La vitesse de l'interface de la caméra USB3 vision caméra

L'interface USB 3.0, également connue sous le nom de Super-Speed USB, est la ligne suivante de la célèbre spécification Universal Serial Bus plug and play qui s'appuie sur les atouts de l'USB 2.0 et a éliminé ses faiblesses. La bande passante opérationnelle accessible avec l'utilisation de l'USB 3.0 lors du transfert de volumes de données totalise 350-450 Mo/s, en fonction du contrôleur hôte. Cela représente environ dix fois plus que les caméras USB 2.0 et quatre fois plus que les caméras GigE.

Le protocole d'une USB3 Vision Caméra industrielle

L'USB 3.0 utilise neuf fils au total dans la fiche et le câble USB 3.0 ainsi que l'interface de données Unicast Dual-Simplex qui permet de transférer des données dans les deux sens. L'interface USB 2.0 utilise toujours un modèle de transfert unidirectionnel, où GigE, FireWire et USB 3.0 permettent tous de transférer des données dans les deux sens, ce qui constitue une énorme amélioration. Une procédure dirigée par l'hôte envoie ensuite des paquets de routage et des notifications explicitement de manière allochronique. La procédure permet aux caméras d'envoyer un message au contrôleur hôte pour savoir quand il est prêt à transférer des données. Ce mécanisme réduit la surchauffe du système et la charge du processeur par rapport au mécanisme d'interrogation des modules USB 2.0. De même, cela fait de l'USB 3.0 une interface similaire à Firewire.

USB3 Vision caméra standard

Des fabricants bien établis d'applications USB 3.0 Applications et d'accessoires ont conjointement inventé la norme USB 3 Vision et lancé l'interface sur le marché. La nouvelle norme présente de forts avantages pour tous leurs utilisateurs. De plus, les logiciels et le matériel peuvent être échangés, ce qui permet de plus grandes possibilités de modification et donc de flexibilité. Il y a également la certitude que toutes les fonctions sont disponibles et que la transmission d'image est stable. L'Automated Imagerie Association est responsable de l'interface et de la publication.

Souhaitez-vous savoir si une caméra USB3 caméra adaptée à votre application ? Contactez-nous ci-dessous ou lisez la suite. 

Les 5 principales raisons de choisir l'interface USB3 Vision caméra

•    La stabilité du système USB3 Vision : Un standard universel pour les exigences des accessoires et des câbles évite les pannes potentielles lors des transmissions de données.
•    CPU faible : en raison de Zero Copy, la charge CPU requise est très faible lors de la capture d'images.
•    Faibles temps d'instabilité et latence : les options de communication duplex permettent à l'hôte de lancer des actions à tout moment sans souffrir de retards.
•    La bande passante actuelle ne sera plus adéquate pour fonctionner avec les exigences actuelles et spécifiquement à venir posées par les systèmes vision. Des résolutions plus élevées, des taux de rafraîchissement et des formats d'image alternatifs nécessitent de plus en plus de bande passante et ne peuvent pas être traités par des interfaces obsolètes.
•    Les interfaces telles que FireWire sont obsolètes et approchent de l'étape de « fin de vie » dans le cycle de vie du produit. Le passé montre que le matériel basé sur la technologie approche de la fin et devient plus difficile à acheter. Comme mentionné ci-dessus, cela se produit actuellement avec l'interface FireWire.

Comment installer un système de caméra USB 3.0 caméra

Il y a quelques variables à prendre en compte avant de mettre en place un système compatible avec les caméras USB 3.0 :
•    Quels câbles sont nécessaires ? Quelle longueur de câble ? Avez-vous besoin d'un ou plusieurs câbles USB 3.0 passifs ou actifs ?
•    Combien de caméras industrielles USB 3.0 vision sont utilisées dans un système ?
•    Quelle est la configuration matérielle requise pour le PC ? Y a-t-il des composants spécifiques qui doivent être installés ou mis à niveau ?
Lors de la sortie initiale de la norme USB3 vision, les utilisateurs avaient du mal à réaliser une configuration stable, principalement en raison de problèmes avec les accessoires. Ces difficultés ont été résolues et de nos jours, l'USB3 est une interface facile et stable.

La clé d'une configuration USB3 caméra stable

Pour tous les accessoires conformes à la norme USB3 Vision, les performances minimales sont spécifiées. Pour solidifier toute la puissance de la nouvelle technologie et atteindre une stabilité maximale, il est important de sélectionner soigneusement les composants individuels, y compris la caméra. Les accessoires USB3 tels que les câbles, les cartes et d'autres composants sont largement accessibles sur le marché de l'électronique grand public, tout en étant raisonnablement tarifés. En raison de leur coût inférieur, certains utilisateurs seront tentés de les utiliser dans leurs vision industrielle de application. Ces accessoires ne sont généralement pas certifiés selon la norme USB3 Vision et seront très probablement incapables de répondre aux exigences strictes d'une application industrielle. Cela entraîne souvent des images perdues ou, pire encore, une panne complète de votre système. Cela sera fréquemment attribué à une caméra défectueuse, même si des accessoires mal choisis ont causé le problème. Tous les accessoires de notre boutique en ligne sont certifiés USB3 Vision et nous conseillons donc de les utiliser.

