845)
+- [Adafruit PCA9685: Pi-Anbindung und separate Servoversorgung](https://learn.adafruit.com/16-channel-pwm-servo-driver/python-circuitpython)
+- [Adafruit PCA9685: VCC, V+, OE und Kanäle](https://learn.adafruit.com/16-channel-pwm-servo-driver/pinouts)
+- [Raspberry Pi: GPIO-Dokumentation und Pinbild](https://www.raspberrypi.com/documentation/computers/raspberry-pi.html#gpio)
+
+Die Adafruit-Unterlagen sind die elektrische Referenz, keine Identifikation
+der vorhandenen D1-Platine. Deren sichtbare Anschlussbeschriftung ist jetzt
+zusätzlich durch das oben abgelegte Nutzerfoto dokumentiert.
+
+## Änderungen
+
+| Datum | Revision | Änderung |
+| --- | --- | --- |
+| 15.10.2026 | 1 | Kameraentwurf angelegt; PAN=CH0, TILT=CH1 geplant; Board, Versorgung und echte Verdrahtung offen |
+| 15.10.2026 | 2 | Echtes Boardfoto abgelegt; Anschlussbeschriftung und gelbe/rote/schwarze Reihen erfasst; Netzteil und praktische Prüfung bleiben offen |
+| 15.10.2026 | 3 | W01 Grün, W02 Blau, W03 Braun, W04 Grau nach Nutzerkabeln in Liste und Zeichnung eingetragen |
+| 15.10.2026 | 4 | Große Pinübersicht RASPI_PINS.svg mit Boardausrichtung und Nutzerkabelfarben ergänzt |
+| 15.10.2026 | 5 | Nutzer meldet verdrahteten Aufbau mit Powerbank; Farbpunkt-Softwaretest mit bewusstem Hardwarestart und PWM-Stopp dokumentiert; echte Hardwareprüfung offen |
+| 15.10.2026 | 6 | Manuellen Endpunktmodus ohne zusätzliche Verdrahtung dokumentiert; echte mechanische Grenzen weiter offen |