Reinhard Weiß
GS9000 DVR (Kfz-Kamera)

GS9000 DashCam (Kfz-DVR/Kamera)

Es gibt eine Unmenge von Auto-Kameras, die zur permanenten oder sporadischen Aufzeichnung des Verkehrsgeschehens dienen. Derzeit scheint gerade ein Boom zu herrschen, möglicherweise angeregt durch weit verbreitete Videos von Meteor-/Kometen-Niedergängen in Russland, oder andere spektakuläre Verkehrs-Videos auf YouTube etc. In Russland haben diese Geräte eine große praktische Bedeutung, weil man sich häufig gegen korrupte Polizeibeamte wehren muss, die einem möglicherweise einiges in die Schuhe schieben wollen, und sich die Beschuldigung abkaufen lassen. Bei uns ist das sicher nicht notwendig, aber es gibt auch im ganz normalen Verkehr immer wieder Situationen, wo eine nachträgliche Kontrolle oder Beweisführung hilfreich sein kann. Weil solche Kameras auch GPS eingebaut haben können, kann man sogar im Nachhinein die gefahrene Strecke über etwa google Earth verfolgen und mit den Bildern synchronisieren. Über entsprechende Speicherkarten ist eine Streckenaufzeichnung über etliche Stunden möglich.

GS9000 DVRDie angebotenen Kameras haben ein riesiges Preisspektrum von etwa 30 bis 400 EUR oder gar mehr. Unterschiede sind die Ausstattung und die Bildqualität. Leider ist letztere sehr schwierig vergleichbar, weil Werbevideos auf YouTube herunter skaliert sind, also eine schlechtere Auflösung bieten und viele Nebenbedingungen eine Rolle spielen, etwa gewählte Einstellungen, Tag/Nacht-Beleuchtung, Reflexionen und Sauberkeit der Windschutzscheibe, manchmal auch Umgebungstemperatur etc.

Die VIOFO GS9000 (siehe Bild) hat eine vergleichsweise sehr gute Bildqualität (Full HD!), besitzt einen Schock-Sensor (G-Sensor), hat GPS, kann Speicherkarten bis 32 GB verwenden, kann Bilder (Schnappschüsse) machen, kann ein Überschreiben der Aufnahmen spontan verhindern und hat einen eingebauten Akku zur Überbrückung kurzer Spannungsausfälle (Zündung aus) bzw. zur Datenerhaltung bei Ausschaltung. 4 LED an der Front sollen nachts die Szene besser beleuchten, zusammen mit einem zuschaltbaren IR-Filter. Sie ist eine typische China-Ausführung (etwa bei foxoffer.com, um 90 US$), mit einigen (Qualitäts-)Problemen (die aber offenbar wohl alle Kameras aus China haben, siehe Rezensionen bei Amazon). Zu beachten ist, dass es viele ähnliche Kameras gibt, die manchmal auch genauso heißen (in China nimmt man es nicht so genau) oder die suggerieren, dass sie mit dieser verwandt seien. Auch gibt es sie in Varianten mit/ohne GPS oder G-Sensor (erkennbar am Preis). Diese hier scheint die "originale" zu sein und hat als ziemlich sicheres Merkmal den Ambarella A2S70 Chip als Signalprozessor (manche schreibenden den Namen des Chip-Herstellers auch fälschlich "Amberalla"). Weitere Details sind auf der Anbieterseite (FoxOffer) bzw. Herstellerseite (Viofo) zu finden. Bei FoxOffer sind auch viele Hilfestellungen und Downloads zu finden (Firmware und Software).

Mancher wird sich fragen, wozu eine solche Kamera Full HD haben muss. Ob das notwendig ist, kann jeder ausprobieren an Hand der original-Videos, wenn er versucht, ein Kennzeichen eines vorausfahrenden Fahrzeugs zu lesen. Das geht nach einigen Metern ohnehin nur im Standbildmodus, aber dies ist ein möglicherweise wichtiges Qualitätskriterium, das viele "Billig-Kameras" mit geringer Auflösung nicht erfüllen. Aber natürlich kann man die Auflösung auch reduzieren, um ggf. mehr Aufnahmezeit zu nutzen.

