I/O Controle: Hoe een machine vision camera hardwarematig te triggeren met een triggersensor en hoe machine vision lichten te triggeren.
Gaspar van Elmbt
Industriële machine vision camera's zijn betrouwbaar en robuust, dat moet ook het externe triggersysteem zijn.
Wanneer snelle bediening nodig is, moet de triggersensor zeer snel reageren. De triggersensor verandert de spanning (elektriciteit) op de gespecificeerde pinnen van de I/O-connector van de camera.
Table of contents
1. Hoe hardware-triggering werkt
Wanneer snelle en nauwkeurige werking vereist is, moet de triggersensor direct reageren. Deze werkt door de spanning op specifieke pinnen van de I/O-connector van de camera te veranderen, waarmee de camera het signaal krijgt om een afbeelding vast te leggen.
Soorten triggersignalen: Rising Edge vs. Falling Edge
- Rising Edge: De spanning verschuift van laag naar hoog, waardoor een gebeurtenis wordt geactiveerd.
- Falling Edge: De spanning verschuift van hoog naar laag, waardoor een gebeurtenis wordt geactiveerd.
Door gebruik te maken van edge-detectie kan de camera snel en nauwkeurig reageren op triggersignalen.
2. Een Machine Vision Camera configureren om hardware-triggers te accepteren
Stap 1: Trigger Mode activeren
Gebruik de Galaxy SDK-software om verbinding te maken met de camera en stel in:
TriggerMode = Aan
Stap 2: Selecteer de triggerbron
Softwaretrigger → Triggeren door op de knop TriggerSoftware te drukken.
Hardwaretrigger → Selecteer de ingangslijn waarop de trigger wordt ontvangen, bijvoorbeeld line0.
Stap 3: Triggerinstellingen optimaliseren
Verbeter de triggerrespons door parameters zoals de volgende aan te passen:
- Stijgende flank / dalende flank – Bepaalt de triggeractiveringsmethode.
- Triggervertraging – Past de timing aan tussen het signaal en de opname.
- Triggerfilters – Vermindert ongewenste ruisinterferentie.
3. Een triggersensor aansluiten op een Machine Vision Camera
Voorbeeld: Gebruik van een retroreflectieve sensor
In deze opstelling detecteert een retroreflectieve fotosensor (S100-PR-5-C10-PK) objecten en stuurt een triggersignaal naar de camera. Wanneer een object de gereflecteerde lichtstraal van de sensor onderbreekt, ontvangt de ingangspin van de camera stroom, waardoor de beeldopname wordt geactiveerd.
Voorbeeld: Gebruik van een voetschakelaar
Een voetschakelaar (FS-01) of een willekeurige analoge tuimelschakelaar (open/dicht circuit) kan ook worden gebruikt als trigger. Door het indrukken van het pedaal wordt het circuit gesloten en wordt er een signaal naar de camera gestuurd.
4. Een Machine Vision Camera gebruiken om een stroboscooplamp te activeren
Om een lichtbron te triggeren, wijs de stroboscoopfunctie van de camera toe aan een van de uitgangen:
Definieer Line1 als een uitgang
Stel LineSource = Strobe in
Wanneer de camera klaar is om licht vast te leggen, zal de strobe-uitgang een hoogspanningssignaal sturen. Het signaal blijft laag wanneer geen of slechts een deel van de pixels klaar is om licht vast te leggen.
Overwegingen voor Global vs. Rolling Shutter Cameras
Global Shutter: Alle pixels leggen gelijktijdig licht vast.
Rolling Shutter: Pixels leggen sequentieel vast; het strobe-signaal wordt geactiveerd na 1/framerate (bijv. 50 FPS → 20ms vertraging).
Voor rolling shutter cameras werkt het strobe-signaal alleen wanneer de belichtingstijd langer is dan 1/framerate. Raadpleeg QuickStart: 5 stappen om een LED te triggeren vanuit een Vision Camera met behulp van een strobe controller voor meer informatie.
5. Synchronisatie van meerdere camera's (Master/Slave-opstelling)
Voorbeeld van master-slave camera triggering
Hieronder ziet u een voorbeeld van een master camera die wordt getriggerd door een fotocelsensor, waarbij een slave camera is gesynchroniseerd met de master.
Wanneer de triggersensor wordt geactiveerd, geeft deze een hoogspanningssignaal af, waardoor Pin 1 van de master camera ook hoog wordt.
Zodra er een stijgende flank wordt gedetecteerd op Pin 1 van de master camera, opent de camera de verbinding tussen Pin 7 en Pin 8 zodra alle pixels klaar zijn om licht vast te leggen. Standaard zijn Pin 7 en Pin 8 normaal gesloten (NC).
Elektrisch gedrag:
Wanneer Pin 7 en 8 gesloten zijn:
De spanning op beide pinnen is laag en dus blijft Pin 1 van de slave camera ook laag.
Dan loopt de stroom van de 24V-voeding, via een 1K-weerstand (voor stroombegrenzing), vervolgens via Pin 8 en Pin 7 van de master camera, terug naar de massa van de voeding.
Wanneer Pin 7 en 8 open zijn:
De spanning op Pin 7 blijft laag, terwijl Pin 8 van de master camera hoog wordt. Daardoor wordt Pin 1 van de slave camera ook hoog.
