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Die allermeisten EB-Kameras benötigen stabile 12 Volt

Fast jede EB-Kamera hat solch eine 12 Volt DC-IN Buchse und fast überall sind die vier Pins korrodiert

Für die Stromversorgung von mobilen Fernseh-Kameras mit den gleichlautenden Kürzeln (EB = Elektron. Berichterstattung / EAP / EFP / ENG = Electronic News Gathering), den bei uns überall so benannten EB-Kameras, gab es 2 Varianten, die Akku- Versorgung für den Betrieb draußen im Feld oder die Versorgung mit "Haus"-Strom durch ein 220V Netzteil für den Studio-Bereich oder im sonstigen "Indoor"-Betrieb.

Bei den angedockten Akkus gab es hunderte von Varianten und Auswüchsen. Jeder Hersteller versuchte, es anfänglich besser zu machen (als die anderen) und natürlich weltweit (s)einen Standard zu setzen. Doch alle hatten mit dem Gewicht von Blei-Gel-Akkus oder Nickel-Cadmium Akkus und deren recht kurzer Betriebszeit zu kämpfen. Auch die Ladezeit war nicht unproblematisch.
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Auch "draußen" (im Feld) kam der Strom aus der Steckdose

Dieser Stecker sollte 100 Watt können - sollte ....
Auch an diesem Kabel sind alle Kontake korrodiert

Es gab draußen sogar 2 "Steckdosen". Außer den Steckdosen für die 220/230V Netztgeräte gab es natürlich auch noch die Autobatterie und deren 12V Steckdose. Auch dort kam der Strom dann eben aus der (Auto-)Steckdose.

Und (fast) allen gemeinsam war ein längeres Anschlußkabel und die 4-Pol- XLR-Steckverbindung zur Kamera, also ganz bewußt 4-polig, um nicht mit den bekannten 3-poligen XLR-Verbindern der Audio- und Ton-Leute verwechselt zu werden.

Uns interessiert, was (oder wieviele Volt) von den insgesamt 3 Quellen an den Kamerabuchsen noch ankommen. Für unsere Tests haben wir eine professionelle einstellbare elektronische Last benutzt, mit der wir eine Kamera (mit beliebiger Strom- stärke) simulieren können und dazu eine Spannungs- und Strom-Anzeige sehen. Zusätzlich haben wir ein präzises Meßgerät direkt am Eingang der Last. Damit sehen wir, welche Spannung mit und ohne Last verfügbar ist.
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Wo sehen wir unsere Probleme und Erkenntnisse ?

Unsere jüngsten großen EB-Kameras
Drei Kamera-Netzgeräte, die jeweils mit 12V/7A spezifiziert sind - am Set
Diese beiden Ersatz-Camcorder hatten dicke Versorgungs-Probleme

Bei einem der letzten Filmdrehs in Köln Raderthal hatten wir 3 unserer Kamera-Netzgeräte (12V / 7A) und 3 unserer großen EB-Kameras dabei.

Das Filmteam konnte aber mit unseren drei (per Coax-Kabel analog übertragenen) "FBAS" Live-Bildern nichts anfangen. Sie brauchten die Bilder per DVI-Kabel oder auf U-matic Kassetten und weil es auch nicht angefordert war, hatten wir diese Technik nicht dabei, .

Also wurden von der Produktion kurzfristig zwei ältere EB-Kamera-Recorder mit angedockten U-Matic Recordern angemietet. Leider waren dort die uralten NIMH-AKkus lange nicht mehr aufgeladen worden und wenn die beiden Kameras nach dem kurzen Laden (an unseren Netzgeräten) auch mit dem Recorder in Betrieb gingen, kam recht schnell erst ein rotes oder gelbes Blinklicht und dann war Schluß.

Die angelieferte Spannung war zu niedrig, obwohl unsere Netzgeräte noch angeschlossen waren. Wieviel zu niedrig wurde nicht angezeigt.

Mit unseren drei EB-Kameras war das (gerade noch) in Ordnung. An unseren Netzgeräten sind jedoch kleine Digitalanzeigen, so hatte ich das vorbereitet.

Aber ich hatte etwas anderes nicht bedacht. Je höher der benötigte Strom, den eine Kamera "zieht", desto "einflußreicher" sind die Übergangswiderstände an allen Kabeln, Steckern und Kontakten - angefangen vom Netztgerät bis hin zur Kamerabuchse.
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Wieso zu niedrig ???? Vorabgedanken - wo klemmt es ?