Accessoires USB3 caméra certifiés et testés

L'interaction entre les composants individuels est extrêmement importante dans la configuration d'un système de traitement d'image basé sur une caméra USB 3.0 et doit être prise en compte. Pour cette raison, par exemple, Daheng Imagerie a testé tous les composants accessoires avec leurs modèles de caméra et ne sont vendus qu'après avoir réussi ces tests. Toute limitation qui survient lors de l'interaction entre les accessoires et la caméra sera documentée et ces composants ne seront pas vendus avec cette caméra, ou seulement lorsque les limitations sont clairement définies. Le principal avantage de cela est que les utilisateurs peuvent supposer une stabilité et une fiabilité tout en utilisant des accessoires standardisés dans leurs systèmes.

Les composants clés

Comme mentionné dans la section précédente, les interactions entre les composants individuels dans un système de traitement d'image USB 3.0 sont très critiques et les composants doivent être choisis avec prudence. Les composants qui nécessitent une attention particulière sont décrits ci-dessous.

câbles USB3 Vision

Contrairement à des normes telles que GigE Vision ou CameraLink, USB3 Vision décrit les connexions par câble et les principales nécessités pour des câbles compatibles. La longueur maximale du câble est déterminée par le rapport entre les caractéristiques haute fréquence et la relation entre la longueur de câble maximale possible et l'épaisseur du fil de cuivre avant que la chute de tension USB 3.0 ne se produise.
Les câbles doivent répondre à différentes conditions techniques en fonction de l'usage ou des Applications pour lesquelles ils sont utilisés. Un connecteur USB 3.0 Micro B à vis est utilisé sur le côté de la caméra, tandis qu'un USB 3.0 Standard A sera utilisé du côté PC ou hub. Étant donné que le connecteur USB 3.0 Standard A et la prise USB 2.0 se ressemblent beaucoup, des symboles spécifiques ou une étiquette bleue sur la prise ou le connecteur sont utilisés pour indiquer la présence de la fonctionnalité USB 3.0.

Longueur de câble Vision USB3

Concernant la longueur du câble, il est important que le câble ait été entièrement examiné pour sa compatibilité avec USB3 Vision. Les câbles passifs ont une longueur maximale de 4,5 mètres, tandis que les câbles actifs et hybrides ont une longueur maximale de 20 mètres, mais ces deux derniers sont beaucoup plus chers et ne sont pas pris en charge par VA Imagerie. Les Applications qui nécessitent un câble aussi long devraient envisager les caméras GigE. Il est possible que celles-ci soient plus abordables dans ce contexte spécifique. Daheng Imagerie certifie et teste ses câbles et propose une large gamme de câbles qui peuvent être trouvés sous accessoires.

Adaptateur hôte

La quantité de bande passante USB3.0 accessible est déterminée par le type de chipset de carte mère et de chipset USB 3.0 qui seront utilisés. L'option de connecter vos caméras aux cartes mères via la connexion USB 3.0 est toujours présente. Lorsque aucune connexion USB 3.0 intégrée n'est disponible, des cartes PCI Express peuvent être installées. Pour tirer parti de la quantité maximale de bande passante, VA Imagerie recommande d'utiliser des adaptateurs PCI express USB3 que vous pouvez trouver sous accessoires sur notre site web.
Carte mère et chipset
Les cartes mères avec des chipsets des séries Intel 7, Intel 8 ou Intel 9 ont un support intégré pour l'USB 3.0 grâce au contrôleur hôte USB 3.0. Les chipsets des séries ci-dessus sont recommandés pour configurer un système USB 3.0 stable.

Concentrateurs USB3

Les hubs sont utilisés pour connecter un hôte sur l'ordinateur à plusieurs caméras USB 3.0. Cela s'appelle également un réseau en étoile. Dans cette configuration, le hub ne peut fonctionner qu'avec la bande passante d'un port USB 3.0 en amont, il faut prendre en compte que les ports en aval individuels sur le hub ne peuvent également transférer que cette bande passante. Donc, par exemple, si vous connectez quatre caméras USB 3 à un hub USB3, chaque caméra dispose de (400/4) 100 mb/s de bande passante restante.

