Einführung in die Einrichtung der Auslösung für Dhyana 401D und FL20-BW |

Die Dhyana 401D und die FL20-BW verwenden eine Auslösung über einen Optokoppler-Isolationskreis – einen weit verbreiteten Industriestandard, der die präzise Elektronik der Kamera von externen Spannungsspitzen oder Störungen isoliert. Die Anforderungen an Optokoppler-Isolationskreise unterscheiden sich geringfügig von denen des in anderen Kameras verwendeten TTL-Standards.

Der Optokoppler selbst ist ein Halbleiterbauelement, bestehend aus einer Leuchtdiode (LED) und einem lichtempfindlichen Transistor, der wie ein Schalter funktioniert. Wenn die Kamera ein Triggersignal ausgeben möchte, sendet die LED eine geringe Lichtmenge an den lichtempfindlichen Transistor, der dann Strom durchlässt. Die beiden Schaltkreise sind jedoch vollständig voneinander isoliert, sodass die Kamera vor elektrischen Störungen durch externe Geräte geschützt ist. Ebenso aktivieren Eingangstrigger Optokoppler, die ihre Signale an die Kamera weiterleiten.

BeispielTrigger-Setup für optokopplerisolierte Triggerschaltungen. Der gestrichelte blaue Kasten zeigt die externe Ausrüstung der Kamera. Die mit „TRIGGER OUT“ gekennzeichnete Leitung ist der Trigger-Out-Pin der Kamera. Bei mehreren Trigger-Out-Pins wiederholt sich die gesamte Schaltung. Die Spannungsquelle VCC2 und der Widerstand R3 müssen vom Benutzer hinzugefügt werden.

Anders als bei TTL-Triggern, bei denen der Triggerausgang der Kamera die über das Triggerkabel gesendete Spannung direkt steuern kann, z. B. ein 5-V-High-Signal an ein externes Gerät, verhalten sich optokopplerisolierte Schaltkreise eher wie ein Schalter und steuern lediglich, ob ein geschlossener Schaltkreis hergestellt wird oder nicht. Die Spannung in diesem Schaltkreis muss extern über einen Widerstand eingestellt (auch „hochgezogen“ genannt) werden. Um den Schaltkreis zu vervollständigen, muss der Triggerschaltkreis schließlich geerdet werden – die Kamera verfügt über einen „Trigger Ground“-Pin, der im Abschnitt „Pin-Belegungsdiagramme“ unten dargestellt ist und mit der elektrischen Masse verbunden werden muss.

Wie im obigen Diagramm dargestellt, müssen eine Spannungsquelle VCC2 und ein Widerstand R3 hinzugefügt werden. Die empfohlene Spannung liegt zwischen 5 V und 24 V, abhängig von der Spannung, die der Trigger im Anschluss Ihres externen Geräts erwartet. Bei den meisten Geräten liegt diese jedoch bei 5 V. Der Widerstand R3 bestimmt den Stromfluss im Stromkreis. Der empfohlene Widerstand beträgt 1 kΩ.

Einrichten des Triggerausgangs

Wenn die Kamera ein Triggersignal ausgeben möchte, wird der Optokopplerkreis geschlossen und Strom kann fließen. Das externe Gerät registriert die Spannungsänderung.

Beachten Sie, dass Sie zur Verwendung mehrerer Trigger-Ausgangspins separate Schaltkreise mit eigener Spannungsquelle und eigenem Widerstand benötigen.

Zusammengefasst benötigen Sie:

1. Der Trigger-Out-Pin der von Ihnen verwendeten Kamera muss mit dem Trigger-In-Port des externen Geräts verbunden werden.

2. Parallel zur Trigger-Out-Pin-Leitung muss außerdem ein Widerstand R3 angeschlossen sein, und in Reihe dazu eine Spannungsquelle VCC2, wie im Diagramm gezeigt.

3. Der Wert von VCC2 sollte auf die erforderliche Auslösespannung Ihres Geräts eingestellt werden, normalerweise 5 V, obwohl die Kamera einen Bereich von 5 V bis 24 V unterstützt.

4. Der empfohlene Wert von R3 beträgt 1KΩ

5. Der Trigger-Massestift der Kamera muss mit der Erde verbunden werden.

6. Diese Schaltung sollte für jeden verwendeten Trigger-Out-Pin wiederholt werden.

7. Dann ist Ihre Schaltung einsatzbereit!

Einrichten des Trigger-Eingangs

Die Einrichtung für Trigger In ist identisch mit der für Trigger Out. Verbinden Sie den Trigger In-Anschluss der Kamera mit dem Ausgang Ihres externen Geräts und einer Spannungsquelle sowie den Masseanschluss mit Masse. Stellen Sie sicher, dass die Eingangsspannung des externen Pull-Up-Anschlusses im Bereich zwischen 5 und 24 V liegt.

