28/01/2023As câmeras sCMOS da Tucsen utilizam disparadores TTL com uma interface SMA padrão. Isso requer simplesmente a conexão de um cabo disparador com um conector SMA da câmera à porta de entrada de disparador do seu dispositivo externo. As seguintes câmeras utilizam essa interface:
● Dhyana 400BSI
● Dhyana 95
● Dhyana 400D
● Dhyana 6060 e 6060BSI
● Dhyana 4040 e 4040BSI
● Dhyana XF95/XF400BSI
Se sua câmera for uma Tucsen Dhyana 401D ou uma FL20-BW, siga as instruções específicas para esses modelos, disponíveis abaixo.
O diagrama de pinagem abaixo mostra onde conectar o cabo de disparo na sua câmera. Depois de conectar a câmera ao dispositivo externo, você estará pronto para configurar o disparo!
Diagramas de Cabo e Pinagem do Disparador
Diagrama dos pinos de disparo para câmeras sCMOS com interface de disparo SMA.
| Pino SMA | Nome do pino | Explicação |
| 1 | TRIG.IN | Acione o sinal para controlar o tempo de aquisição da câmera. |
| 2 | TRIG.OUT1 | Saída de disparo 1 – Configurável, padrão: sinal 'Fim da leitura' |
| 3 | TRIG.OUT2 | Saída de disparo 2 – Configurável, padrão: sinal 'Global' |
| 4 | TRIG.OUT3 | Saída de disparo 3 – Configurável, padrão: sinal de 'Início da exposição' |
Faixa de tensão para disparo
A tensão de saída do sensor SMA é de 3,3V.
A faixa de tensão de entrada aceita para o gatilho é entre 3,3 V e 5 V.
Acionar em modos & Configurações
As câmeras sCMOS da Tucsen possuem diversos modos de operação para lidar com disparadores de hardware externos (sinais de entrada de disparo), além de algumas configurações que podem ser otimizadas e selecionadas para sua aplicação. Essas configurações devem estar disponíveis no seu pacote de software. A captura de tela abaixo mostra como essas configurações aparecem no software Mosaic da Tucsen.
Configuração do gatilho de hardware
Existem quatro opções para essa configuração, que determina como e se a câmera funcionará com base em sua própria temporização interna, independente de gatilhos externos, ou se o comportamento da câmera será controlado por sinais externos. Além disso, é possível usar um gatilho de software.
Essas configurações estão resumidas na tabela abaixo, com mais informações fornecidas nas seções seguintes.
| Contexto | Explicação |
| Desligado | Modo de temporização interna. Todos os gatilhos externos serão ignorados e a câmera funcionará em sua velocidade máxima possível. |
| Padrão | Modo de operação simples, acionado por gatilho, em que cada sinal de gatilho solicita a aquisição de um quadro. |
| Sincronizado | Após um sinal de disparo inicial de 'início', a câmera funcionará continuamente, com cada novo sinal de disparo acionando o fim da exposição do quadro atual e o início do próximo quadro. |
| Global | A câmera funcionará em um estado 'pseudo-global' para emular o efeito de um obturador global em uma câmera com obturador eletrônico, através da sincronização com uma fonte de luz. |
| Software | Um modo avançado para simular um sinal de disparo através da função SetGpio. |
ObservaçãoEm todos os casos, haverá um pequeno atraso entre o recebimento do sinal de disparo (Trigger In) e o início da aquisição. Esse atraso será entre zero e um tempo de linha da câmera – ou seja, o tempo que a câmera leva para ler uma linha. Para a Dhyana 95, por exemplo, o tempo de linha é de 21 μs, portanto o atraso será entre 0 e 21 μs. Esse atraso não é mostrado nos diagramas de temporização abaixo para simplificar a visualização.
Modo 'Desligado'
Nesse modo, a câmera opera em velocidade máxima com base em sua temporização interna, ignorando os gatilhos externos.
Modo padrão
No modo Padrão, cada fotograma capturado pela câmara requer um sinal de disparo externo. A duração da exposição pode ser definida pelo sinal de disparo (como em 'Exposição: Largura') ou por software (como em 'Exposição: Temporizada').
Assim como na aquisição sem disparo, a câmera é capaz de operar no 'modo de sobreposição', o que significa que o início da exposição do próximo quadro pode começar assim que a primeira linha do quadro atual terminar sua exposição e sua leitura. Isso significa que até a taxa de quadros completa da câmera está disponível, de acordo com a taxa de sinais de disparo recebidos e o tempo de exposição utilizado.
A: Acionar o comportamento no modo Padrão (Exposição: Largura, Borda: Ascendente).