Zur Ausstattung (nicht vollständig):

Meine Erfahrungen mit dieser Kamera gebe ich hier kurz wieder, wobei ich mich mehr den Problemen widme (alles andere sagt der Anbieter ohnehin):

Viele Informationen zu dieser Kamera (oder ähnlichen) über Probleme oder Details sind auf englisch- oder russischsprachigen Foren zu finden (wer des Russischen nicht mächtig ist, kann hilfsweise über google Translate zugreifen), etwa bei

Ein Tipp: Die Übersetzungen von google Translate aus dem Russischen sind ziemlich abenteuerlich und oft einfach unverständlich. Wer Englisch versteht, ist meist besser dran, wenn als Zielsprache Englisch eingestellt wird.

Die Kontaktprobleme und ihre Lösung

Die Kontaktprobleme zwischen Kamera und Saughalterfuß bereiten bei vielen Anwendern großen Ärger. Das Problem entsteht dadurch, dass der gesamte Versorgungsstrom (bis zu etwa 1 A) über die störanfälligen Nadelkontakte am Halterfuß fließt und bereits geringe Übergangswiderstände relativ große Spannungsabfälle erzeugen oder es sogar zu Wackelkontakten kommt. Das hat zwei Effekte:

  1. Zum Laden des internen Akkus muss an der USB-Buchse des Halters ausreichend Spannung verfügbar sein. Zum Vollladen der internen Batterie werden hinter den Kontaktnadeln (Kameraeingang) mindestens 4,7 V benötigt (bei eingeschalteter Kamera und für einen Ladestrom von nur 0,1 A). Jeder Spannungsabfall aufgrund von Leitungs- und Übergangswiderständen an Kontaktstellen zwischen Netzteil und Kamera reduziert aber die Netzteilspannung (5 V), was möglicherweise soweit geht, dass der Akku nicht mehr voll geladen werden kann (rote LED leuchtet nicht). Rechnerisch wären hierfür also etwa nur 0,3 V Gesamtverlust bei 5 V zulässig, was einem Widerstand von 0,75 Ohm entspricht (bezogen auf 0,4 A Betriebs- und Ladestrom). Dabei sind der Spannungsabfall im Netzteil selber (Regelverhalten) sowie die Verluste im Netzteilkabel noch nicht berücksichtigt.
    Bei meinem Versuchsaufbau hatten die Kontaktnadeln der Stromversorgung (+5 V und GND zusammen) bereits 0,45 Ohm, die Kontaktverluste am USB-Stecker des Halters betrugen noch einmal 0,3 Ohm, zusammen also 0,75 Ohm. Wie man sieht, liegt man hier schon an der Grenze der benötigten Werte. Steigt der Verlustwiderstand weiter an (z.B. wegen schlechter Kontakte an den Nadeln), kann der Akku nur noch teilweise bzw. gar nicht mehr geladen werden.
    Tipp: Wenn dieser Fall eintritt, sollte man die Kamera ausschalten. Durch die verringerte Stromaufnahme werden die Spannungsverluste geringer und ein Laden des Akkus kann noch länger aufrecht erhalten werden (rote LED geht wieder an). Damit vermeidet man das vollständige Entleeren des Akkus mit dem Verlust der Uhrzeit.
  2. Das GPS-Modul wird möglicherweise gestört, wenn der Massepegel durch Spannungsabfälle verschoben bzw. von Störspannungen überlagert wird. Zwar wird das Modul nicht direkt über die USB-Buchse am Halter gespeist, sondern erhält von der Kamera über die Nadeln separat eine geregelte 3,3 V-Spannung (VCC, siehe nachfolgendes Bild), aber die Masse wird nicht getrennt geführt. Das führt dazu, dass jeder Spannungsabfall über dem Massekontakt, hervorgerufen durch den Betriebsstrom der Kamera, für das GPS-Modul wie eine überlagerte Störspannung auf seiner geregelten VCC-Spannung erscheint. Dies kann man wohl als Design-Fehler bezeichnen, denn der Hersteller des GPS-Moduls erlaubt lediglich 40 mV Ripple an der Versorgungsspannung, was Übergangswiderstände unter 40 mOhm erfordern würde (wenn das die einzige Störspannung wäre).