Triggerkabel und Pinbelegungsdiagramme

Nachfolgend finden Sie die Pinbelegungsdiagramme für die FL20BW (links) und die Dhyana 401D (rechts). Diese Kameras verwenden ein Hirose-Breakout-Kabel, um einen einfachen Zugriff auf jeden Pin zu ermöglichen. Darunter befindet sich die Funktionstabelle für jeden Pin, die für beide Kameras identisch ist.

Trigger-Pin-Diagramme für die FL20BW (links) und die Dhyana 401D (rechts). Beachten Sie die Position der USB- und Stromanschlüsse, um sicherzustellen, dass die Kamera in der richtigen Ausrichtung ist, damit Sie die Pin-Nummern erkennen können.

Pin auf Hirose-Steckverbinder	Pin-Name	Erläuterung
1	TRI_IN	Trigger-In-Signal zur Steuerung des Kameraerfassungszeitpunkts
2	TRI_GND TRI	Erdungsstift. Dieser muss mit der elektrischen Masse verbunden werden, damit die Auslöser funktionieren.
3	NC	Nicht verbunden – keine Funktion
4	TRI_OUT0	Trigger Out - Belichtungsstartsignale
5	TRI_OUT1	Trigger Out – Auslesen der Endsignale
6	NC	Nicht verbunden – keine Funktion

Stellen Sie sicher, dass Ihre Triggerschaltung wie im Abschnitt „Einführung in die Triggereinrichtung…“ oben eingerichtet ist, einschließlich der Spannungsquelle, des Widerstands und des an eine elektrische Masse angeschlossenen Erdungskabels. Dann sollten Sie bereit sein, die gewünschten Triggermodi in der Software einzurichten.

Trigger-In-Modi und -Einstellungen

Wenn die Kamera im „Hardware-Trigger“-Modus betrieben wird, wird die Bildaufnahme durch Signale auf dem Trigger-In-Kabel ausgelöst.

In Ihrem Softwarepaket stehen Ihnen einige Einstellungen zur Optimierung und Auswahl für Ihre Anwendung zur Verfügung. Der folgende Screenshot zeigt, wie diese Einstellungen in der Mosaic-Software von Tucsen aussehen.

Hardware-Trigger-Einstellung

Beim FL20BW und Dhyana 401D sind nur die Modi „Aus“ und „Standard“ betriebsbereit.

Aus: In diesem Modus ignoriert die Kamera externe Auslöser und läuft mit voller Geschwindigkeit auf Basis der internen Zeitsteuerung.

Standard: In diesem Modus benötigt jedes Bild der Kameraerfassung ein externes Triggersignal. Die Einstellungen „Belichtung“ und „Kante“ bestimmen Art und Verhalten dieses Signals und der Erfassung.

Belichtungseinstellung

Die Belichtungszeit der Kamera kann entweder per Software oder über externe Hardware über die Dauer des Triggersignals gesteuert werden. Für die Belichtung gibt es zwei Einstellungen:

Zeitgesteuert:Die Belichtung der Kamera wird durch die Software eingestellt.

Diagramm, das das Triggerverhalten im zeitgesteuerten Modus mit steigender Flanke zeigt. Der Beginn jeder Belichtung wird mit der steigenden Flanke eines externen Triggerimpulses synchronisiert, wobei die Belichtungszeit softwareseitig eingestellt wird. Gelbe Formen stellen die Kamerabelichtung dar. 0H, 1H, 2H… stellen jede horizontale Kamerazeile dar, mit einer Verzögerung von einer Zeile zur nächsten aufgrund des Rolling Shutters der CMOS-Kamera.

Breite: Die Dauer des High-Signals (im Fall der steigenden Flanke) bzw. des Low-Signals (im Fall der fallenden Flanke) bestimmt die Belichtungszeit der Kamera. Dieser Modus wird auch als „Level“- oder „Bulb“-Trigger bezeichnet.

Diagramm, das das Triggerverhalten im Breitenmodus mit dem Triggermodus „Ansteigende Flanke“ zeigt. Der Beginn jeder Belichtung wird mit der steigenden Flanke eines externen Triggerimpulses synchronisiert, wobei die Belichtungszeit durch die Dauer des High-Signals bestimmt wird.

Kanteneinstellung

Für diese Einstellung gibt es je nach Hardware-Konfiguration zwei Möglichkeiten:

Aufstand: Die Kameraerfassung wird durch die steigende Flanke eines Low-to-High-Signals ausgelöst.

Fallen:Die Kameraerfassung wird durch die fallende Flanke eines High-Low-Signals ausgelöst.