Top 10 des règles de conception pour la mise en œuvre d'une caméra Vision Caméra

Pour garantir une transition fluide de l'interface USB3, les points suivants doivent être pris en considération :
•    Utilisez les contrôleurs hôtes que VA Imagerie propose. Les listes de produits incluent des informations concernant bande passante, ainsi que les limitations des hubs et des câbles.
•    N'utilisez que des accessoires USB 3.0 certifiés. Des accessoires de mauvaise qualité peuvent potentiellement causer des problèmes avec votre transition et même à travers votre système vision.
•    À tout moment, utilisez les derniers pilotes pour vos contrôleurs hôtes lorsqu'ils ont été testés par le caméra.
•    Éviter l'utilisation de hubs lorsque cela n'est incontestablement pas nécessaire.
•    Contourner l'utilisation de câbles USB3 Vision actifs
•    Réduisez autant que possible la longueur du câble (distance maximale du câble de 4,5 mètres).
•    Il est déconseillé de tordre ou de plier le câble inutilement, cela pourrait potentiellement réduire l'efficacité de votre transmission. Si un câble doit être tordu ou déplacé, veillez à utiliser un câble conçu pour fonctionner avec des chaînes porte-câbles ou des robots.
•    La bande passante de toutes les caméras connectées doit également être prise en compte. La bande passante de toutes les caméras ensemble ne peut pas dépasser la bande passante maximale possible du contrôleur hôte. Si la bande passante est dépassée, utilisez des contrôleurs hôtes supplémentaires.
•    Soignez les problèmes de compatibilité électromagnétique (CEM) dans votre configuration ou dans la configuration du système qui peuvent entraîner des perturbations.
•    Contrôlez ou surveillez la charge du processeur sur votre ordinateur.

Règles de conception USB3 à garder à l'esprit

Les règles de conception suivantes lors de l'installation d'un système de caméra USB3 caméra doivent être gardées à l'esprit.

Charge CPU trop élevée sur l'ordinateur

L'utilisation d'un grand nombre de caméras USB 3.0 avec un seul système présente d'autres risques de surcharge de l'ordinateur et de son processeur. Cela peut perturber le vision. Par conséquent, la charge du processeur doit toujours être surveillée.

Consommation de bande passante des caméras haute vitesse et haute résolution

Si vous utilisez une caméra USB 3.0 caméra qui a un très haut fréquence d'images et/ou une résolution élevée et consomme donc la bande passante maximale de l'USB 3.0 bande passante, il faut prendre en compte que la carte mère, le contrôleur hôte et/ou le hub prennent en charge la bande passante maximale de l'USB3 bande passante.

Interruptions liées à la CEM

L'EMC peut causer des perturbations dans chaque configuration électronique, y compris USB3. En général, cela est causé par des signaux perturbateurs à proximité du système de caméra qui mettent incorrectement à la terre la caméra, et les signaux de terminaison peuvent provoquer des problèmes liés à l'EMC.

Problèmes de câble USB3

Des câbles USB 3.0 de mauvaise qualité peuvent potentiellement provoquer des messages d'erreur tels que des images incomplètes et perdues ou même une perte complète de la connexion entre l'hôte et caméra. Cela peut amener l'utilisateur à penser que le système USB 3 n'est pas stable et/ou fiable. Ce risque augmente avec la longueur du câble. Pour cette raison, il est très important de choisir votre câble aussi court que possible.

Configuration d'un système de caméra USB3 vision caméra multi-caméras

Il existe deux méthodes pour mettre en place un système multi-caméras USB 3.0 : un réseau point à point et un réseau en étoile.

Réseau en étoile

Lors de l'utilisation d'un réseau en étoile, les caméras sont connectées à un concentrateur. Le concentrateur est connecté au contrôleur hôte du PC. Il convient de prendre en compte que la bande passante maximale du contrôleur hôte ne doit pas être dépassée.
Ceci est dû au fait que les caméras individuelles provenant de différents ports consomment toutes la même bande passante de l'hôte connecté au hub. L'ensemble de la bande passante dans cette application dépend également de la vitesse et/ou de la résolution de chaque caméra séparée. Il est déconseillé d'utiliser des câbles passifs dépassant une longueur de 4,5 mètres pour ce paramètre, sinon l'ensemble du système sera susceptible d'interruptions.

Réseau point à point

Avec un réseau point à point, vous connectez chaque caméra directement à un contrôleur hôte. Il convient de prendre en considération que le contrôleur hôte et la carte mère ou le PC ne doivent pas dépasser sa bande passante, chaque caméra séparée nécessite une certaine capacité de bande passante. Cela est déterminé par la vitesse et/ou la résolution de la caméra. L'utilisation d'un câble passif avec une longueur de câble supérieure à 4,5 mètres n'est pas recommandée dans ce contexte, l'ensemble du système sera alors sujet à des perturbations.

L'avenir des caméras USB3.0 Vision

Nous nous attendons à ce que l'USB 3 consolide sa position sur le marché en atteignant une plus grande part de marché au cours des prochaines années et devienne, avec GigE, l'interface dominante. Cela reproduit la norme USB 3.0 Vision en tant qu'interface flexible et standard. Les grands avantages de cette norme sont qu'elle est simple à utiliser et à configurer et largement disponible. Lorsque toutes les variables et exigences techniques sont prises en compte, alors construire un système stable USB3 vision caméra devrait être facile et abordable.