Ziel muss es also sein, die Übergangswiderstände bzw. die Spannungsabfälle so klein wie möglich zu halten.

StV-GS9000(Bild vergrößern durch Anklicken)

Das obige Bild zeigt die Verdrahtung zwischen Kamera und Saugnapfhalter/GPS, wie ich es durch Ausmessen heraus gefunden habe. Es sind natürlich nicht alle Details vorhanden, sondern nur die funktionalen Zusammenhänge für die Stromversorgung soweit erkennbar dargestellt. Für etwaige Korrekturen oder Ergänzungen zu der Innenschaltung wäre ich dankbar.

Zur Verbesserung dieses Verhaltens habe ich folgende Lösungsvorschläge:

  1. Eine kleine Änderung am Saughalterfuß erhöht den Kontaktdruck der federnden Nadelkontakte am Kameragehäuse auf die Goldkontakte im Fuß (1. Bild unten). Dazu wird die kleine angeschraubte Halteklammer (2. Bild) der Kontaktplatine im Halterfuß entfernt, was ein etwas weiteres Aufschieben des Fußes auf das Kameragehäuse ermöglicht (ca. 1 mm). Ohnehin ist diese Klammer so ungenau gefertigt, dass die Nadelkontakte am Rand der Löcher anstoßen, was die Bewegungsfähigkeit der Federkontakte beeinträchtigen könnte (3. Bild). Es müssen dann noch die seitlichen Führungsschienen außen am Fuß um ca. 1 mm verkürzt (abgefeilt) werden (siehe Markierungen im 1. Bild), damit der Fuß auch tatsächlich weiter aufgeschoben werden kann. Allerdings wird der Fuß nun nicht mehr richtig festgehalten. Daher muss man eine alternative Verklemmung anbringen, etwa mittels eines über den Fuß gestülpten Rahmens (4. Bild, schematisch), etwa aus Blech gebogen, aus Plastikteilen zusammengesetzt oder aus Platinenmaterial ausgesägt. Ob das ausreicht, kann ich zwar nicht beurteilen (ich habe es nicht ausprobiert), es erhöht aber bestimmt die Kontaktsicherheit. Aber natürlich ist das nur eine wenig professionelle Notlösung.
    FußHalterungGS9000 KontakteGS9000 Halterahmen
  2. Die ultimative und auch elegantere Methode ist hingegen, die Kontaktprobleme prinzipiell zu umgehen.
    Im Prinzip würde es ausreichen, wenn man die Einspeisung der externen Stromversorgung über den USB-Anschluss im Kameragehäuse vornimmt, wie bei Betrieb am PC (unterschiedliche Pinbelegung beachten!). Damit umgeht man die Nadelkontakte. Allerdings würde bei dieser Betriebsweise die Kamera beim Einschalten der Zündung nicht mit der Aufnahme starten, sondern das Auswahlmenü erscheinen. Das wäre im Auto natürlich total unpraktisch. Damit die Kamera nun glaubt, über den Halter gespeist zu werden (diese Spannung wird abgefragt zum Start), muss man die USB-Buchse im Halter zusätzlich an diese Spannung legen. Der in die Kamera fließende Strom teilt sich nun entsprechend den Übergangswiderständen dieser beiden Wege auf, bevorzugt fließt er aber über die Buchse im Kameragehäuse, weil dieser Weg der niederohmigere ist.
    Die Übergangswiderstände der Nadelkontakte spielen (fast) keine Rolle mehr, denn +5V und Masse sind jetzt parallel geschaltet zu dem Weg über die Buchse im Kameragehäuse, damit sind auch die Übergangswiderstände parallel geschaltet. Ist also etwa die Masseverbindung am Nadelkontakt sehr viel schlechter als an der Kamerabuchse, fließt automatisch weniger Strom über den Nadelkontakt (im Verhältnis der Übergangswiderstände), der Spannungsabfall wird dann vor allem durch den (geringen) Übergangswiderstand an der Buchse bestimmt. Ist der Nadelkontakt aber gut (im Verhältnis zur Buchse), wird der resultierende Spannungsabfall noch etwas geringer.
    Der Kontaktwiderstand der VCC-Nadel muss so gering bleiben, dass der Betriebsstrom des GPS-Moduls (um 30 mA) keinen nennenswerten Spannungsabfall erzeugt, was sicher kein großes Problem ist.
    Beim +5V-Zweig ist es noch etwas anders. Denn beim Weg über die Nadelkontakte ist eine Schottky-Diode in Reihe geschaltet (siehe Innenschaltung im Bild oben). Dadurch ist der Weg über die Kamerabuchse immer der niederohmigere, also fließt auch der Strom vorwiegend darüber. Der Nebeneffekt ist zudem, dass die notwendige Spannung zur Ladung an der USB-Buchse der Kamera um die Schottky-Dioden-Schwellspannung niedriger ist als beim Laden über den Halter. Da hat man also noch einmal etwas Reserve.
    Praktisch erreicht man die Parallelschaltung dadurch, dass man sich ein Y-Kabel bastelt, das zwischen Kfz-Netzteil und Kamera gesteckt wird und beide USB-Buchsen parallel versorgt (siehe Bild unten). Optional kann man die rote Ader (Pin 1) der Kupplung mit der grauen (Pin 4) parallel schalten (wie gezeichnet), womit man sich die Möglichkeit schafft, auch andere (Standard-)USB-Netzteile (mit ausreichend Strom) benutzen zu können. Eine weitere Verbesserung der Kontaktierung könnte man dadurch erreichen, dass man die Schirme auch mit den schwarzen Adern (GND) verbindet, wie eingezeichnet (also darüber die Masseverbindung über die Buchsen verstärkt). Allerdings habe ich festgestellt, dass die Kontaktierung der Schirmung zwischen USB-Stecker und USB-Buchse sehr schlecht ist (teilweise gar nicht vorhanden). Die Wirkung ist also nicht unbedingt wie erwartet. Wie man so ein Kabel selbst herstellen kann, zeige ich hier.