De stroom loopt nu van de 24V-voeding, via de 1K-weerstand, vervolgens via Pin 1 van de slave camera, en tenslotte terug naar de massa van de voeding via Pin 3 van de slave camera.
6. Een strobecontroller triggeren met een Machine Vision Camera
Een machine - vision camera kan ook worden gebruikt om een externe lichtbron te activeren via een strobecontroller. Meer informatie is te vinden hier.
In deze opstelling:
· De camera genereert een triggersignaal bij het vastleggen van een afbeelding. Dit signaal wordt naar de strobecontroller gestuurd.
· Na ontvangst van de trigger voorziet de strobecontroller de LED-verlichting van stroom. De strobe-uitgang levert een hoogspanningssignaal wanneer alle pixels van de camera’s klaar zijn om licht vast te leggen. (Bij een global shutter camera zijn alle pixels gelijktijdig klaar. Bij Rolling shutter camera’s is er een vertraging van ongeveer 1/framerate voordat alle pixels gereed zijn.)
· LED-verlichting is aangesloten op de uitgang van de strobecontroller.
· Een analoge voetschakelaar is ook aangesloten op de ingang van de camera. Hiermee kan de camera handmatig worden getriggerd, wat op zijn beurt de lichtbron activeert.
7. I/O-poortconfiguraties en spanningsaspecten
Bij het integreren van een industriële machine vision camera is het belangrijk om de verschillen tussen GigE- en USB3-camera pinouts op te merken:
- GigE Camera's: Bieden de mogelijkheid om via de I/O-connector van stroom te worden voorzien
- USB3 Camera's: Vertrouwen altijd op de USB-busspanning voor voeding en kunnen niet via de I/O-connector van stroom worden voorzien.
Dit onderscheid heeft geen invloed op de schema's voor het triggeren van de camera, maar is essentieel bij het plannen van de voedingsconfiguratie voor uw systeem.
Triggerkabelaansluiting
Om een triggerkabel op uw camera aan te sluiten, raadpleeg dan de MER2 GigE Camera I/O- en MER2 USB3 Camera I/O-handleidingen. U kunt deze downloaden van onze Download-pagina.
8. Geavanceerde triggerfuncties
Wij adviseren om Lijn 0 als camera-ingang en Lijn 1 als camera-uitgang te gebruiken. Deze lijnen zijn optisch geïsoleerd, wat zorgt voor verhoogde betrouwbaarheid en storingsimmuniteit.
Spanningsspecificaties: Voor Lijn 0 & Lijn 1 (Optisch geïsoleerd)
- Logic 0 (Geen actie): 0V – +2,5V
- Logic 1 (Actie geactiveerd): +5V – +24V
Stroombereik: 7mA – 25mA | Een stroombegrenzende weerstand wordt aanbevolen voor spanningen boven 9V.
Spanningsspecificaties: Voor Lijn 2 & Lijn 3
Voor uitgebreide functionaliteit (indien er behoefte is aan meerdere i/o) kunnen Lijn 2 en Lijn 3 worden geconfigureerd als ingang of uitgang.
- Logic 0 (Geen actie): 0V – +0,6V
- Logic 1 (Actie geactiveerd): +1,9V – +24V
Let op: Wanneer u Lijn 2/3 als ingangen configureert, vermijd dan pull-down weerstanden boven 1KΩ, omdat deze ervoor kunnen zorgen dat de ingangsspanning hoger wordt dan 0,6V, waardoor Logic 0 niet correct wordt gedetecteerd. Om schade aan de GPIO-pinnen te voorkomen, sluit altijd eerst de GND-pin aan voordat u spanning toevoert aan Lijn 2/3.
9. Aanvullende triggerfuncties
Hardware triggering biedt diverse functies en opties om de betrouwbaarheid en nauwkeurigheid van uw camera-systeem te verbeteren:
- Rising/Falling Edge Delay: Bepaalt de tijd die nodig is voor de camera om te bevestigen dat er een geldig triggersignaal is ontvangen.
- Frame Trigger Wait: Zorgt ervoor dat de camera-uitgang hoog blijft totdat deze klaar is om de volgende hardware trigger te ontvangen. Deze instelling maakt de hoogst mogelijke triggerfrequentie mogelijk.
- Input Debouncer: Filtert pulsen met een korte duur door een minimale geldige signaallengte in te stellen voor zowel stijgende als dalende flanken. Dit helpt om valse triggers veroorzaakt door ruis te elimineren.
- Trigger Delay: Voegt een gedefinieerde vertraging toe tussen het moment dat een trigger wordt bevestigd en wanneer de camera de triggeractie uitvoert.
- Input Inverter: Maakt het mogelijk voor gebruikers om de logica van het ingangssignaal om te keren door de “LineInverter”-instelling te configureren.
10. Custom I/O-functies & RS232 Support
Als uw industriële camera application aangepaste I/O-functies vereist, zoals het gebruik van GPIO voor RS232
communicatie, bieden wij custom firmware-oplossingen.
Een Custom I/O-configuratie nodig?
Neem vandaag nog contact met ons op voor op maat gemaakte oplossingen die aan uw specifieke eisen voldoen.