Verzögerungseinstellung

Vom Empfang des Auslösers bis zum Beginn der Belichtung kann eine Verzögerung hinzugefügt werden. Diese kann zwischen 0 und 10 Sekunden eingestellt werden. Der Standardwert ist 0 Sekunden.

Ein Hinweis zum Trigger-Timing: Stellen Sie sicher, dass Trigger nicht verpasst werden

In jedem Modus muss die Zeitspanne zwischen den Triggern (ergibt sich aus der Dauer des High-Signals plus des Low-Signals) lang genug sein, damit die Kamera wieder zur Bildaufnahme bereit ist. Andernfalls werden Trigger, die gesendet werden, bevor die Kamera wieder zur Aufnahme bereit ist, ignoriert.

Die Zeitspanne, die die Kamera benötigt, um ein Signal zu empfangen, unterscheidet sich bei der FL-20BW und der Dhyana 401D geringfügig.

FL- 20BW: Die Mindestverzögerung zwischen den Auslösern wird durch die Belichtungszeit gegebenPlusdie Frame-Auslesezeit. D.h. am Ende einer Belichtung muss das Frame ausgelesen werden, bevor ein neuer Trigger empfangen werden kann.

Dhyana 401D: Die Mindestverzögerung zwischen den Triggern wird entweder durch die Belichtungszeit oder die Frame-Auslesezeit bestimmt, je nachdem, welche Zeit länger ist. Das bedeutet, dass sich die Aufnahme des nächsten Frames und das Auslesen des vorherigen Frames zeitlich überschneiden können, d. h. ein Trigger kann vor dem Ende des Auslesens des vorherigen Frames empfangen werden.

Zeitdiagramm, das den Mindestabstand zwischen den Triggern für den FL20-BW im (1) Breitenbelichtungsmodus und (2) Zeitbelichtungsmodus mit einem Trigger mit steigender Flanke zeigt. In (1) muss die Dauer des Low-Signals gleich oder größer als die Auslesezeit der Kamera sein. In (2) muss die Dauer des High-Signals plus des Low-Signals (d. h. die Wiederholungszeit/Periode des Signals) größer als die Belichtungszeit + die Auslesezeit sein.

Trigger-Out-Modi und -Einstellungen

Sobald Ihr Triggerkreis wie oben unter „Einrichten des Triggerausgangs“ beschrieben eingerichtet ist, können Sie die Kamera so konfigurieren, dass sie für Ihre Anwendung geeignete Trigger sendet.

Trigger-Ausgangsports

Die Kamera verfügt über zwei Trigger-Out-Ports, Port1 und Port2, jeweils mit eigenem Trigger-Out-Pin (TRIG.OUT0 bzw. TRIG.OUT1). Jeder Port kann unabhängig betrieben und an separate externe Geräte angeschlossen werden.

Trigger Out-Typ

Diagramm, das die Wirkung verschiedener Einstellungen für „Triggerausgang: Art“ demonstriert, in diesem Fall für „Kante: Steigend“. Der Trigger „Belichtungsstart“ wird hoch, wenn die erste Zeile mit der Belichtung beginnt. Der Trigger „Ausleseende“ wird hoch, wenn die letzte Zeile ihre Auslesung beendet.

Es gibt zwei Optionen, welche Phase des Kamerabetriebs der Triggerausgang anzeigen soll:

Belichtungsbeginnsendet einen Trigger (von niedrig nach hoch bei „steigenden Flanken“-Triggern), sobald die erste Zeile eines Frames belichtet wird. Die Breite des Triggersignals wird durch die Einstellung „Breite“ bestimmt.

Auslesen Endegibt an, wann die letzte Zeile der Kamera ihre Auslesung beendet. Die Breite des Triggersignals wird durch die Einstellung „Breite“ bestimmt.

Triggerflanke

Dadurch wird die Polarität des Triggers bestimmt:

Aufstand:Die steigende Flanke (von niedriger zu hoher Spannung) wird verwendet, um Ereignisse anzuzeigen

Fallen:Die fallende Flanke (von hoher zu niedriger Spannung) wird verwendet, um Ereignisse anzuzeigen

Verzögerung

Eine anpassbare Verzögerung kann in den Trigger-Zeitpunkt eingefügt werden, wodurch alle Trigger-Out-Ereignissignale um die angegebene Zeit (0 bis 10 Sekunden) verzögert werden. Die Verzögerung ist standardmäßig auf 0 Sekunden eingestellt.

Triggerbreite

Hiermit wird die Breite des Triggersignals zur Anzeige von Ereignissen festgelegt. Die Standardbreite beträgt 5 ms und kann zwischen 1 μs und 10 s angepasst werden.