Y-Kabel GS9000 (Bild vergrößern durch Anklicken)

Das gezeigte Y-Kabel hat den Vorteil, dass man es jederzeit einfach nachträglich zwischenstecken kann, ohne irgendwelche Komponenten der Kamera zu verändern. Wenn man sich jedoch traut und den Verlust der Gewährleistung in Kauf nimmt, kann man die Anfertigung eines solchen Kabels auch sehr vereinfachen, wenn man das Kabel des Kfz-Adapters direkt anzapft ("T-Kabel"). Dann entfällt das spezielle 5-polige Verlängerungskabel, und es ist auch eine Kontaktstelle (Steckverbindung) weniger. Die Beschaltung zeigt das folgende Bild.

GS9000 T-Kabel(Bild vergrößern durch Anklicken)

Bin ich von den Kontaktproblemen betroffen?

Wer sich nicht im Klaren ist, ob er die genannten Kontaktprobleme hat, kann sich vielleicht an folgenden Kriterien orientieren.

Der Kfz-Adapter

Die Innenschaltung des (bzw. meines) Kfz-Adapters ist unten im Bild dargestellt. Es gibt offensichtlich unterschiedliche Schaltungen und Bestückungsvarianten. Im Prinzip handelt es sich aber um die Standard-Beschaltung des MC34063-Bausteins.