Dieser Power-Bank Anschluß rechts soll 12V mit 10A liefern
hier die Buchse mit 50A

Nach unseren Messungen liefern die stablisierten Netzgeräte alle eine Leerlaufspannung (also ohne Last und direkt am Gerät) von mindestens 12,3 Volt, manche (SONY) sogar 13,7 Volt. Wenn also an der Kamera-Anschlußbuchse (unter Last) die Spannung um bis zu 3 Volt absackt, sind die Gründe zu analysieren. -

Gleiches gilt für unseren neuen Lipo Akku (eine sogenannte "Power-Bank" oder auch als "Kraftpaket" bezeichnet) von ELV. Ein Akku, der sogar eine Autobatterie mit Starkstrom zum Anlassen unterstützen "sollte".

Diese Power-Bank hat nicht nur einen speziellen Starkstrom-Anschluß zum Motorstart sondern auch zwei weitere USB Lade-Anschlüsse und zwei typische Coaxial-Buchsen gebräuchlicher 12V Netzteile. Einer dieser beiden Anschlüsse soll 12 Volt mit bis zu 10 A liefern und hoch belastbar sein - so weit die Theorie im Prospekt. - Um einwandfreie Meßergebnisse zu bekommen, haben wir alle unsere 4-poligen XLR-Verbindungsleitungen mit verschiedenen Längen unter die Lupe genommen.
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Die elektronische Last bis 50A
unser 4-Pol XLS-Meß-Adapter

Wir brauchen unsere "Meßstation" ....

Die Frage ist daher : Wie weit geht die im Netzgerät erzeugte Spannung unter Belastung durch eine eingeschaltete EB-Kamera runter und ab welcher Stromstärke spielen die Zuleitung und die Stecker/Kontakte eine wichtige Rolle ? Und ab welcher Unterspannung arbeitet solch eine Kamera "in-"stabil ?

Also muß die direkt an der Kamera angelieferte Spannung der Maßstab sein. Für unsere Messungen haben wir uns ein eigenes stabiles 0,5m langes Adapter- Kabel für die elektronische Last angefertigt. Die kurze Adapter-Leitung ist eine (flexible) hochstromfeste 2 x 2,5 mm² Litze - sorgfältig verlötet.

Die beiden versilberten Büschelstecker an dem einen Ende, die in die dicken Hochstrombuchsen der Last eingesteckt werden, vertragen mehr als 30A. Über unsere 4-polige XLR Buchse mit den vergoldeten Pins am anderen Ende habe ich noch keine Daten über die maximale Strombelastung gefunden, aber 6A sollten die vertragen.
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So weit - so gut ....

Wie messen wir ?

Messung 1 (an der Quelle)
Messung 2 (an den Steckern)
Messung 3 (in der Last)

Der Elektronik-Ingenieur weiß natürlich, wie man Spannungen mißt und wie man Ströme mißt und wo man messen sollte. Darum messen wir

  1. (Messung 1) die Quellen-Spannung zuerst direkt am Ausgang des Netzgerätes,
  2. (Messung 2) dann an (bzw. zwischen) den Büschelsteckern vorne an der elektronischen Last (wir messen diese Spannung an diesen beiden Büschelsteckern auf 2 Stellen genau) und damit hinter unserem Verbindungskabel (egal wie lang es ist) mit all seinen Steckern und Buchsen und
  3. (Messung 3) wir haben die Spannungs-Anzeige in der elektronischen Last mit den großen roten Zahlen direkt über der Strom-Anzeige.
  4. (Messung 4) - der Strom


Die Messung 4 - der Strom - ist anders und einfacher.
In einem geschlossenen Stromkreis ist der Strom überall gleich groß. Da verlassen wir uns auf die Anzeige der elektronischen Last (Messung 4 / Strom). Also egal, wo die Übergangswiderstände den Stromfluß ausbremsen, die einzelnen Teilwiderstände könn(t)en wir nur über die Spannungsdifferenz ermitteln. Ohne einen Stromfluß muß die angelegte Spannung überall gleich groß sein.

Weiterhin ist es eigentlich egal, wo diese Probleme auftauchen, ob an einem zu dünnen oder zu langen Kabel oder an korrodierten / verschmutzten Steckverbindern. Für einen stabilen verläßlichen Betrieb müssen die Probleme beseitigt werden.
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Was messen wir realistisch und nachvollziehbar ?

Die moderneren mobilen CCD-Kameras verbrauchen zwischen 30 und 40 Watt, die älteren bzw. einige der ersten EB-Kameras (noch mit Aufnahmeröhren) kommen durchaus auf 80 Watt. Ein 12V/7A Netzgerät müsste daher dauerhaft etwa 80 Watt liefern können, ohne einzubrechen. Bei uns stehen mehrere solcher 7A Analog- Trafo-Netzgeräte und mehrere 7A Digital- (Schalt-) Netzteile zur Verfügung.

Weiterhin haben wir diese recht moderne LIPO Power-Bank (aus 2021) anstelle der alten Blei-Gel-Akkus (aus 1995). Das Gewicht von ehemals über 6,5 Kilo (etwa 18 AH) ist damit auf knapp 680 Gramm gesunken.

