Wie wählt man industrielle Kamera-Schnittstellen in der Maschinenvision aus?

Wie viel wissen Sie über industrielle Kamera-Schnittstellen? Gängige industrielle Kamera-Schnittstellen können in verschiedene Typen unterteilt werden, darunter Gigabit Ethernet (GigE), 10-Gigabit Ethernet (10-GigE), USB3.0, USB2.0, CameraLink und CoaXPress. Was sind die Unterschiede zwischen ihnen und wie sollten wir eine Auswahl treffen?

Die am weitesten verbreitete Schnittstelle ist Gigabit Ethernet (GigE), das wegen seiner Kosteneffizienz und allgemeinen Verfügbarkeit bevorzugt wird. Es eignet sich für Anwendungen mit mittlerer Auflösung und hoher Bildrate. s, könnten unterstützt Übertragungsstrecken bis zu 100 Metern ohne Wiederholer (erweiterbar mit Signalverstärkern) und erreicht Geschwindigkeiten bis zu 1 Gbps. Mit starken Störfestigkeitsfunktionen erfüllt es die Anforderungen der meisten industriellen Anwendungen.

Die aktualisierte Version, 10-Gigabit Ethernet (10-GigE), bietet zehnfache Geschwindigkeitsverbesserungen (10 Gbps), während sie ähnliche Charakteristiken wie GigE beibehält. Es kann 30 Meter über Standardkupferkabel übertragen; Glasfaserkabel erweitern dies auf über 10 Kilometer (mit Konvertieren).  Diese Schnittstelle ist ideal für Benutzer, die priorisieren, hohe Übertragungsgeschwindigkeiten bei gleichzeitiger Kosteneffizienz zu erreichen. Es kann in h ochgeschwindigkeits-Bewegungsanalyse, 4K/8K-Bildgebung und großen Mehrkamerasynchronisationsystemen eingesetzt werden, die extrem hohe Bandbreiten verlangen.

USB3.0-Schnittstellen erreichen Geschwindigkeiten von 3 Gbps, leiden jedoch unter den inherenten Einschränkungen von USB: schwache Störfestigkeit und eine empfohlene maximale Kabelänge von 5 Metern (ab der Paketverlust und Bildausfälle häufiger werden). Es ist ein nti- i nterferenz c fähigkeit iS  m mäßig, verbesserte Signale_protokolle, aber begrenzte Kabelabschirmung.  Trotz dieser Nachteile sorgt ihre Allgegenwart für eine breite industrielle Einführung. Es ist geeignet für Industrieinspektion mittlerer Geschwindigkeit, medizinische Bildgebung, Laborforschung und Szenarien, die eine flexible Bereitstellung erfordern.

USB2.0 bietet eine maximale theoretische Geschwindigkeit von 480 Mbps (Megabits pro Sekunde), was deutlich langsamer ist als moderne Schnittstellen wie USB3.0 oder GigE. Dadurch ist es nur für Anwendungen mit niedrigen Auflösungen oder geringen Bildwiederholraten geeignet.  Seine effektive Kabellänge ist auf etwa 3–5 Meter begrenzt, ohne dass es zu Signalverlusten kommt.  Aufgrund seiner geringen Kosten und der Plug-and-Play-Konvenienz bleibt USB2.0 in nicht kritischen, budgetbewussten Anwendungen wie Basis-Inspektionssystemen, Bildungseinrichtungen oder älterem Equipment mit geringen Geschwindigkeitsanforderungen relevant.

CameraLink unterstützt hohe Datentransferraten, wobei die Konfigurationen von Base (2,04 Gbps) bis Deca (6,8 Gbps) reichen. Obwohl schneller als GigE oder USB, wird es heute von CoaXPress (CXP) übertroffen.  Mit dedizierten Framegrabbern und Koaxialkabeln kann CameraLink eine stabile Übertragung bis zu 10 Metern erreichen. Längere Distanzen erfordern jedoch Wiederholer oder Faserkabelkonverter, was die Komplexität und die Kosten erhöht.  Entworfen für industrielle Verwendung bietet CameraLink durch geschirmte Kabel und differentialsignales eine starke Widerstandsfähigkeit gegen EMI, was es zuverlässig in rauen Umgebungen macht.  Obwohl CameraLink einst der Goldstandard für Hochgeschwindigkeitsaufnahmen war, wird es immer noch in Legacy-Systemen oder Anwendungen mit moderaten Geschwindigkeitsanforderungen und deterministischer Latenz eingesetzt, wie bei Halbleiterinspektion, Hochgeschwindigkeits-Förderbändern oder Szenarien, in denen ein Upgrade auf CXP kostenintensiv wäre.

Schließlich hebt sich die zunehmend beliebte CoaXPress (CXP)-Schnittstelle durch ultrahochgeschwindige Anwendungen hervor. Mit einer Kapazität von über 50 Gbps hat sie sich zu einem unerlässlichen Werkzeug für ultrahochauflösende Szenarien mit zehn oder sogar hundert Megapixeln entwickelt. Ihre Einführung hat etablierte Hochgeschwindigkeitsschnittstellen wie CameraLink im Vergleich veraltet erscheinen lassen. Wenn Budgetbeschränkungen gering sind und extreme Geschwindigkeit oberstes Ziel ist, tritt CXP als optimale Wahl hervor.

Wie wählt man also die Schnittstellen von Industiekameras in Machine-Vision-Systemen aus? Es hängt ab von ausbalancieren  geschwindigkeit , entfernung , umweltbezogenen Anforderungen und haushaltsplan . Wie haushaltsbewusst allgemein Gige-Schnittstelle oder USB3.0-Schnittstelle verwendet. Hochgeschwindigkeits- oder hochaufgelöste Anwendungen könnten 10-Gige-Schnittstelle oder CXP-Schnittstelle verwenden. Legacy-Systeme oder Systeme mit geringer Latenz könnten CameraLink-Schnittstelle verwenden. Kostenintensive und nicht kritische Aufgaben könnten USB 2.0-Schnittstelle verwenden.