Hoe selecteer je industriële camera-interfaces in machinevisie?

Hoeveel weet je over industriële camera-interfaces? Gewone industriële camera-interfaces kunnen worden ingedeeld in verschillende typen, waaronder Gigabit Ethernet (GigE), 10-Gigabit Ethernet (10-GigE), USB3.0, USB2.0, CameraLink en CoaXPress. Wat zijn de verschillen tussen hen, en hoe moeten we een keuze maken?

De meest gebruikte interface is Gigabit Ethernet (GigE), geliefd om zijn betaalbaarheid en universele beschikbaarheid. Het is geschikt voor toepassingen met medium-resolutie en hoge framesnelheid. s, konden ondersteunt overbrengingsafstanden tot 100 meter zonder herhalers (uitbreidbaar met signaalversterkers) en levert snelheden tot 1 Gbps. Met sterke tegenstrijdigheidsbestendigheid voldoet het aan de meeste industriële toepassingsvereisten.

Zijn geüpgradeerde versie, 10-Gigabit Ethernet (10-GigE), biedt een tienvoudige verbetering in snelheid (10 Gbps) terwijl het vergelijkbare kenmerken behoudt met GigE. Het kan bereiken 30 meter via standaard koperkabels; glasvezel uitgebreid tot 10+ kilometer (met converters).  Deze interface is ideaal voor gebruikers die prioriteit geven aan hoge snelheid bij een kostenefficiënte oplossing. Het kan gebruikt worden in h oge-snelheids bewegingsanalyse, 4K/8K beeldvorming en grote schaal meercamera-synchronisatiesystemen met extreme bandbreedte-eisen.

USB3.0-interfaces bereiken snelheden van 3 Gbps maar lijden onder inherente USB-beperkingen: zwakke antistoringseigenschappen en een aanbevolen maximale kabellengte van 5 meter (daarnaast wordt pakketverlies en frame-droppen vaker). Het is een nti- i nterference c capaciteit iS  m matige, verbeterde signaalprotocollen, maar beperkte kabelisolatie.  Ondanks deze nadelen zorgt hun talrijke aanwezigheid voor een uitgebreide industriële aanneming. Het is geschikt voor Middensnelheids industrieel onderzoek, medische beeldvorming, laboratoriumonderzoek en scenario's die flexibele implementatie vereisen.

USB2.0 biedt een maximale theoretische snelheid van 480 Mbps (megabits per seconde), wat aanzienlijk trager is dan moderne interfaces zoals USB3.0 of GigE. Dit maakt het alleen geschikt voor toepassingen met lage resolutie of lage framesnelheid.  De effectieve kabellengte is beperkt tot ongeveer 3-5 meter zonder signaalverlies.  Vanwege zijn lage kosten en plug-and-play gemak, blijft USB2.0 relevant in niet-kritische, budgetvriendelijke toepassingen zoals basisinspectiesystemen, onderwijsopstellingen of oude apparatuur waarin snelheidsvereisten minimaal zijn.

CameraLink ondersteunt hoge snelheden voor gegevensoverdracht, met configuraties die variëren van Base (2,04 Gbps) tot Deca (6,8 Gbps). Hoewel sneller dan GigE of USB, wordt het nu overtroffen door CoaXPress (CXP).  Met behulp van speciale frame grabbers en coaxkabels kan CameraLink stabiele transmissie tot 10 meter bereiken. Langere afstanden vereisen herhalers of vezeloptische converters, wat de complexiteit en kosten verhoogt.  Ontworpen voor industriële gebruik, biedt CameraLink robuuste EMI-weerstand door middel van geschilderde kabels en differentieel signaal, waardoor het betrouwbaar is in strenge omgevingen.  Hoewel CameraLink ooit de goudstandard was voor hoge snelheden, wordt het nog steeds gebruikt in oude systemen of toepassingen die matige snelheden met deterministische latentie vereisen, zoals halve-geleider inspectie, hoge-snelheid bandsystemen, of scenario's waarbij een upgrade naar CXP te kostbaar is.

Ten slotte staat het steeds populaire CoaXPress (CXP) interface erom bekend voor ultra-hoge snelheidstoepassingen. Met een capaciteit van meer dan 50 Gbps is het essentieel geworden voor ultra-hoge resolutiescenario's met tientallen of honderden megapixels. Zijn opkomst heeft ervoor gezorgd dat vroeger dominante hoge snelheidinterfaces zoals CameraLink eruitzien alsof ze achter blijven. Wanneer budgetbeperkingen minimaal zijn en extreme snelheid prioriteit heeft, komt CXP uit als de optimale keuze.

Hoe kiest men dan de interfaces van industriële camera's in een machine vision systeem? Het hangt af van evenwicht vinden  snelheid , afstand , milieuvraagstukken , en begroting . Budgetbewuste gebruikers maken doorgaans gebruik van een Gige-interface of USB3.0-interface. Toepassingen met hoge snelheid of hoge resolutie kunnen een 10-Gige-interface of CXP-interface gebruiken. Legersysteem of systemen met lage latentie kunnen de CameraLink-interface gebruiken. Kostenefficiënte en niet-kritieke taken kunnen een USB 2.0-interface gebruiken.