B: Acionamento no modo Padrão (Exposição: Tempo, Borda: Ascendente). As formas amarelas representam a exposição da câmera. 0H, 1H, 2H… representam cada linha horizontal da câmera, com um atraso de uma linha para a seguinte devido ao obturador eletrônico da câmera CMOS. Assim como na aquisição de 'fluxo' sem acionamento, o início do novo quadro pode se sobrepor à leitura do quadro atual, o que significa que os componentes diagonais das formas amarelas podem se sobrepor.
Modo de sincronização
O modo de sincronização é um recurso poderoso que pode ser usado, por exemplo, na microscopia confocal de disco giratório para sincronizar a aquisição da imagem pela câmera com a rotação do disco, evitando artefatos de estrias.
Neste modo, o primeiro sinal de disparo inicia a exposição do primeiro quadro. O sinal de disparo seguinte encerra a exposição do quadro atual e inicia o processo de leitura, imediatamente seguido pelo início da próxima exposição, conforme mostrado no diagrama abaixo. Isso se repete para cada sinal de disparo subsequente. Observe que isso requer o envio de um pulso de sinal a mais do que o número de imagens adquiridas.
A duração da exposição neste modo é definida pelo intervalo de tempo entre um sinal de disparo e o seguinte.
O tempo mínimo entre os sinais de disparo é o tempo de leitura do quadro, dado pelo inverso da taxa de quadros máxima daquela câmera. Para uma Dhyana 95, com uma taxa de quadros de 24 fps, o tempo mínimo entre os sinais seria então de 1000 ms / 24 ≈ 42 ms. Qualquer sinal enviado antes desse tempo será ignorado.
Modo Global
Em combinação com uma fonte de luz pulsada/disparável, o modo Global permite que a câmera opere em um estado "pseudo-global", evitando problemas que podem surgir com o obturador eletrônico da câmera em certos tipos de imagem. Para mais informações sobre obturadores pseudo-globais, consulte a seção "Obturador Pseudo-Global" no final desta página.
Como funciona o Modo Global
Acionamento no modo global.
No modo Global, ao iniciar a aquisição por software, a câmera será "pré-disparada" para iniciar a exposição do quadro, permitindo que o início da exposição seja "registrado" pelo sensor. Esta etapa deve ocorrer no escuro, com a fonte de luz inativa.
Assim que esse processo terminar, a câmera estará pronta para receber um sinal de disparo para iniciar a exposição "global", durante a qual a luz deve ser enviada para a câmera. A duração dessa fase de exposição global é definida por software (como em "Exposição: Temporizada") ou pela duração do sinal de disparo recebido (como em "Exposição: Largura").
Ao final dessa exposição, a câmera começará a "gravar" o fim da exposição e iniciará imediatamente a fase de pré-exposição para o próximo quadro – novamente, essa etapa deve ocorrer no escuro.
Se a fonte de luz for ativada por um sinal de disparo externo, esse sinal também poderá ser usado para acionar a aquisição da câmera, permitindo uma configuração de hardware mais simples e conveniente. Alternativamente, se a fonte de luz emitir um sinal de disparo indicando que está ligada, esse sinal poderá ser usado para acionar a aquisição da câmera.
Configuração de exposição
A duração do tempo de exposição da câmera pode ser controlada por software ou por hardware externo através da duração do sinal de disparo. Existem duas configurações para Exposição:
Cronometrado:A exposição da câmera é definida pelo software.
LarguraA duração do sinal alto (no caso do modo de borda de subida) ou do sinal baixo (no caso do modo de borda de descida) é usada para determinar a duração do tempo de exposição da câmera. Esse modo também é conhecido como disparo "Nível" ou "Bulb".
Configuração de borda
Existem duas opções para essa configuração, dependendo da sua configuração de hardware:
AscendenteA aquisição de dados pela câmera é acionada pela transição ascendente de um sinal baixo para um sinal alto.
Caindo:A aquisição de dados pela câmera é acionada pela transição gradual de um sinal alto para um sinal baixo.
Configuração de atraso
É possível adicionar um atraso entre o momento em que o sinal de disparo é recebido e o momento em que a câmera inicia a exposição. Esse atraso pode ser definido entre 0 e 10 segundos, sendo o valor padrão 0 segundos.
Uma observação sobre o momento certo para acionar os gatilhos: certifique-se de não perder nenhum gatilho.
Em cada modo, o intervalo de tempo entre os disparos (dado pela duração do sinal alto mais o sinal baixo) deve ser suficientemente longo para que a câmera esteja novamente pronta para capturar uma imagem. Caso contrário, os disparos enviados antes que a câmera esteja pronta para capturar uma nova imagem serão ignorados.
Verifique as descrições dos modos acima para os requisitos de temporização de cada modo.
