28/01/2023Le telecamere sCMOS di Tucsen utilizzano trigger TTL con un'interfaccia SMA standard. È sufficiente collegare un cavo trigger con connettore SMA dalla telecamera alla porta di ingresso trigger del dispositivo esterno. Le seguenti telecamere utilizzano questa interfaccia:
● Dhyana 400BSI
● Dhyana 95
● Dhyana 400D
● Dhyana 6060 e 6060BSI
● Dhyana 4040 e 4040BSI
● Dhyana XF95/XF400BSI
Se la tua videocamera è una Tucsen Dhyana 401D o una FL20-BW, segui le istruzioni specifiche per questi modelli disponibili qui di seguito.
Lo schema di collegamento qui sotto mostra dove collegare il cavo di attivazione alla fotocamera. Una volta effettuato il collegamento tra la fotocamera e il dispositivo esterno, si è pronti per configurare l'attivazione!
Cavo di attivazione e schemi di collegamento dei pin
Schema dei pin di attivazione per telecamere sCMOS con interfaccia trigger SMA.
| Pin SMA | Nome PIN | Spiegazione |
| 1 | TRIG.IN | Segnale di attivazione per controllare la temporizzazione dell'acquisizione della telecamera |
| 2 | TRIG.OUT1 | Uscita trigger 1 – Configurabile, predefinita: segnale 'Fine lettura' |
| 3 | TRIG.OUT2 | Uscita trigger 2 – Configurabile, predefinita: segnale 'Globale' |
| 4 | TRIG.OUT3 | Uscita trigger 3 – Configurabile, predefinita: segnale 'Avvio esposizione' |
Intervallo di tensione per l'attivazione
La tensione di uscita generata dall'attivazione del connettore SMA è di 3,3 V.
L'intervallo di tensione di ingresso accettato per il trigger in è compreso tra 3,3 V e 5 V
Modalità di attivazione & Impostazioni
Le telecamere sCMOS di Tucsen offrono diverse modalità operative per la gestione di trigger hardware esterni (segnali Trigger In), oltre ad alcune impostazioni da ottimizzare e scegliere in base all'applicazione. Queste impostazioni dovrebbero essere disponibili nel software in uso. Lo screenshot seguente mostra come appaiono queste impostazioni nel software Mosaic di Tucsen.
Impostazione del trigger hardware
Per questa impostazione sono disponibili quattro opzioni, che determinano se e come la telecamera funzionerà in base alla propria temporizzazione interna, indipendentemente da trigger esterni, oppure se il suo comportamento sarà controllato da segnali esterni. Inoltre, è possibile utilizzare un trigger software.
Queste impostazioni sono riassunte nella tabella sottostante, con maggiori informazioni fornite nelle sezioni successive.
| Collocamento | Spiegazione |
| Spento | Modalità di temporizzazione interna. Tutti i trigger esterni verranno ignorati e la fotocamera funzionerà alla massima velocità possibile. |
| Standard | Modalità operativa semplice a innesco, in cui ogni segnale di innesco avvia l'acquisizione di un fotogramma. |
| Sincronizzato | Dopo un segnale di avvio iniziale, la telecamera funzionerà ininterrottamente, e ogni nuovo segnale di avvio provocherà la fine dell'esposizione del fotogramma corrente e l'inizio del fotogramma successivo. |
| Globale | La fotocamera funzionerà in uno stato "pseudo-globale" per emulare l'effetto di un otturatore globale con una fotocamera rolling shutter, tramite la sincronizzazione con una sorgente luminosa. |
| Software | Una modalità avanzata per simulare un segnale di trigger tramite la funzione SetGpio. |
NotaIn tutti i casi, si verificherà un ritardo minimo tra la ricezione del segnale Trigger In e l'inizio dell'acquisizione. Questo ritardo sarà compreso tra zero e un tempo di riga della telecamera, ovvero il tempo impiegato dalla telecamera per leggere una riga. Per la Dhyana 95, ad esempio, il tempo di riga è di 21 μs, quindi il ritardo sarà compreso tra 0 e 21 μs. Per semplicità, questo ritardo non è mostrato nei diagrammi temporali sottostanti.
