27.01.2023В камерах Dhyana 401D и FL20-BW используется схема синхронизации на основе оптопары — широко распространенный промышленный стандарт, позволяющий изолировать высокоточную электронику камеры от внешних электрических скачков напряжения или помех. Требования к схемам синхронизации на основе оптопары несколько отличаются от требований стандарта TTL, используемого в других камерах.
Оптопара сама по себе представляет собой твердотельный компонент, состоящий из светодиода (LED) и фоточувствительного транзистора, который действует как переключатель. Когда камера хочет выдать пусковой сигнал, небольшое количество света посылается от светодиода к фоточувствительному транзистору, который затем пропускает через него ток. Но две цепи остаются полностью изолированными друг от друга, что означает, что камера защищена от любых электрических помех от внешнего устройства. Аналогично, входные сигналы запускают оптопары, передавая свои сигналы в камеру.
ПримерСхема запуска для оптоизолированных цепей запуска. Пунктирная синяя рамка показывает оборудование, расположенное вне камеры. Линия с маркировкой «TRIGGER OUT» — это вывод Trigger Out камеры. Вся схема повторяется в случае наличия нескольких выводов Trigger Out. Источник напряжения VCC2 и резистор R3 должны быть добавлены пользователем.
В отличие от TTL-триггеров, где выходной контакт триггера камеры может напрямую управлять напряжением, передаваемым по кабелю триггера, например, посылая сигнал высокого уровня 5 В на внешнее устройство, схемы с оптопарами действуют скорее как переключатель, управляя только тем, замыкается ли цепь или нет. Напряжение в этой цепи должно устанавливаться (также известное как «подтягивание») извне через резистор. Наконец, для создания замкнутой цепи триггерная цепь должна быть подключена к земле — камера имеет вывод «Заземление триггера», показанный в разделе «Схемы расположения выводов» ниже, который должен быть подключен к электрической земле.
Как показано на схеме выше, необходимо добавить источник напряжения VCC2 и резистор R3. Рекомендуемое напряжение составляет 5–24 В, в зависимости от напряжения, которое ожидает триггер, подключенный к вашему внешнему устройству, хотя для большинства устройств это может быть 5 В. Резистор R3 определяет ток, протекающий в цепи, и рекомендуемое сопротивление составляет 1 кОм.
Настройка выхода триггера
Когда камера хочет выдать пусковой сигнал, цепь оптопары замыкается, и может протекать ток, а внешнее устройство регистрирует изменение напряжения.
Обратите внимание, что для использования нескольких выводов запуска необходимы отдельные схемы со своим собственным источником напряжения и резистором.
В итоге вам потребуется:
1. Контакт Trigger Out используемой вами камеры подключается к порту Trigger In внешнего устройства.
2. Также параллельно линии вывода Trigger Out необходимо подключить резистор R3, а последовательно с ним источник напряжения VCC2, как показано на схеме.
3. Значение VCC2 следует установить равным требуемому напряжению срабатывания вашего устройства, обычно 5 В, хотя камера поддерживает диапазон 5–24 В.
4. Рекомендуемое значение R3 составляет 1 кОм.
5. Контакт Trigger Ground камеры должен быть подключен к заземлению.
6. Эту схему следует повторить для каждого используемого вывода запуска.
7. Тогда ваша схема готова к работе!
Настройка триггера
Схема подключения Trigger In идентична схеме подключения Trigger Out: разъем Trigger In камеры подключается к выходу внешнего устройства и источнику напряжения, а контакт заземления — к земле. Убедитесь, что входное напряжение от внешнего подтягивающего резистора находится в диапазоне 5–24 В.
Схема подключения и распиновки кабеля триггера
Ниже представлены схемы расположения контактов для FL20BW (слева) и Dhyana 401D (справа). В этих камерах используется разветвительный кабель Hirose, обеспечивающий легкий доступ к каждому контакту. Ниже приведена таблица функций каждого контакта, одинаковая для обеих камер.
Схемы расположения контактов спускового механизма для FL20BW (слева) и Dhyana 401D (справа). Обратите внимание на расположение разъемов USB и питания, чтобы убедиться, что камера находится в правильной ориентации для определения номеров контактов.
| Штифт на разъеме Hirose | Название пин-кода | Объяснение |
| 1 | TRI_IN | Сигнал Trigger In используется для управления временем захвата изображения камерой. |
| 2 | TRI_GND TRI | Контакт заземления. Для работы триггеров его необходимо подключить к электрическому заземлению. |
| 3 | NC | Не подключено – нет функции |
| 4 | TRI_OUT0 | Сигналы срабатывания затвора и начала экспозиции |
| 5 | TRI_OUT1 | Сигналы завершения считывания (Trigger Out – Readout End signals) |
| 6 | NC | Не подключено – нет функции |
Убедитесь, что ваша схема запуска настроена так же, как описано в разделе «Введение в настройку запуска…» выше, включая источник напряжения, резистор и заземляющий кабель, подключенный к электрическому заземлению, и вы будете готовы настроить желаемые режимы запуска в программном обеспечении.
Запуск в режимах и настройках
Когда камера работает в режиме «Аппаратный триггер», захват кадров будет запускаться сигналами на кабеле Trigger In.
В программном обеспечении доступно несколько настроек для оптимизации и выбора параметров вашего приложения. На скриншоте ниже показано, как эти настройки отображаются в программе Mosaic от Tucsen.
Настройка аппаратного триггера
Для моделей FL20BW и Dhyana 401D доступны только режимы «Выкл.» и «Стандартный».
