Πώς να επιλέξετε διεπαφές βιομηχανικών κάμερων στην μηχανική υποψήφια;

Πόσο γνωρίζετε για τα διεπαφές βιντεοκάμερας βιομηχανικής χρήσης; Οι κοινές διεπαφές βιντεοκάμερας βιομηχανικής χρήσης μπορούν να χωριστούν σε διάφορους τύπους, περιλαμβανομένων του Gigabit Ethernet (GigE), 10-Gigabit Ethernet (10-GigE), USB3.0, USB2.0, CameraLink, και CoaXPress. Ποιες είναι οι διαφορές μεταξύ αυτών και πώς θα πρέπει να κάνουμε επιλογές;

Η πιο ευρέως χρησιμοποιούμενη διεπαφή είναι το Gigabit Ethernet (GigE), που είναι δημοφιλές λόγω της φθηνότητάς της και της παγκόσμιας διαθεσιμότητάς της. Είναι κατάλληλη για εφαρμογές μετριού υψομέτρου και υψηλού ρυθμού πλαισίων. μπορεί να υποστηρίζει αποστάσεις μεταφοράς μέχρι και 100 μέτρα χωρίς επαναληπτικά (επεκτάσιμες με ενισχυτικά σημάτων) και παρέχει ταχύτητα μέχρι και 1 Gbps. Με ισχυρές ικανότητες αντοχής στις παρεμβολές, καλύπτει τις περισσότερες απαιτήσεις εφαρμογών βιομηχανικής χρήσης.

Η βελτιωμένη έκδοσή της, 10-Gigabit Ethernet (10-GigE), προσφέρει βελτιώσεις ταχύτητας δέκαφορά (10 Gbps) ενώ διατηρεί παρόμοιες χαρακτηριστικά με το GigE. Μπορεί να φθάσει 30 μέτρα μέσω κανονικών καλωδίων χάλβας· οι ιξώδεις καλώδες επεκτείνονται σε 10+ χιλιόμετρα (με μετατροπείς).  Αυτό το διεπαφή είναι αδιαζήτητο για χρήστες που δίνουν προτεραιότητα στη μεταφορά υψηλής ταχύτητας ενώ παραμένουν ευαίσθητοι στο κόστος. Μπορεί να χρησιμοποιηθεί σε h ανάλυση κινήσεως με υψηλή ταχύτητα, εικόνα 4K/8K και συστήματα γενικευμένης συγχρονισμού πολλαπλών καμερών με απαιτούμενη ξεχωριστή πλάτη διαμόρφωσης.

Οι διεπαφές USB3.0 επιτυγχάνουν ταχύτητες 3 Gbps αλλά υποφέρουν από φυσικά περιορισμούς του USB: αδύναμη αντοχή στις δια摄ορέσεις και μέγιστη συνιστωμένη μήκος καλωδίας 5 μέτρων (μετά από το οποίο η απώλεια πακέτων και η πτώση πλαισίων γίνεται συχνή). Είναι ένα αντι- ε δια摄ορέσεις γ ικανότητα iS  μ μετριούς, βελτιωμένοι πρωτόκολλα σήματος αλλά με περιορισμένη προστασία των καλών.  Παρά τα ειδικά αυτά μειωμάτα, η διαδεδομένη τους ύπαρξη εγγυάται ευρεία βιομηχανική αποδοχή. Είναι επιτρεπτό για Βιομηχανική έλεγχο μεσαίας ταχύτητας, ιατρική εικόνα, ερευνητικά εργαστήρια και σενάρια που απαιτούν ευέλικτη διατίθεση.

