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機(jī)器視覺中控制器的基礎(chǔ)知識(shí)

時(shí)間:[2016-09-13] 瀏覽次數(shù):725566 作者:market01

    在機(jī)器視覺系統(tǒng)中,合理地選擇合適的照明方式及照明手法,可使難以攝取的圖像一舉成功,并能取得更為優(yōu)質(zhì)的圖像。而在使用機(jī)器視覺LED光源時(shí),一般都提供幾種供電方式可供選擇。

   機(jī)器視覺LED光源電源常見的有5V、12V、24V直流電源,功率根據(jù)所用LED的數(shù)量多

少而定。通常LED的工作電流在10mA~25mA,特別亮LED可達(dá)50mA甚至更高,而LED的電壓降一般為1.8V到3.3V,因此通常每個(gè)LED上都串聯(lián)一個(gè)電阻(分壓電阻),這樣才能保證LED發(fā)光均勻,而且在電壓波動(dòng)時(shí)不易損毀。

   由于LED上的電壓降和通過的電流都是恒定的,供電電源的電壓不同時(shí),多余的電壓是串聯(lián)的電阻所承擔(dān)的。例如給一顆1.8V、15mA的LED用24V供電時(shí),需要串聯(lián)1.48KΩ[(24

-1.8)/0.015=1480],此時(shí)電阻的功耗是0.015*0.015*1480=0.333W,如果使用多個(gè)LED顆粒組合成光源,光源會(huì)發(fā)出很高的熱量,這時(shí)必須采用風(fēng)扇等強(qiáng)制散熱手段,否則光源的壽命會(huì)很短。而同樣的LED使用5V供電時(shí),串聯(lián)電阻R=213Ω,電阻的功耗為0.048W,和24V供電時(shí)差了近7倍。這時(shí)僅僅靠對(duì)流產(chǎn)生的散熱效應(yīng)就足夠了,不必用強(qiáng)制散熱的方法。

   既然用低電壓有好處,為什么還使用12V、24V呢?原因很簡(jiǎn)單,由于機(jī)器視覺系統(tǒng)于工業(yè)生產(chǎn)線上,一般24V是標(biāo)準(zhǔn)配置;另外電壓高時(shí),搞干擾能力強(qiáng),而低壓則對(duì)電源和工作環(huán)境提出了更高的要求。是使用恒流源還是恒壓源,環(huán)境溫度有何影響等,均需要考慮。 

    如果保持穩(wěn)定的供電,那么光源的亮度基本不變,如果供電使用脈沖,脈沖的時(shí)間寬和

LED本身的響應(yīng)時(shí)間決定了發(fā)光時(shí)間,若是這個(gè)時(shí)間小于相機(jī)快門開啟的時(shí)間,那么相機(jī)的曝光程度是由光源發(fā)出的光通量決定的,如果大于快門時(shí)間,則由快門決定。

    一般情況下,如果需要頻閃光源(時(shí)間小于快門速度),傳統(tǒng)上使用普通的照相機(jī)閃光燈,使用LED強(qiáng)度不夠,所以以往針對(duì)于LED光源來講,閃光是指光源開啟時(shí)間大于快門時(shí)間的情況。

    此時(shí)就需要用到頻閃控制器,通常采用的是超電流的方法,即控制通過LED的電流超出標(biāo)定的值多少倍,而使亮度增加,但是這種高負(fù)荷的工作狀態(tài)由于功率過大,發(fā)熱嚴(yán)重,對(duì)光源的壽命影響很大,所以通常通電時(shí)間都很短,減少光源的工作時(shí)間,以此來延長(zhǎng)光源的使用時(shí)間。

    使用頻閃控制器,可以獲得高亮的光源,可以減少環(huán)境的影響,可以減少快門時(shí)間從而減少動(dòng)態(tài)拍攝時(shí)的拖尾現(xiàn)象,而且如果只需要平常的亮度時(shí),可以使用低亮度的LED發(fā)光管,可以降低成本。

    但是使用頻閃時(shí),電源的成本會(huì)提高,而且同步問題也必須考慮,頻閃控制器可以從外部輸出觸發(fā)信號(hào)來觸發(fā)光源,也可以從外部輸出觸發(fā)信號(hào)來觸發(fā)頻閃控制器,本身輸出觸發(fā)信號(hào)同時(shí)觸發(fā)光源與相機(jī),這樣能達(dá)到光源與相機(jī)觸發(fā)的同步,從而進(jìn)一步確保機(jī)器視覺系統(tǒng)的穩(wěn)定性和檢測(cè)精度。



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