USB3 vision-cameraprotocol | Top 5 redenen om voor een machine vision USB3-camera te kiezen

Industriële USB3 vision-camera's kunnen de standaard USB3 Vision-beeldverwerkingsinterface gebruiken. Deze standaard is al door de meeste camerafabrikanten omarmd en het aanbod aan compatibele accessoires breidt zich snel uit. Het feit dat alle moderne pc's, laptops en smartphones zijn uitgerust met een USB 3.0-interface is een groot voordeel van de interface. USB 3.0 neemt ook op het gebied van vision-technologie de plaats in van verouderde interfaces zoals FireWire, Camera Link en USB 2.0. We bieden een verscheidenheid aan USB3 vision-camera's, allemaal beschikbaar op onze website .

Wilt u weten welke USB3 camera het beste bij uw toepassing past?

Neem contact op!

Bandbreedte van de USB3 vision-camera-interface

De populaire plug-and-play Universal Serial Bus-specificatie werd gevolgd door de USB 3.0-interface, ook wel Super-Speed ​​USB genoemd, die de sterke punten van USB 2.0 verbeterde en de nadelen ervan elimineerde. 350–450 MB/s is de operationele bandbreedte die USB 3.0 kan bieden voor grootschalige gegevensoverdracht, afhankelijk van de hostcontroller. Relatief gezien is dit vier keer hoger dan GigE machine vision-camera's en ongeveer tien keer hoger dan USB 2.0-camera's.

Officieel protocol van een industriële USB3 industriële camera

USB 3.0 maakt gebruik van de Unicast Dual-Simplex-data-interface, die bidirectionele gegevensoverdracht mogelijk maakt, en in totaal negen draden in de USB 3.0-stekker en kabel. Hoewel USB 3.0, FireWire en GigE allemaal bidirectionele gegevensoverdracht ondersteunen, gebruikt USB 2.0 nog steeds een unidirectioneel overdrachtsmodel, wat een aanzienlijke verbetering is. Vervolgens verzendt een hostgestuurde procedure op allochrone wijze expliciet routepakketten en meldingen. Via dit proces kunnen de camera's de hostcontroller op de hoogte stellen wanneer ze klaar zijn om gegevens te verzenden. In vergelijking met het pollingmechanisme in USB 2.0-modules verlaagt dit mechanisme de CPU-belasting en oververhitting van het systeem. Op dezelfde manier zorgt dit ervoor dat USB 3.0 meteen op Firewire lijkt.

USB3 vision-camera standaard

Prominente producenten van USB 3.0-software en randapparatuur werkten samen om de USB 3 Vision Standard te creëren en de interface op de markt te introduceren. Alle gebruikers zullen enorm profiteren van de nieuwe standaard. Bovendien kunnen hardware en software worden uitgeschakeld, wat meer flexibiliteit en aanpassingsmogelijkheden biedt. Bovendien is het zeker dat alle functies werken en dat de beeldoverdracht stabiel is. De publicatie en interface vallen onder de verantwoordelijkheid van de Automated Imaging Association.

Wilt u weten of uw toepassing geschikt is voor een USB3 camera? Laat hieronder een bericht achter of lees verder.

Top 5 argumenten voor het kiezen van een USB3 vision camera-interface

1. De stabiliteit van het USB3 Vision System: Mogelijke storingen tijdens datatransmissies worden voorkomen door een wereldwijde standaard voor de specificaties voor kabels en accessoires.
2. Lage CPU: Bij het maken van foto's is een zeer kleine CPU-belasting nodig vanwege Zero Copy.
3. Minimale latentie en jittertijden: dankzij de duplexcommunicatieopties kan de host handelen wanneer hij maar wil, zonder vertraging.
4. De bandbreedte die nu beschikbaar is, zal niet voldoende zijn om aan de eisen van de toekomst te voldoen, vooral die met betrekking tot vision-systemen. Oudere interfaces kunnen geen hogere resoluties, framerates en alternatieve beeldformaten aan, die steeds meer bandbreedte-intensief worden.
5. Oudere interfaces, zoals FireWire, naderen de fase van de 'end-of-life'-fase van hun productlevenscyclus. De geschiedenis laat zien dat technologisch gebaseerde hardware zijn einde nadert en steeds moeilijker te vinden is. Dit gebeurt momenteel met de FireWire-interface, zoals eerder vermeld.