Το USB 2.0 προσφέρει μέγιστη θεωρητική ταχύτητα 480 Mbps (μεγάβιτα ανά δευτερό), που είναι σημαντικά πιο αργή από σύγχρονες διεπαφές όπως το USB 3.0 ή GigE. Αυτό το καθιστά επιτρεπτό μόνο για εφαρμογές εικόνας με χαμηλή απόδοση ή χαμηλό ρυθμό φορμάτων.  Η αποτελεσματική μήκος της καβλάδας είναι περιορισμένο σε περίπου 3–5 μέτρα χωρίς υποβάθμιση του σήματος.  Λόγω του χαμηλού κόστους και της ευκολίας χρήσης με πληκτρολόγηση, ο USB2.0 παραμένει σημαντικός σε εφαρμογές που δεν είναι κρίσιμες και είναι ευαίσθητες στον προϋπολογισμό, όπως βασικά συστήματα ελέγχου ποιότητας, εκπαιδευτικές διατάξεις ή παλαιότερη έξισωση όπου οι απαιτήσεις για ταχύτητα είναι ελάχιστες.

Το CameraLink υποστηρίζει μεταφορά δεδομένων με υψηλή ταχύτητα, με διαμορφώσεις που εκτείνονται από Base (2.04 Gbps) έως Deca (6.8 Gbps). Ενώ είναι γρηγορότερο από GigE ή USB, τώρα έχει νικηθεί από το CoaXPress (CXP).  Χρησιμοποιώντας ειδικούς καταλωτές πλαισίων και καβλάδες coaxial, το CameraLink μπορεί να επιτύχει σταθερή μεταφορά μέχρι και 10 μέτρα. Ωστόσο, για μεγαλύτερες αποστάσεις απαιτούνται επαναληπτικοί ή μετατροπείς φιβρού, αυξάνοντας την πολυπλοκότητα και το κόστος.  Σχεδιάστηκε για βιομηχανική χρήση, το CameraLink παρέχει αντοχή σε ηλεκτρομαγνητικές μεταβολές μέσω φραγμένων καβλάδων και διαφορικής μετάδοσης, κάνοντάς το αξιόπιστο σε αυστηρές συνθήκες.  Παρά το γεγονός ότι ήταν κάποτε το χρυσό πρότυπο για την εικονογράφηση με υψηλή ταχύτητα, το CameraLink χρησιμοποιείται ακόμη σε παλαιότερα συστήματα ή εφαρμογές που απαιτούν μεσαίες ταχύτητες με αποφασιστική καθυστέρηση, όπως η έλεγχος προϊόντων στη βιομηχανία πυρήνων ή συστήματα με υψηλή ταχύτητα μεταφοράς, ή σε σενάρια όπου η αναβάθμιση σε CXP είναι δαπανηρή.

Τέλος, η όλο και πιο δημοφιλή διεπαφή CoaXPress (CXP) αναδεικνύεται για εφαρμογές με απίστευτη ταχύτητα. Με την ικανότητα να υπερβαίνει τα 50 Gbps, έχει γίνει απαραίτητη για σενάρια υψηλής ανάλυσης με δεκάδες ή εκατοντάδες μεγαπιクσελ. Η εμφάνισή της έχει καταστήσει τις προηγουμένως κυριαρχούσες διεπαφές υψηλής ταχύτητας, όπως το CameraLink, να φαίνονται αδύναμες.Όταν οι περιορισμοί προϋπολογισμού είναι ελάχιστοι και η extrême ταχύτητα είναι κύρια, ο CXP εμφανίζεται ως η απολύτως καλύτερη επιλογή.

Έτσι, πώς να επιλέξουμε τις διεπαφές βιντεοκάμερας στο σύστημα μηχανικής όρασης; Αυτό εξαρτάται από ισορροπία  ταχύτητα , απόσταση , αιτήματα περιβάλλοντος , και προϋπολογισμός . Σαν και τα προϋπολογισμένα γενικά χρησιμοποιούν διεπαφή Gige ή διεπαφή USB3.0. Εφαρμογές με υψηλή ταχύτητα ή υψηλή ανάλυση μπορούν να χρησιμοποιήσουν διεπαφή 10-Gige ή διεπαφή CXP. Παλαιότερα συστήματα ή συστήματα με χαμηλή καθυστέρηση μπορούν να χρησιμοποιήσουν διεπαφή CameraLink. Συστήματα με χαμηλό κόστος και μη κρίσιμες εργασίες μπορούν να χρησιμοποιήσουν διεπαφή USB 2.0.