Halloween/VERDRAHTUNG.md

# Aufbau- und Anschlussanleitung: Kamera und Schwenkarm

Stand: 16. Oktober 2026 · Revision 15 · 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.

## Schrittweise durch den Aufbau

1. [Vorhandene Geräte und Versorgung abgleichen](#geräte-und-feste-kennungen).
2. [PCA9685 und Anschlüsse auf den Fotos ansehen](#foto-der-vorhandenen-platine).
3. [Die vier Steuerleitungen zwischen Pi und PCA9685 zuordnen](#pi-mit-dem-pca9685-verbinden).
4. [Servoanschlüsse und separate Versorgung planen](#servoenergie-und-stecker).
5. [Kamerakabel und Bewegungsreserve prüfen](#kamerakabel).
6. [Erstprüfung durchführen](#erstprüfung-und-betrieb) und danach
   [Bewegungsgrenzen einrichten](#endpunkte-ohne-endschalter-einrichten).
7. Ergebnisse im [Aufbauprotokoll](#protokoll-für-den-tatsächlichen-aufbau) festhalten.

**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

Die folgenden Doku-Bilder wurden mit KI aufbereitet: neutraler Hintergrund,
engerer Ausschnitt und Bildunterschriften. Feine Aufdrucke und Details können
abweichen. Für Anschlussprüfungen gelten die jeweils verlinkten Originalfotos
und der Abgleich am echten Gerät.

![Vorhandenes PCA9685-Modul – bearbeitete Doku-Ansicht](PCA9685_DOKU.png)

[Unverändertes Originalfoto der Platine](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.

## Foto der gesteckten Anschlüsse

![PCA9685 mit Servo- und Steuersteckern – bearbeitete Doku-Ansicht](PCA9685_VERKABELT_DOKU.png)

[Unverändertes Originalfoto der Modulanschlüsse](PCA9685_VERKABELT_FOTO.jpg)

Nutzerfoto vom 15. Oktober 2026, laut Nutzer ohne angeschlossene
Servoversorgung. Die sichtbare Steckrichtung der beiden Servostecker am
Kondensator-Ende passt zu Signal auf Gelb, Plus auf Rot und Minus auf Schwarz.
Die Logikstecker erscheinen entsprechend VCC/SDA/SCL/GND angeordnet, OE und
V+ bleiben frei. Die Nummern der Servoanschlüsse und die Zuordnung der Kabel
zum unteren/oberen Servo sind am Board beziehungsweise durch Nachverfolgen
zu bestätigen. Pi-Enden der Steuerleitungen sind auf diesem Modul-Foto nicht vollständig
sichtbar; das folgende Pi-Foto ergänzt sie. Dies ist eine Sichtprüfung, keine elektrische Durchgangs- oder
Funktionsprüfung. Schraubklemmenpolung und Versorgung bleiben zu prüfen.

## Foto der gesteckten Pi-Pins

![Pi 5 mit den vier Steuerleitungen – bearbeitete Doku-Ansicht](RASPI_VERKABELT_DOKU.png)

[Unverändertes Originalfoto der Pi-Anschlüsse](RASPI_VERKABELT_FOTO.jpg)

Nutzerfoto vom 15. Oktober 2026. Soweit auf dem Foto erkennbar: W01 Grün an
Pin 1, W02 Blau an Pin 3 und W03 (auf dem Foto violett wirkend, im Plan Braun)
an Pin 5 in der inneren Reihe; W04 Grau gegenüber Pin 5 an Pin 6 in der äußeren
Reihe. Die sichtbare Anordnung passt zum Plan. Pins 2 und 4 erscheinen frei.
Dies ergänzt die Sichtprüfung; elektrische Durchgängigkeit, Versorgungspolung,
I²C-Kommunikation und echte Servofunktion sind weiterhin nicht gemessen.

## 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 bewusste Aktivierung setzt jede Achse
auf die Mitte ihrer gespeicherten Bewegungsgrenzen; vorab ohne angekoppeltes Gestänge zentrieren und montieren.