Modalità 'Off'
In questa modalità, la fotocamera funziona alla massima velocità in base alla temporizzazione interna, ignorando i trigger esterni.
Modalità standard
In modalità Standard, ogni fotogramma acquisito dalla telecamera richiede un segnale di trigger esterno. La durata dell'esposizione può essere impostata tramite il segnale di trigger (come in "Esposizione: Ampiezza") oppure tramite software (come in "Esposizione: Temporizzata").
Come nell'acquisizione non attivata, la telecamera è in grado di operare in "modalità sovrapposizione", il che significa che l'inizio dell'esposizione del fotogramma successivo può iniziare non appena la prima riga del fotogramma corrente ha terminato la sua esposizione e la sua lettura. Questo significa che è disponibile fino alla frequenza di fotogrammi massima della telecamera, a seconda della frequenza dei segnali di trigger in ingresso e del tempo di esposizione utilizzato.
A: Attivazione del comportamento in modalità Standard (Esposizione: Ampiezza, Bordo: In salita).
B: Attivazione del comportamento in modalità Standard (Esposizione: Tempo, Fronte: Crescente). Le forme gialle rappresentano l'esposizione della telecamera. 0H, 1H, 2H… rappresentano ciascuna riga orizzontale della telecamera, con un ritardo tra una riga e l'altra dovuto all'effetto rolling shutter della telecamera CMOS. Come per l'acquisizione "stream" non attivata, l'inizio del nuovo frame può sovrapporsi alla lettura del frame corrente, il che significa che le componenti diagonali delle forme gialle possono interconnettersi tra loro.
Modalità di sincronizzazione
La modalità di sincronizzazione è una potente funzionalità che può essere utilizzata, ad esempio, nella microscopia confocale a disco rotante per sincronizzare l'acquisizione della telecamera con la rotazione del disco, evitando così artefatti a strisce.
In questa modalità, il primo segnale di trigger in ingresso avvia l'esposizione del primo fotogramma. Il segnale di trigger successivo termina l'esposizione del fotogramma corrente e avvia il processo di lettura, immediatamente seguito dall'inizio dell'esposizione successiva, come mostrato nello schema sottostante. Questo processo si ripete per ogni segnale di trigger successivo. Si noti che ciò richiede l'invio di un impulso di segnale in più rispetto al numero di immagini acquisite.
La durata dell'esposizione in questa modalità è determinata dall'intervallo di tempo tra un segnale di attivazione e il successivo.
L'intervallo minimo tra i segnali di trigger corrisponde al tempo di lettura del frame, dato dall'inverso della frequenza di fotogrammi massima per quella telecamera. Per una Dhyana 95, con una frequenza di fotogrammi di 24 fps, l'intervallo minimo tra i segnali sarebbe quindi di 1000 ms / 24 ≈ 42 ms. Qualsiasi segnale inviato prima di questo intervallo verrà ignorato.
Modalità globale
In combinazione con una sorgente luminosa attivabile/pulsata, la modalità Globale consente alla fotocamera di operare in uno stato "pseudo-globale", evitando i problemi che possono insorgere con l'effetto rolling shutter della fotocamera in alcuni tipi di ripresa. Per ulteriori informazioni sugli otturatori pseudo-globali, consultare la sezione "Otturatore pseudo-globale" alla fine di questa pagina.
Come funziona la modalità globale
Attivazione modalità globale in corso.
In modalità Globale, all'avvio dell'acquisizione tramite software, la telecamera verrà "pre-attivata" per iniziare l'esposizione del fotogramma, consentendo lo "scorrimento" dell'inizio dell'esposizione lungo il sensore. Questa fase dovrebbe avvenire al buio, con la sorgente luminosa disattivata.
Una volta completato questo processo, la fotocamera è pronta a ricevere un segnale di trigger per avviare l'esposizione "globale", durante la quale la luce deve essere inviata alla fotocamera. La durata di questa fase di esposizione globale è impostata tramite software (come in "Esposizione: Temporizzata") o in base alla durata del segnale di trigger ricevuto (come in "Esposizione: Ampiezza").