ВыключенныйВ этом режиме камера игнорирует внешние триггеры и работает на полной скорости, используя внутренние таймеры.
СтандартВ этом режиме для каждого кадра съемки с камеры потребуется внешний пусковой сигнал. Настройки «Экспозиция» и «Граница» определяют характер и поведение этого сигнала и процесса съемки.
Настройка экспозиции
Длительность экспозиции камеры можно регулировать либо программным обеспечением, либо внешним оборудованием посредством длительности пускового сигнала. Для параметра «Экспозиция» предусмотрены два значения:
Замерено по времени:Параметры экспозиции камеры устанавливаются программным обеспечением.
Диаграмма, демонстрирующая поведение запуска в режиме синхронизации по времени, с режимом запуска по восходящему фронту. Начало каждой экспозиции синхронизируется с восходящим фронтом внешнего триггерного импульса, а время экспозиции устанавливается программно. Желтые фигуры обозначают экспозицию камеры. 0H, 1H, 2H… обозначают каждый горизонтальный ряд кадров камеры, с задержкой между рядами из-за эффекта «роллинг-шаттера» CMOS-камеры.
ШиринаДлительность высокого сигнала (в режиме восходящего фронта) или низкого сигнала (в режиме нисходящего фронта) используется для определения длительности экспозиции камеры. Этот режим также иногда называют триггером «Уровень» или «Выдержка до длительности».
Диаграмма, демонстрирующая поведение запуска в режиме ширины импульса, с режимом запуска по восходящему фронту. Начало каждой экспозиции синхронизируется с восходящим фронтом внешнего триггерного импульса, а время экспозиции определяется длительностью высокого сигнала.
Настройка края
В зависимости от конфигурации вашего оборудования, для этой настройки доступны два варианта:
ВосходящийЗахват изображения камерой запускается по восходящему фронту сигнала, переходящего из низкого уровня в высокий.
Падение:Захват изображения камерой запускается по спадающему фронту сигнала, переходящего из высокого уровня в низкий.
Настройка задержки
Можно добавить задержку с момента получения сигнала до начала экспозиции камерой. Её можно установить в диапазоне от 0 до 10 секунд, значение по умолчанию — 0 секунд.
Примечание по времени срабатывания триггеров: убедитесь, что триггеры не пропущены.
В каждом режиме интервал между срабатываниями триггера (определяемый суммой длительности высокого и низкого сигналов) должен быть достаточно большим, чтобы камера снова была готова к съемке изображения. В противном случае триггеры, отправленные до того, как камера снова будет готова к съемке, будут проигнорированы.
Время, необходимое камере для готовности к приему сигнала, немного различается у моделей FL-20BW и Dhyana 401D.
ФЛ- 20BWМинимальная задержка между срабатываниями определяется временем экспозиции.плюсВремя считывания кадра. То есть, в конце экспозиции кадр должен быть считан до того, как будет получен новый сигнал срабатывания.
Дхьяна 401DМинимальная задержка между срабатываниями определяется либо временем экспозиции, либо временем считывания кадра, в зависимости от того, какое из них больше. То есть, получение следующего кадра и считывание предыдущего кадра могут перекрываться по времени, а это значит, что срабатывание может быть получено до окончания считывания предыдущего кадра.
Временная диаграмма, показывающая минимальный промежуток между срабатываниями триггера для FL20-BW в (1) режиме широких срабатываний и (2) режиме временных срабатываний с триггером по восходящему фронту. В (1) длительность низкого сигнала должна быть равна или больше времени считывания для камеры. В (2) длительность высокого сигнала плюс длительность низкого сигнала (т.е. время повтора / период сигнала) должна быть больше времени экспозиции + времени считывания.
Режимы и настройки запуска
После того, как вы настроите схему запуска, как указано в разделе «Настройка выхода запуска» выше, вы готовы настроить камеру для отправки сигналов запуска в соответствии с вашими задачами.
Выходные порты триггера
Камера имеет два порта Trigger Out, Port1 и Port2, каждый со своим собственным контактом Trigger Out (TRIG.OUT0 и TRIG.OUT1 соответственно). Каждый из них может работать независимо и подключаться к отдельным внешним устройствам.
Тип триггера
Диаграмма, демонстрирующая эффект различных настроек параметра «Trigger Out: Kind», в данном случае для параметра Edge: Rising. Триггер «Exposure Start» переходит в высокое состояние, когда начинается экспозиция первого ряда. Триггер «Readout End» переходит в высокое состояние, когда завершается считывание последнего ряда.
Существует два варианта отображения фазы работы камеры на выходе триггера:
Начало экспозицииСигнал запуска (от низкого уровня к высокому в случае запуска по «восходящему фронту») поступает в момент начала экспозиции первой строки кадра. Ширина сигнала запуска определяется параметром «Ширина».
Конец считыванияУказывает, когда завершается считывание данных из последней строки камеры. Ширина сигнала запуска определяется параметром «Ширина».
Trigger Edge
Это определяет полярность спускового крючка:
Восхождение:Восходящий фронт (от низкого к высокому напряжению) используется для индикации событий.
Падение:Спадающий фронт (от высокого к низкому напряжению) используется для индикации событий.
Задерживать
В параметры запуска можно добавить настраиваемую задержку, которая будет задерживать все сигналы события Trigger Out на указанное время, от 0 до 10 секунд. По умолчанию задержка установлена на 0 секунд.
Ширина триггера
Этот параметр определяет ширину триггерного сигнала, используемого для индикации событий. Ширина по умолчанию составляет 5 мс, и её можно настроить в диапазоне от 1 мкс до 10 с.