Installatie van het USB 3.0 camerasysteem

Er moet rekening worden gehouden met een aantal factoren voordat u een systeem configureert dat compatibel is met een USB 3.0-camera :

• Welke snoeren zijn nodig? Welke lengte kabel? Zijn passieve of actieve USB 3.0-kabel(s) nodig?
• Hoeveel industriële USB 3.0 vision-camera's worden er in één systeem gebruikt?
• Aan welke hardwarespecificaties moet de pc voldoen? Zijn er bepaalde onderdelen die moeten worden bijgewerkt of geïnstalleerd?

Toen de USB3 vision-standaard voor het eerst uitkwam. Gebruikers hadden problemen met het voltooien van een stabiele installatie, voornamelijk vanwege problemen met accessoires. Deze problemen zijn nu opgelost en USB3 is een betrouwbare en eenvoudige interface.

Stabilisatie van USB3-camera-instellingen

De minimale prestatie-eisen worden vermeld voor alle USB3 Vision Standard-accessoires. Het is van cruciaal belang om elk onderdeel, inclusief de camera, zorgvuldig te kiezen om de stabiliteit te maximaliseren en de volledige kracht van de nieuwe technologie te versterken. USB3-accessoires, waaronder kaarten, kabels en andere onderdelen, zijn overal verkrijgbaar en redelijk geprijsd op de markt voor consumentenelektronica. Sommige gebruikers zullen worden verleid om deze componenten in hun machine vision-toepassingen te gebruiken vanwege hun lagere kosten. Volgens de USB3 Vision Standard zijn deze accessoires doorgaans niet gecertificeerd en is het zeer onwaarschijnlijk dat ze zullen kunnen voldoen aan de strenge specificaties van een industriële toepassing. vaak leidend tot verloren magiërpunten of een systemische ineenstorting. Vaak wordt dit toegeschreven aan een defecte camera, ook al werd het probleem feitelijk veroorzaakt door slecht gekozen accessoires. Omdat elk accessoire in onze online winkel USB3 Vision-gecertificeerd is, raden we aan deze te gebruiken.

Selectie van USB3-camera-accessoires

Bij het opzetten van een beeldverwerkingssysteem op basis van een USB 3.0-camera is de manier waarop de verschillende componenten samenwerken cruciaal en moet er rekening mee worden gehouden. Om deze reden heeft Daheng Imaging bijvoorbeeld elk accessoire-onderdeel samen met hun cameramodellen getest en verkoopt ze deze pas nadat ze deze tests hebben doorstaan. Eventuele beperkingen die voortkomen uit de manier waarop de accessoires en de camera met elkaar omgaan, zullen worden genoteerd, en deze onderdelen zullen niet samen met de camera worden verkocht, tenzij deze beperkingen heel duidelijk worden gemaakt. Het belangrijkste voordeel hiervan is dat gebruikers bij het gebruik van gestandaardiseerde accessoires in hun systemen kunnen rekenen op stabiliteit en betrouwbaarheid.

Zoals vermeld in de vorige sectie is een zorgvuldige selectie van componenten noodzakelijk voor een USB 3.0-beeldverwerkingssysteem vanwege de kritische interacties daartussen. Onderstaande onderdelen vereisen extra zorg.

USB3 Vision-kabels

Anders dan standaarden als GigE Vision of CameraLink specificeert USB3 Vision kabelverbindingen en de essentiële vereisten voor kabels die compatibel zijn. De maximale kabellengte wordt vastgesteld door de verhouding te berekenen tussen de hoogfrequente kenmerken en de relatie tussen de maximale kabellengte en de dikte van de koperdraad vóór de USB 3.0-spanningsval.