„Alles stoppen“ und „Kameraservos stoppen“ beenden 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.
„In Mittelstellung fahren“ bringt beide Achsen im Einrichtmodus langsam
zur Mitte der gespeicherten Grenzen; „Bewegung anhalten“ bricht ab.
Auch PAN nicht gegen den Anschlag drücken. Loslassen hält die Sollposition,
der Kamerastopp beendet PWM. Grab-Stopp wirkt nur auf den Grabablauf. Es gibt keine Erkennung mechanischer Endlagen;
Sollwerte sind keine gemessenen Winkel. Die gespeicherten Grenzen stehen in
`data/follow.json`. Auf **Kamera / Finger → Bewegungsgrenzen manuell eingeben**
begrenzen die oberen Min-/Max-Felder die Nachführung. Die Felder unter
**Einrichtbereich zum Anfahren der Endpunkte** begrenzen die Richtungstasten.
Beide nur gestoppt ändern und mit **Bewegungs- und Einrichtgrenzen speichern**
übernehmen. Der Einrichtbereich beginnt bei 1100–1900 µs und ist schrittweise
innerhalb 500–2500 µs einstellbar; das bestätigt keinen mechanischen Fahrweg.
Die Startstellung ergibt sich aus den gespeicherten Bewegungsgrenzen. Endpunktkarten speichern
10 µs nach innen. Ausführliche Schritte stehen in
[SOFTWARE.md](SOFTWARE.md#endpunkte-der-kamerahalterung-manuell-einrichten).
Die tatsächlichen Werte nach dem Pi-Test auch im folgenden
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 |
| --- | --- | --- |
| 16.10.2026 | 15 | Bebilderte Aufbau- und Anschlussanleitung mit Schrittübersicht; drei KI-bearbeitete Doku-Ansichten mit Originalverweisen, Bilderübersicht in der README. Elektrischer Anschlussentwurf unverändert. |
| 15.10.2026 | 14 | Mittelstellungsbutton im Einrichtmodus mit langsamer, abbrechbarer Fahrt; Verdrahtung unverändert |
| 15.10.2026 | 13 | Bewusster Start nutzt die Mitte der gespeicherten Bewegungsgrenzen je Achse; Dienststart bleibt inaktiv, Verdrahtung unverändert |
| 15.10.2026 | 12 | Einrichtbereich pro Achse im WebUI einstellbar, Standard weiter 1100–1900 µs; technische Eingabehülle 500–2500 ist kein bestätigter mechanischer Weg. Verdrahtung unverändert |
| 15.10.2026 | 11 | Manuelle Min-/Max-Eingabe zusätzlich zu Endpunktkarten, eigenes Speichern/Verwerfen nur gestoppt; Verdrahtung unverändert |
| 15.10.2026 | 10 | Endpunktkarten statt editierbarer Pulsgrenzen; Speicherkandidat und Bestätigung direkt an der Einrichtung, Verdrahtung unverändert |
| 15.10.2026 | 9 | Getrennte Grab-/Kameraseiten dokumentiert; eigene Stoppknöpfe und explizite gemeinsame Abschaltung, Verdrahtung unverändert |
| 15.10.2026 | 8 | Pi-Verkabelungsfoto ergänzt; sichtbare Anordnung passt zu Pins 1/3/5/6, elektrische und funktionale Prüfung offen |
| 15.10.2026 | 7 | Foto des gesteckten Moduls ohne Servoversorgung abgelegt; sichtbare Steckrichtung plausibel, Pi-Enden/Versorgung/Funktion offen |
| 15.10.2026 | 6 | Manuellen Endpunktmodus ohne zusätzliche Verdrahtung dokumentiert; echte mechanische Grenzen weiter offen |
| 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 | 4 | Große Pinübersicht RASPI_PINS.svg mit Boardausrichtung und Nutzerkabelfarben ergänzt |
| 15.10.2026 | 3 | W01 Grün, W02 Blau, W03 Braun, W04 Grau nach Nutzerkabeln in Liste und Zeichnung eingetragen |
| 15.10.2026 | 2 | Echtes Boardfoto abgelegt; Anschlussbeschriftung und gelbe/rote/schwarze Reihen erfasst; Netzteil und praktische Prüfung bleiben offen |
| 15.10.2026 | 1 | Kameraentwurf angelegt; PAN=CH0, TILT=CH1 geplant; Board, Versorgung und echte Verdrahtung offen |