Insight: uma visão geral dos componentes de uma webcam

Uma webcam é um dispositivo que captura imagens, áudio e vídeo. Eles podem ser integrados a um computador ou usados ​​como um dispositivo externo separado.

As webcams são comumente usadas como câmeras para bate-papos ou gravações remotas de vídeo. O dispositivo geralmente consiste em uma lente, sensores de imagem e som e um circuito eletrônico que processa e envia os dados para o computador.

Existem muitas webcams disponíveis com recursos diferentes. Por exemplo, alguns podem bloquear distrações de fundo, fornecer correção de alta resolução e pouca luz ou despertar automaticamente do sono se for detectado movimento nas proximidades. Outras webcams integram-se perfeitamente com Zoom e Microsoft Teams para reuniões profissionais.

Porém, independentemente dos recursos, as funções principais de uma webcam (fornecer vídeo e áudio) são as mesmas.

Imagem da webcam do laptop

Uma webcam típica.

Na webcam da imagem acima você pode ver a lente óptica, que é usada para capturar imagens e vídeos. Possui um pequeno orifício para um microfone para captura de áudio.

A base possui um clipe seguro que é fixado na parte superior de um computador.

O pescoço

Pescoço giratório da webcam

A webcam HP possui um pescoço que gira em diferentes direções para capturar vídeo.

O pescoço desta webcam HP pode girar ao longo do eixo horizontal e vertical até determinados ângulos. A rotação é limitada por meio de paradas mecânicas, de modo que a câmera só vai até certo ponto.

Ganchos mecânicos

Imagem indicando ganchos que se unem na frente e atrás da webcam

A webcam é fixada por meio de ganchos que prendem a frente e a traseira.

As faces frontal e traseira da caixa plástica da webcam são fixadas entre si por quatro ganchos mecânicos. Dois deles são visíveis na imagem acima e os outros dois estão exatamente opostos a eles.

Conjunto

 Vista interna da caixa de plástico

Dentro da caixa plástica da webcam.

Mecanismo de parafuso com mola de laptop

Os componentes com mola e parafusos que prendem a base da webcam.

O grampo de base da webcam usa parafusos com mola para fixá-la em um laptop ou PC. A face frontal do grampo pode ser aberta para caber na parte superior do computador, com as forças da mola prendendo-o no lugar para que não caia.

Mecanismo de rotação

Imagem indicando a mecânica do movimento do pescoço da webcam

O mecanismo interno, que permite que a webcam gire.

A estrutura mecânica do pescoço da webcam é responsável pelo seu movimento ao longo dos eixos horizontal e vertical. Dois anéis de borracha na extremidade de uma haste cilíndrica têm um formato único para permitir esse movimento rotacional. Além disso, a caixa da webcam possui um slot para anéis de borracha.

Invólucro de plástico com ranhura para anéis de borracha

A caixa de plástico da webcam com ranhuras para os anéis de borracha.

A estrutura interna

Circuito eletrônico no topo da webcam

Dentro da webcam com vista para seus circuitos eletrônicos.

A parte superior da webcam contém uma placa de circuito impresso com todos os circuitos eletrônicos necessários para que a câmera faça seu trabalho – gravar vídeos e áudio ou tirar fotos e depois enviar os dados para outro dispositivo ou computador. O circuito é protegido por invólucros plásticos, conectados por ganchos mecânicos.

A parte de trás do PCB

PCB e conexões de fio

O PCB e as conexões dos fios.

A frente do PCB

Configuração de PCB

A parte frontal da configuração PCB, que contém todos os circuitos eletrônicos.

O outro lado do PCB possui os componentes principais, incluindo a lente da câmera, microfone, sensor CMOS, chips semicondutores, etc. Sensores CMOS – que significa semicondutor de óxido metálico complementar – é um tipo de sensor de imagem que captura luz e a converte em um sinal elétrico. Sensores CMOS são comumente usados ​​em smartphones, câmeras digitais e outros dispositivos eletrônicos como webcams.

O microfone

Configuração de microfone e PCB

O microfone da webcam, que está conectado ao PCB.

O microfone, também conhecido como sensor de som da webcam, é utilizado para capturar sinais de áudio, convertendo-os em sinais elétricos para posterior processamento pelo processador. Um microfone condensador de eletreto é usado para essa finalidade.

O sensor CMOS

Sensor de imagem CMOS da webcam do laptop

O sensor de imagem CMOS.

O sensor de imagem e vídeo é uma das partes mais essenciais da webcam. Um sensor de imagem CMOS é usado para esta webcam, convertendo luz em sinais elétricos. Os sensores CMOS são compostos por um conjunto de diodos sensíveis à luz, que convertem a luz óptica em eletricidade e a armazenam como um sinal que um computador pode ler.

Um sensor CMOS compreende uma série de fotodetectores com amplificadores, correção de ruído e circuitos de digitalização. Como o nome sugere, ele usa CMOS, uma tecnologia comum para fabricação de circuitos integrados. A saída do sensor CMOS são sinais digitalizados.

Componentes eletrônicos

O circuito integrado (IC) e o circuito eletrônico da PCB da webcam.

O circuito integrado (IC) e o circuito eletrônico da PCB da webcam.

Os componentes eletrônicos do PCB compreendem dois circuitos integrados (ICs) semicondutores principais. Uma delas é a 24C02, uma memória EEPROM serial fabricada pela Atmel que armazena dados. Ele mantém esses dados mesmo que a webcam esteja desligada.

O segundo circuito é o IC VC0326, fabricado pela Vimicro. Ele possui várias funções incorporadas, incluindo um microcontrolador de 8 bits, um processador de imagem de 10 bits, um mecanismo codificador JPEG, um ADC embutido e suporte USB de classe de áudio e vídeo.

O IC VC0326 também está em conformidade com os protocolos USB 2.0 para transferência de dados para um laptop ou PC. Ele coleta os dados dos sensores de imagem e som, processa-os e envia-os para um computador através do USB.

A carcaça da lente

Lente da webcam e seu padrão de alojamento

A lente e o padrão da caixa da webcam.

A lente da webcam está em uma caixa de plástico separada, aparafusada na caixa frontal. A carcaça garante estabilidade mecânica e proteção contra possíveis danos externos.

Visão aproximada da lente

Uma visão aproximada da lente da webcam.

A lente externa da webcam é feita de plástico com distância focal fixa. A lente é usada para focar a imagem de objetos no sensor CMOS. Sua distância focal e tamanho de abertura definem sua qualidade.

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