Ein Problem bereitet die eingebaute 12V (und angeblich bis 10A belastbare) Ausgangs-Buchse dieses "Kraftpaketes". Das kann die Buchse ganz offensichtlich nicht mit jedem Stecker, selbst nicht mit dem mitgelieferten Auto-Anschluß- Adapter. Da schummelt die Hersteller-Spezifikation.

Wie oben beschrieben, haben wir uns ein kurzes Adapterkabel für die elektronische Last angefertigt, eine 4-Pol XLR "male"-Buchse, wie in fast allen EB-Kameras vorhanden.
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Das kurze weiße XLR-4-Pol Kabel

Netzgeräte mit 4-pol XLR Buchse werden mit unseren XLR Verbindungskabeln angeschlossen

Mit diesen speziellen XLR-Anschluß-Kabeln befinden sich nur 2 Stecker zwischen Netzgerät und Kamera, eine vermeintlich optimale Verbindung. Die Messungen zeigen etwas anderes.

(1) Beginnen wir mit einem ehemals teuren SIEMENS Netzgerät

Das Schalt-Netzgerät ist mit 12V und 7A spezifiziert mit lüfterloser thermischer Eigenkühlung. Bei SIEMENS wissen wir, die hatten immer Reserven, denn es war für die teuren GSM Mobiltelefone konzipiert. An das Netzteil wurde ein robustes 2x1,5mm² Kabel fest angelötet. Am anderen Ende ist der 4-Pol XLR Stecker. Es gibt also bis zur Kamera nur einen Stecker.
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im Leerlauf
unter Last

Ein Netzgerät mit fest angelötetem Verbindungskabel und nur einem 4-Pol XLR Stecker.


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Das SIEMENS Netzteil liefert am Ausgang exakte 12,6 Volt (bei 180 bis 250V Netzspannung) im Leerlauf ohne Last, aber nur noch 11 Volt direkt an der elektronischen Last bei 6A Dauerstrom. Es gäbe da aber noch eine integrierte Meßfühler-Schaltung, bei der 2 weitere dünne Adern die effektive Spannung direkt am Verbraucher messen und zur Korrektur in den Regelkreis zurückführen - das Zusammenzubauen (ohne Schaltplan) ist mir aber zu aufwendig.
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im Leerlauf
unter Last

(2) Als nächstes kommt ein digitales SONY Referenz- Schalt-Netzgerät "CMA-9CE"

Dieses Netzgerät wird (wurde) bei SONY als "Camera Adaptor CMA-9CE" bezeichnet und hat oben drauf einen komfortablen Transportgriff. Auch die SONY Profi-Netztgeräte sind für ihre Robustheit im rauhen Alltag bekannt und brauchen keine Lüfter.

Zur Kontrolle hatte ich außen an dieses Teil ein kleines provisorisches digitales Voltmeter angeklebt (weiter unten das linke der drei Bilder) und innen direkt an der Ausgangsbuchse verlötet. Dieses Netzteil liefert also im Leerlauf und bei nahezu Vollast konstant stabile 13,0 Volt, also wirklich mit 6A Last und auch ganz ohne Last.

Darum benutzen wir dieses Netzgerät für unsere Vergleichsmessungen (Messungen 3 und 4) mit den langen XLR-Kabeln.
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Achten Sie auf das kleine Display auf dem linken Bild

(3) Gleiches SONY Referenz- Schalt-Netzgerät "CMA-9CE" aber mit längerer uralter Leitung

Am gleichen Netzgerät "CMA-9CE" (13V Leerlauf) ist jetzt ein erheblich längeres aber uraltes Stromversorgungskabel angeschlossen. Das Ergebnis ist verheerend schlimm.

Der Schalter
im Leerlauf

Leerlauf ohne Last

unter Last

Totaleinbruch auf 8 Volt bei maximal 5,7 Ampere

unter Last
gerade noch 12 Volt

Die 12V Grenze mit diesem Kabel liegt vei 1,3 Ampere

(4) Gleiches SONY Referenz- Schalt-Netzgerät "CMA-9CE" aber mit neuer längerer Leitung

Bei diesem Kabel waren die beiden Stecker über die jahrelange Lagerung irgendwo in einem Keller ineinander gesteckt und so nicht an der umgebenden Luft. Die Pins des Steckers sehen noch leidlich blank aus, wenn auch nicht "golden".

im Leerlauf

Im Leerlauf sieht es noch gut aus

unter Last

Unter Last, bei uns wegen der Verbleichbarkeit auf 6A eingestellt

Und damit ist auch dieses Kabel grenzwertig ....

Mit 10,4 Volt werden die allermeisten EB-Kameras mit angedocktem Recorder instabil, insbe- sondere beim Start-Stop Betrieb des Laufwerkes. Das ist also auch keine brauchbare Lösung.

