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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.
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
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
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
- Beide Versorgungen abstecken. Anschlüsse, Polung und Kabelkennungen mit dem geprüften Boardfoto vergleichen. D1 isoliert befestigen.
- Servos zunächst abstecken. Ausgangsspannung und Polarität von P1 messen; VCC und V+ auf Verwechslung prüfen.
- 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.
- 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.
- Erlaubte Winkel und Kabelbewegung für PAN/TILT einzeln bestimmen und unten eintragen. Schließlich beide zusammen auf Versorgungseinbrüche testen.
- 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. 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
- Adafruit PCA9685: Pi-Anbindung und separate Servoversorgung
- Adafruit PCA9685: VCC, V+, OE und Kanäle
- Raspberry Pi: GPIO-Dokumentation und Pinbild
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 |