Al termine di questa esposizione, la fotocamera inizierà la fase di "rolling" della fine dell'esposizione e avvierà immediatamente la fase di preesposizione per il fotogramma successivo; anche questa fase dovrebbe avvenire al buio.
Se la sorgente luminosa viene attivata da un segnale di trigger esterno, questo segnale può essere utilizzato anche per attivare l'acquisizione della telecamera, consentendo una configurazione hardware più semplice e pratica. In alternativa, se la sorgente luminosa emette un segnale di trigger per indicare che è accesa, questo può essere utilizzato per attivare l'acquisizione della telecamera.
Impostazione dell'esposizione
La durata del tempo di esposizione della fotocamera può essere controllata tramite software o tramite hardware esterno, agendo sulla durata del segnale di trigger. Sono disponibili due impostazioni per l'esposizione:
Temporizzato:L'esposizione della fotocamera viene impostata dal software.
LarghezzaLa durata del segnale alto (nel caso della modalità a fronte di salita) o del segnale basso (nel caso della modalità a fronte di discesa) viene utilizzata per determinare la durata del tempo di esposizione della fotocamera. Questa modalità è talvolta nota anche come trigger "a livello" o "a bulbo".
Impostazione del bordo
Per questa impostazione sono disponibili due opzioni, a seconda della configurazione hardware:
In aumentoL'acquisizione della telecamera viene attivata dal fronte di salita di un segnale da basso ad alto.
Cadente:L'acquisizione della telecamera viene attivata dal fronte di discesa di un segnale da alto a basso.
Impostazione del ritardo
È possibile impostare un ritardo tra il momento in cui viene ricevuto il segnale di attivazione e l'inizio dell'esposizione da parte della fotocamera. Questo ritardo può essere impostato tra 0 e 10 secondi, con un valore predefinito di 0 secondi.
Nota sulla temporizzazione dei trigger: assicurarsi di non perdere i trigger
In ciascuna modalità, l'intervallo di tempo tra i trigger (dato dalla somma della durata del segnale alto e del segnale basso) deve essere sufficientemente lungo da consentire alla telecamera di essere nuovamente pronta ad acquisire un'immagine. In caso contrario, i trigger inviati prima che la telecamera sia pronta ad acquisire nuovamente verranno ignorati.
Consulta le descrizioni delle modalità riportate sopra per conoscere i requisiti di temporizzazione di ciascuna modalità.
Modalità e impostazioni di attivazione
Una volta collegati i cavi Trigger Out tra l'hardware esterno e la/le porta/e Trigger Out della telecamera, come mostrato nella sezione "Schemi dei cavi e dei pin di Trigger" qui sopra, è possibile configurare la telecamera per l'emissione dei segnali di trigger appropriati per la propria configurazione. Le impostazioni per questa configurazione dovrebbero essere disponibili nel software in uso. Lo screenshot seguente mostra come appaiono queste impostazioni nel software Mosaic di Tucsen.
Porte di uscita trigger
Le telecamere sCMOS di Tucsen dispongono di tre porte Trigger Out, ciascuna con il proprio pin Trigger Out: TRIG.OUT1, TRIG.OUT2 e TRIG.OUT3. Ognuna può essere configurata in modo indipendente, funzionare autonomamente ed essere collegata a dispositivi esterni separati.
Tipo di attivazione
Esistono cinque opzioni per indicare la fase di funzionamento della telecamera che l'uscita di trigger deve segnalare:
Esposizione InizioInvia un segnale di trigger (da basso ad alto nel caso di trigger "Rising Edge") nel momento in cui inizia l'esposizione della prima riga di un fotogramma. La larghezza del segnale di trigger è determinata dall'impostazione "Larghezza".
Fine letturaIndica quando l'ultima riga della telecamera termina la lettura. La larghezza del segnale di trigger è determinata dall'impostazione 'Larghezza'.