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Erkenntnis - die (alten) XLR Stecker und Buchsen sind es

Der hauptsächliche Spannungsabfall tritt an den Kontakten der beiden Stecker und an den Buchsen und weniger am Kabel selbst auf. Wir machen noch ein paar Messungen ganz ohne Steckverbinder mit verschieden langen aber angelöteten Kabeln / Leitungen. Dazu haben wir 0,75mm² Litzen und 1,5mm² Litzen und auch 2,5mm² Litzen verwendet.

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(5) Es gab bei SONY auch Schalt-Netz- geräte als sogenannte "AC-Adapter"

Bei diesem digitalen Netzgerät konnte ich die Spannung am Gerät selbst nicht messen. Ohne Last liefert es bestimmt auch 13 Volt. Wichtiger ist die Spannung unter Last bei 6A Dauer- strom. Unser externes Messgerät zeigt bei 6A immer noch 12,1 Volt an.

Hier hatten wir unser kurzes weißes Kabel von Test (2) benutzt.
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(6) Jetzt testen wir unser BOSCH FESE Analog-Netzgerät T12-NG

Es ist ein professsionelles Netz-Ladegerät aus Darmstadt für den rauhen Einsatz. Der dicke Schnittbandkern-Trafo ist in dem großen schwarzen ALU-Rippen-Profil massiv eingebaut und auch der Griff oben drauf ist stabil. Denn das Teil wiegt schon etwas. Die Ausgangsspannung wird mit analogen Längsreglern stabilisiert. Der 160 VA Trafo (ELNA Heidelberg) soll 16V mit max. 10A liefern. So weit die Theorie.

Die Praxis zeigt andere Werte. Unser weißes XLR auf XLR Kabel hatte sich schon bei den beiden SONY Netzgeräten bewährt. Bis 6A ist es verwendbar.

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Das ist die Leerlauf-Spannung

Und unter Vollast kommen nur noch 4,1 A raus

Bis etwa 3,8 Ampere bleibt die Spannung an der Last stabil. Beim Überschreiten der 4A Grenze setzt eine Begrenzung der Elektronik ein, obwohl das Netz-Ladegerät 7 A können sollte. Und jetzt wird der Kühlkörper auf der Rückseite merklich warm bis heiß.
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Jetzt die Enttäuschung - die Power-Bank von ELV

Dieses "Kraftpaket" von ELV mit angeblich 18 AH macht doch nicht das, für das es geplant war. Laut Prospekt soll an einer Buchse (siehe Bild) die Spannnung von 12V mit bis zu 10A ausgegeben werden können. Doch diese kleinen Buchsen können diesen hohen Strom anscheinend nicht durchleiten. Deshalb haben wir 2 Tests durchgeführt
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Akku-Test 1 mit Verbindungskabel 1

An ein fertiges Kabelstück (es ist ein fertig angebrachter Rund-Stecker mit 12V Fähnchen) haben wir ein integriertes Mikro-Anzeigelement (Strom und Spannung) angelötet und an der anderen Seite ein 2m Kabel (0,75mm²) mit dem 4-Pol XLR Stecker für die Kamera bzw. unseren Meßadapter.



Das sogenannte Lipo-Kraftpaket liefert im Leerlauf 12,3 Volt und bricht bei 4A Belastung bereits auf 11,2 Volt zusammen. Das könnte für eine EB-Kamera mit Recorder bereits kritisch werden, weil beim Anlauf des Magnet-Band Recorders immer etwas mehr Strom gefordert wird.
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Akku-Test 2 mit Verbindungskabel 2 (diverse Adapter wurden mitgeliefert !!!!)

In dem ganzen Set von Hilfskabeln ist auch das Kabel mit dem Auto-Stecker enthalten und es ist auch ein Adapter von der kleinen 12V Ausgangsbuchse am Gerät zum Anschluß eines Auto-Kühlschrankes dabei. Dann nutzen wir das doch mal, weil solch ein Auto-Kühlschrank durchaus 6 bis 8 Ampere ziehen könnte.
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Jetzt sind natürlich mehrere Stecker / Steckverbinder in der Kette des Kabels der Stromzuführung zur Kamera.

 

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2 weitere ältere analoge Netz-Ladegeräte kommen noch.

Diese beiden Geräte sind noch schwerer und waren für die BOSCH BCN 20 Bandmaschine vorgesehen.
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Es fehlt noch dieser Test mit diesen Hochstrom-Kontakten - Link unten

Schon bei 3 Ampere bricht die gewünschte Spannung von 12 Volt auf 11 Volt zusammen, bei noch höherer Stromstärke, die ich an der Last beliebig hochfahren kann, geht es rapide in den Keller. Also ist das "Kraftpaket" (mit dieser Buchse) unbrauchbar. Aber es gibt nach diese Buchse für die Starterbatterie.
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