Afhankelijk van het gebruik of de toepassing moeten USB3-camerakabels aan verschillende technische eisen voldoen. Aan de zijkant van de camera wordt een vastgeschroefde USB 3.0 Micro B-stekker gebruikt; aan de pc- of hubzijde wordt een USB 3.0 standaard A-stekker gebruikt. Gezien de overeenkomsten tussen de USB 2.0-aansluiting en de USB 3.0 Standaard A-stekker, worden specifieke symbolen of een blauw label gebruikt om de aanwezigheid van USB 3.0-functionaliteit op de stekker of aansluiting aan te geven.

Lengte USB3 Vision-kabel

Het is van cruciaal belang dat de compatibiliteit van de kabel met USB3 Vision grondig is geïnspecteerd, ongeacht de lengte ervan. De maximale lengte voor passieve kabels bedraagt ​​4,5 meter, terwijl de maximale lengte voor actieve en hybride kabels 20 meter bedraagt. De laatste twee soorten kabels zijn echter aanzienlijk duurder en niet compatibel met GeT-camera's. Toepassingen waarvoor een lange kabel nodig is, zouden GigE-camera's moeten overwegen. Deze kunnen in die specifieke situatie redelijker geprijsd zijn. Daheng Imaging biedt een grote keuze aan kabels onder accessoires en certificeert en test haar producten.

Hostadapter

Het verschillende type moederbordchipset en USB 3.0-chipset dat wordt gebruikt, bepaalt hoeveel USB 3.0-bandbreedte beschikbaar is. Er is altijd de mogelijkheid om USB 3.0 te gebruiken om uw camera's op moederborden aan te sluiten. PCI Express-kaarten kunnen worden geïnstalleerd in gevallen waarin geïntegreerde USB 3.0-verbindingen niet beschikbaar zijn. GeT Cameras adviseert het gebruik van USB3 PCI express-adapters, die beschikbaar zijn op onze website onder accessoires, om de grootst mogelijke bandbreedte te benutten.

Chipset en moederbord

De USB 3.0-hostcontroller is de reden waarom moederborden met chipsets uit de originele Intel 7-, Intel 8- of Intel 9-serie worden geleverd met ingebouwde ondersteuning voor USB 3.0. Om een ​​betrouwbaar USB 3.0 systeem op te zetten, wordt geadviseerd om chipsets uit bovengenoemde series te gebruiken.

USB3-hubs

Meerdere USB 3.0-camera's zijn via hubs op een hostcomputer aangesloten. Een andere naam hiervoor is een sterrennetwerk. Opgemerkt moet worden dat de hub in deze configuratie alleen de bandbreedte van een USB 3.0 upstream-poort kan gebruiken. Bovendien kan elke downstream-poort op de hub slechts een bepaalde hoeveelheid bandbreedte overbrengen. Als er bijvoorbeeld vier USB 3-camera's op één USB 3-hub zijn aangesloten, is de resterende bandbreedte voor elke camera (400/4) 100 mb/s.

Top 10 ontwerpregels voor de implementatie van een USB3 vision-camera

Om een ​​naadloze overgang naar de USB3-interface te garanderen, moet met de volgende factoren rekening worden gehouden:

1. Maak gebruik van de hostcontrollers die GeT Cameras biedt. De productvermeldingen bevatten details over hub- en kabelbeperkingen, evenals bandbreedte.
2. Gebruik alleen USB 3.0-accessoires die zijn goedgekeurd. Accessoires van slechte kwaliteit kunnen problemen veroorzaken met uw overgang en zelfs met uw visuele systeem.
3. Gebruik waar mogelijk de meest recente stuurprogramma's voor de hostcontroller die zijn gevalideerd door de fabrikant van de camera.
4. Vermijd het gebruik van hubs als deze absoluut niet nodig zijn.
5. Vermijd het gebruik van actieve USB3 Vision-kabels.
6. Knip de kabel zo kort mogelijk af (maximaal 4,5 meter is de maximale kabelafstand).
7. Het is het beste om de kabel niet overmatig te draaien of te knikken, omdat dit ertoe kan leiden dat de transmissie minder efficiënt wordt. Zorg er bij het draaien of verplaatsen van een kabel voor dat u het juiste type gebruikt, ontworpen voor robotica of kabelsleepkettingen.
8. Het is ook belangrijk om rekening te houden met de gecombineerde bandbreedte van alle aangesloten camera's. De gecombineerde bandbreedte van alle camera's kan de maximale bandbreedte van de hostcontroller niet overschrijden. Gebruik extra hostcontrollers als de bandbreedte wordt overschreden.
9. Los eventuele elektromagnetische compatibiliteitsproblemen (EMC) op die verstoringen in uw omgeving of systeemconfiguratie kunnen veroorzaken.
10. Beheer of houd de CPU-belasting van uw computer in de gaten.