Esposizione globaleIndica la fase di un'esposizione durante la quale tutte le righe della fotocamera espongono simultaneamente, dopo l'inizio dell'esposizione e prima della fine dell'esposizione e della lettura. Se utilizzato per controllare una sorgente luminosa o un altro evento nel vostro esperimento, può fornire un "otturatore pseudo-globale". Ciò consente di acquisire dati simultaneamente su tutto il sensore della fotocamera senza l'influenza dell'otturatore rolling shutter sCMOS. Per ulteriori informazioni sull'otturatore pseudo-globale, consultare la sezione "Otturatore pseudo-globale" di seguito.
Alto: Questa modalità fa sì che il pin emetta un segnale alto costante.
Basso:Questa modalità fa sì che il pin emetta un segnale basso costante.
Bordo del grilletto
Questo determina la polarità del grilletto:
In aumento:Il fronte di salita (da bassa ad alta tensione) viene utilizzato per indicare gli eventi
Cadente:Il fronte di discesa (da alta a bassa tensione) viene utilizzato per indicare gli eventi
Ritardo
È possibile aggiungere un ritardo personalizzabile alla temporizzazione del trigger, ritardando tutti i segnali dell'evento Trigger Out del tempo specificato, da 0 a 10 secondi. Il ritardo è impostato su 0 secondi per impostazione predefinita.
Larghezza del grilletto
Questo parametro determina la durata del segnale di trigger utilizzato per indicare gli eventi. La durata predefinita è di 5 ms, ma può essere personalizzata tra 1 μs e 10 s.
Otturatori pseudo-globali
In alcune applicazioni di imaging, il funzionamento con rolling shutter delle fotocamere può introdurre artefatti, inefficienze nella temporizzazione o nella dose di luce al campione, oppure sovrapposizioni tra le immagini quando si verificano cambiamenti hardware tra un fotogramma e l'altro. Il funzionamento pseudo-globale può ovviare a questi problemi.
ComePseudo globol Shutter Works
Quando inizia l'esposizione di un fotogramma, l'inizio dell'esposizione per ogni riga si "sposta" lungo la fotocamera fino a quando tutte le righe non sono esposte. Se, durante questo processo, la sorgente luminosa viene spenta e nessuna luce raggiunge la fotocamera, non verrà acquisita alcuna informazione durante la fase di "spostamento". Una volta che tutte le righe hanno iniziato a essere esposte, la fotocamera si comporta in modo "globale" e ogni parte della fotocamera è pronta a ricevere luce senza alcun tempo di attesa sul sensore.
Se la sorgente luminosa viene spenta nuovamente mentre lo "scorrimento" della fine dell'esposizione e la lettura di ciascuna riga si spostano sul sensore, ancora una volta non viene acquisita alcuna informazione durante questa fase non globale.
La durata dell'impulso della sorgente luminosa determina quindi l'esposizione effettiva della fotocamera, ovvero il tempo durante il quale la luce viene raccolta.
Le telecamere sCMOS Tucsen possono ottenere un otturatore pseudo-globale in due modi: attivando la telecamera e una sorgente luminosa tramite un temporizzatore esterno (vedere Impostazione attivazione hardware Trigger In: Globale sopra), oppure controllando una sorgente luminosa attivabile tramite le porte Trigger Out della telecamera impostate su Tipo di attivazione Trigger Out: Globale.
Tempistiche per le operazioni globali
Si noti che, quando si utilizza un otturatore pseudo-globale, la frequenza dei fotogrammi della fotocamera si riduce a causa della necessità di includere la fase di lettura/avvio dell'esposizione tra un fotogramma e l'altro. La durata di questa fase è determinata dal tempo di lettura della fotocamera, ad esempio circa 42 ms per il fotogramma intero di una Dhyana 95.
Il tempo totale per fotogramma è dato dalla somma del tempo di acquisizione del fotogramma precedente, del tempo di esposizione "globale" e di qualsiasi ritardo tra la fine della lettura del fotogramma precedente e l'attivazione dell'acquisizione del fotogramma successivo.