Modos e configurações de saída de disparo
Com os cabos de saída de disparo conectados entre o seu hardware externo e a(s) porta(s) de saída de disparo da câmera, conforme mostrado na seção "Diagramas de Cabos e Pinagem de Disparo" acima, você está pronto para configurar a câmera para emitir os sinais de disparo apropriados para sua configuração. As configurações para isso devem estar disponíveis no seu pacote de software. A captura de tela abaixo mostra como essas configurações aparecem no software Mosaic da Tucsen.
Portas de saída de gatilho
As câmeras sCMOS da Tucsen possuem três portas de saída de disparo (Trigger Out), cada uma com seu próprio pino de saída de disparo - TRIG.OUT1, TRIG.OUT2 e TRIG.OUT3. Cada uma pode ser configurada independentemente, operar de forma independente e ser conectada a dispositivos externos distintos.
Tipo de gatilho
Existem cinco opções para indicar qual fase de operação da câmera o sinal de disparo deve mostrar:
Início da exposiçãoEnvia um sinal de disparo (de nível baixo para alto no caso de disparadores 'Rising Edge'), no momento em que a primeira linha de um fotograma começa a ser exposta. A largura do sinal de disparo é determinada pela configuração 'Largura'.
Fim da leituraIndica quando a última linha da câmera termina sua leitura. A largura do sinal de disparo é determinada pela configuração 'Largura'.
Exposição GlobalIndica a fase de uma exposição durante a qual todas as linhas da câmera estão sendo expostas simultaneamente, após o início da exposição e antes do fim da exposição e da leitura dos dados. Se usado para controlar uma fonte de luz ou outro evento em seu experimento, isso pode fornecer um "pseudo-obturador global". Isso permite a aquisição simultânea de dados em todo o sensor da câmera sem a influência do obturador eletrônico do sCMOS. Para mais informações sobre o pseudo-obturador global, consulte a seção "Pseudo-obturador global" abaixo.
AltoEste modo faz com que o pino emita um sinal alto constante.
Baixo:Este modo faz com que o pino emita um sinal baixo constante.
Borda de disparo
Isso determina a polaridade do gatilho:
Ascendente:A transição ascendente (de baixa para alta tensão) é usada para indicar eventos.
Caindo:A transição descendente (de alta para baixa tensão) é usada para indicar eventos.
Atraso
É possível adicionar um atraso personalizável ao tempo de disparo, atrasando todos os sinais de evento de saída do gatilho pelo tempo especificado, de 0 a 10 segundos. O atraso é definido como 0 segundos por padrão.
Largura do gatilho
Isso determina a largura do sinal de disparo usado para indicar eventos. A largura padrão é de 5 ms, e pode ser personalizada entre 1 μs e 10 s.
Obturadores pseudo-globais
Para algumas aplicações de imagem, a operação da câmera com obturador rolante pode introduzir artefatos, ineficiências de temporização ou dose de luz na amostra, ou sobreposição entre imagens devido a alterações de hardware entre os quadros. A operação pseudo-global pode superar esses desafios.
ComoPseudo globalO obturador funciona
À medida que a exposição de um fotograma começa, o início da exposição de cada linha "rola" pela câmera até que todas as linhas estejam sendo expostas. Se, durante esse processo, a fonte de luz for desligada e nenhuma luz atingir a câmera, nenhuma informação será adquirida durante a fase de "rolagem". Assim que todas as linhas tiverem começado a ser expostas, a câmera estará funcionando "globalmente" e todas as partes da câmera estarão prontas para receber luz instantaneamente no sensor.
Se a fonte de luz for desligada novamente enquanto o sensor estiver 'rolando' no final da exposição e a leitura de cada linha estiver se movendo para baixo, nenhuma informação será adquirida durante essa fase não global.
A duração do pulso da fonte de luz determina, portanto, a exposição efetiva da câmera, ou seja, o tempo durante o qual a luz é coletada.
As câmeras sCMOS da Tucsen podem obter um obturador pseudo-global por meio de dois métodos: acionando a câmera e uma fonte de luz através de um temporizador externo (consulte Configuração de acionamento por hardware de entrada: Global acima) ou controlando uma fonte de luz acionável por meio das portas de saída de acionamento da câmera configuradas para Tipo de saída de acionamento: Global.
Cronograma para a operação global
Note que, ao operar com um obturador pseudo-global, a taxa de quadros da câmera é reduzida devido à necessidade de incluir a fase de leitura/início da exposição entre os quadros. A duração dessa fase é definida pelo tempo de leitura da câmera, por exemplo, em torno de 42 ms para o quadro completo de uma Dhyana 95.
O tempo total por quadro é dado pelo tempo deste quadro, mais o tempo de exposição 'global', mais qualquer atraso entre o final da leitura do quadro anterior e o disparo para iniciar a aquisição do próximo quadro.