Kfz-Adapter Kfz-Adapter PCB(Bilder vergrößern durch Anklicken)

Die Stromversorgung ist sowohl für 12 V- als auch für 24 V-Anlagen geeignet und stellt nominell 5 V mit bis zu 1,5 A zur Verfügung (lt. Hersteller). Die abgegebene Spannung sollte man jedoch einmal kontrollieren. Dimensioniert ist sie (in dieser Version) auf eine Ausgangsspannung von 5,3 V. Allerdings gilt dieser Wert nur für die Spannung am Anfang des Kabels bzw. an der Platine. Bei meinem Versuchsaufbau mit ans Kabel angesteckter mini-USB-Buchse ist hinter der Buchse bei 1 A Belastung nur noch 4,7 V verfügbar, obwohl die Spannung an der Platine weiterhin 5,3 V beträgt. Das entspricht einem Verlustwiderstand von 0,6 Ohm. Der Grund dafür ist insbesondere das 3 m lange Zuleitungskabel mit zu geringem Querschnitt (vermutlich 0,2 mm²), aber auch die USB-Buchse hat Kontakt-Übergangswiderstände. Diese bei Belastung verringerte Versorgungsspannung ist natürlich ungünstig hinsichtlich der Ladefähigkeit des Akkus, wie schon unter den Kontaktproblemen beschrieben. Unter diesen Gesichtspunkten ist es sogar zu überlegen, ob man das Zuleitungskabel nicht durch eines mit größerem Querschnitt ersetzen sollte (etwa 2x0,75 mm²). Das gilt natürlich erst recht, falls man sowieso eine Kabelverlängerung benötigt. Wenn man das Y-/T-Kabel benutzt, könnte man die Verlängerung auch gleich integrieren. Ansonsten sollte man lieber handelsübliche Verlängerungskabel für Kfz-Steckdosen benutzen, da der Spannungsabfall hierbei unkritischer ist.

Falls die Ausgangsspannung eines Adapters im Leerlauf geringer ist als 5,3 V, könnte man überlegen, sie leicht anzuheben, um mehr Reserven zu haben.

Die Änderung der Ausgangsspannung erfolgt aber auf eigene Gefahr und wird nur versierten Bastlern empfohlen. Nach dem USB-Standard dürfen Geräte (USB-Host) bis zu 5,25 V abgeben, was die Kamera an ihrer USB-Buchse also problemlos verkraften muss. Die USB-Buchse am Saugnapfhalter verträgt vermutlich etwas mehr, weil noch die Schottky-Diode dazwischen liegt. Bei Verwendung des Y-/T-Kabels sollte man zur Sicherheit 5,25 V im Leerlauf nicht überschreiten.

Zur Änderung der Ausgangsspannung muss man den Adapter öffnen (vorn die Verschraubung abdrehen und Gehäuseschalen auseinanderklappen). Die Widerstände R2 und R3 (siehe Schaltbild) bestimmen die Ausgangsspannung und müssen angepasst werden (die Nummerierung der Bauteile auf der Platine kann anders sein als in meinem Bild). Die Berechnungsformel ist im Schaltbild angegeben. Am Einfachsten geht das durch Parallelschalten eines hochohmigeren Widerstands (Rp) zu R2. Man kann den erforderlichen Wert experimentell bestimmen (ohne angeschlossene Kamera!), beginnend mit einem hochohmigen Wert (>100 kOhm), oder auch berechnen, wenn die Größe von R2 bekannt ist. Als Orientierung kann man einen Faktor k angeben, um den der Parallel-Widerstand Rp gegenüber R2 größer zu wählen ist (Rp = k * R2). Als Anhalt können folgende Werte dienen, abhängig von der gewünschten Korrekturspannung dU:
dU = +0,1 V: k = 40; dU = +0,2 V: k = 20; dU = +0,3 V: k = 13; dU = +0,4 V: k = 10; dU = +0,5 V: k = 8
Beispiel: Wenn R2 = 1,2 kOhm, und eine Erhöhung um etwa 0,2 V gewünscht wird, muss der zu R2 parallel geschaltete Widerstand Rp = 20 * 1,2 = 24 kOhm betragen.

Die so geänderte Spannung muss unbedingt mit einem (möglichst geeichten oder kalibrierten) Digital-Voltmeter kontrolliert werden.

 

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© Reinhard Weiß 2013, letzte Änderung: 14.12.2013 17:55 / 6