USB3-ontwerpregels voor een USB3-camerasysteem

Houd bij het installeren van een USB3-camerasysteem rekening met de volgende ontwerprichtlijnen.

Overmatig hoge CPU-belasting op de computer

Een ander risico dat gepaard gaat met het gebruik van veel USB 3.0-camera's op één systeem is het overbelasten van de CPU van de computer. Het visuele systeem kan hierdoor worden beïnvloed. Als gevolg hiervan moet de CPU-belasting continu in de gaten worden gehouden.

Bandbreedteverbruik van camera's met hoge snelheid en hoge resolutie

Zorg ervoor dat het moederbord, de hostcontroller en/of de hub de maximale USB3-bandbreedte ondersteunen als u een USB 3.0-camera gebruikt met een hoge framesnelheid en/of resolutie die alle beschikbare USB 3.0-bandbreedte gebruikt.

EMC-gerelateerde onderbrekingen

EMC kan elke elektronische configuratie verstoren, inclusief USB3. Meestal wordt dit veroorzaakt door storende signalen in de buurt van het camerasysteem (waardoor de camera ten onrechte wordt geaard) en beëindigingssignalen, wat kan leiden tot EMC-gerelateerde problemen.

Problemen met de USB3-kabel

USB 3.0-kabels van lage kwaliteit kunnen resulteren in foutmeldingen zoals verloren of onvolledige afbeeldingen, of de verbinding tussen de host en de camera kan volledig verbroken worden. De gebruiker kan hieruit concluderen dat het USB 3-systeem onbetrouwbaar of instabiel is. Hoe langer de kabel, hoe groter de risico's. Het kiezen van een zo kort mogelijke kabel is daarom cruciaal.

Vision-systeem met meerdere USB3 vision-camera's

Een USB 3.0-multicamerasysteem kan worden geconfigureerd via een point-to-point-netwerk of een sternetwerk.

Sterren netwerk

Bij gebruik van een sternetwerk zijn de camera's verbonden met een hub. De hubs zijn gekoppeld aan de hostcontroller van de pc. Houd er rekening mee dat u niet meer bandbreedte moet gebruiken dan de hostcontroller aankan.

Dit komt omdat elke individuele camera vanaf een afzonderlijke poort een deel van de enkele bandbreedte van de host gebruikt wanneer deze op de hub is aangesloten. De totale bandbreedte van deze applicatie is ook afhankelijk van de resolutie en/of snelheid van elke individuele camera. Het wordt niet aanbevolen om in deze configuratie passieve kabels te gebruiken die langer zijn dan 4,5 meter, omdat hierdoor het hele systeem het risico loopt op verstoringen.

Punt-tot-punt netwerk

Via een point-to-point-netwerk is een hostcontroller rechtstreeks op elke camera aangesloten. Houd er rekening mee dat elke individuele camera een specifieke bandbreedtevereiste heeft en dat de bandbreedte van de hostcontroller, het moederbord of de pc niet mag worden overschreden. Dit is afhankelijk van de snelheid en/of resolutie van de camera. In deze configuratie wordt afgeraden een passieve kabel te gebruiken die langer is dan 4,5 meter, omdat het systeem als geheel gevoeliger wordt voor storingen.

De toekomst van USB3.0 vision-camera's