GPIO 커넥터(CoF 프레임 그래버)#
이를 통해 다음과 같은 상세하고 복잡한 트리거 시스템을 구축할 수 있습니다.
- Shaft Encoders, 광전 센서 등 외부 장치로부터 트리거 신호 수신(trigger IN).
- 프레임 그랩버에서 카메라, 조명 등의 외부 장치로 트리거 신호 송신 (trigger OUT).
- 소프트웨어 트리거 수신.
정보
imaFlex 2 Dual 100 프레임 그래버의 트리거는 애플릿을 통해 구성해야 합니다. 이 항목에서는 하드웨어 인터페이스 및 물리적 연결에 대해 설명하지만, 표준 트리거 및 GPIO 구성 도구(예: gpioTool 또는 Pylon 파라미터)를 사용하여 소프트웨어를 구성할 수는 없습니다. 애플릿을 통한 트리거 구성에 대한 자세한 내용은 다음 문서를 참조하십시오.
- VisualApplets 문서, 특히 AppletProperties Operator Documentation
- Application Note: Designing Signal Processing Applets for Programmable Frame Grabbers
- imaFlex 2 Dual 100용 표준 애플릿 문서의 기타/GPIO 구성 챕터
트리거를 사용하면 이미지 획득 과정을 제어할 수 있습니다. 예를 들어, 특정 시점에 이미지를 획득하거나, 카메라가 전달한 이미지를 수락할 시점을 정의하거나, 획득할 라인 수를 지정하거나, 조명을 제어할 수 있습니다.
imaFlex 2 Dual 100의 트리거 인터페이스#
imaFlex 2 Dual 100 프레임 그랩버는 다음과 같은 트리거 인터페이스를 제공합니다.
- 슬롯 브래킷의 전면 GPIO: SUB-D 26핀 커넥터 1개.
- GPIO 트리거 보드 커넥터(34핀): 추가 트리거 보드(Opto Trigger 5 또는 TTL Trigger) 연결을 위한 34핀 소켓(트리거 장치 "GPIO") 1개.
- C0/C1 QSFP28 커넥터: CoF 카메라에 연결할 때 QSFP28 커넥터를 통해 최대 16개의 CoF 트리거 타입 패킷.
Input Configuration#
imaFlex 2 Dual 100은 각각 4개의 GPI가 포함된 2개의 독립적인 GPI 그룹을 제공합니다. GPI 그룹은 차동(differential) 또는 싱글 엔디드(single-ended)로 구성할 수 있습니다. 이 구성은 그룹 내의 모든 GPI 신호에 적용됩니다. 한 그룹은 차동, 다른 그룹은 싱글 엔디드로 설정하거나, 둘 다 차동 또는 둘 다 싱글 엔디드로 설정할 수 있습니다. 기본 모드는 싱글 엔디드입니다.
- 차동 모드에서는 전면 GPIO의 GPI를 사용하여 각 그룹에서 최대 2개의 차동 신호(두 그룹을 합쳐서 총 4개)를 수신할 수 있습니다.
- 싱글 엔디드 모드에서는 전면 GPIO의 GPI를 사용하여 각 그룹에서 최대 4개의 싱글 엔디드 신호(두 그룹을 합쳐서 총 8개)를 수신할 수 있습니다.
전면 GPI 그룹#
전면 GPIO 인터페이스는 각각 4개의 GPI 신호를 포함하는 두 개의 독립적인 GPI 그룹을 제공합니다. 각 그룹에는 커넥터에 전용 전원 공급핀이 있어 그룹이 서로 다른 전압 수준에서 작동할 수 있습니다. 각 그룹의 구성은 소프트웨어를 통해 AppletProperties VisualApplets 오퍼레이터의 파라미터를 사용하여 FPGA에서 수행됩니다.
각 GPI 그룹은 모든 입력에서 20 kΩ 풀업 또는 20 kΩ 풀다운 저항을 활성화하도록 구성할 수 있습니다. 또한 그룹의 작동 모드를 차동 신호와 싱글 엔디드 신호 간에 전환할 수 있습니다.
차동 모드에서는 GPI[n]과 GPI[n+2]만 유효한 정보를 전달합니다. 중간 신호(GPI[n+1] 및 GPI[n+3])는 유의미한 데이터를 제공하지 않으므로 무시해야 합니다(don't care로 처리). 싱글엔디드 모드에서는 그룹의 4개 GPI 신호 모두를 사용할 수 있으며 유효한 정보를 전달합니다.
모든 그룹 GPI와 이들의 전원 공급 및 제어 신호는 갈바닉 절연되어 있습니다.
다음 그림은 단일 GPI 그룹의 논리 블록 다이어그램을 보여줍니다.
차동 모드#
차동 모드에서 각 Front GPI 그룹의 4개 GPI는 차동 신호를 수신하도록 설정됩니다. 짝수 번호의 GPI 신호만 FPGA에 유의미한 데이터를 제공합니다. 해당하는 홀수 번호의 GPI는 don't care 신호로 처리해야 합니다.
Front GPIO 인터페이스는 두 개의 그룹으로 구성됩니다.
- 그룹 03: GPI[0], GPI[1], GPI[2], GPI[3]
- 그룹 47: GPI[4], GPI[5], GPI[6], GPI[7]
GPI 번호는 VisualApplets 오퍼레이터에 표시되는 FPGA 애플릿 번호와 직접 일치합니다(1:1 매핑).
아래 표에서는 두 그룹 모두 차동 동작으로 설정되었을 때 각 GPI pin의 의미를 설명합니다.
| 핀 번호 | Signal Type | 기준 신호 |
|---|---|---|
| 1 | FrontGpi6, 차동 입력 6 (+) | VccIn47 (핀 19) / GndIn47 (핀 20) |
| 2 | FrontGpi7, 차동 입력 6 (-) | VccIn47 (핀 19) / GndIn47 (핀 20) |
| 3 | FrontGpi2, 차동 입력 2 (+) | VccIn03 (핀 21) / GndIn03 (핀 22) |
| 4 | FrontGpi3, 차동 입력 2 (-) | VccIn03 (핀 21) / GndIn03 (핀 22) |
| 10 | FrontGpi4, 차동 입력 4 (+) | VccIn47 (핀 19) / GndIn47 (핀 20) |
| 11 | FrontGpi5, 차동 입력 4 (-) | VccIn47 (핀 19) / GndIn47 (핀 20) |
| 12 | FrontGpi0, 차동 입력 0 (+) | VccIn03 (핀 21) / GndIn03 (핀 22) |
| 13 | FrontGpi1, 차동 입력 0 (-) | VccIn03 (핀 21) / GndIn03 (핀 22) |
| 19 | VccIn47 (입력 그룹 47용 절연 VCC) | GndIn47 (핀 20) |
| 20 | GndIn47 (입력 그룹 47용 절연 접지) | VccIn47 (핀 19) |
| 21 | VccIn03 (입력 그룹 03용 절연 VCC) | GndIn03 (핀 22) |
| 22 | GndIn03 (입력 그룹 03용 절연 접지) | VccIn03 (핀 21) |
| Shield | GND (비절연 보드 그라운드 / 접지 / 브래킷) |
싱글 엔드 모드#
싱글엔디드 모드에서 Front GPI 그룹의 4개 GPI는 4개의 독립적인 싱글엔디드 신호를 수신하도록 설정됩니다. GPI 번호는 VisualApplets 오퍼레이터에 표시되는 FPGA 애플릿 번호와 직접 일치합니다(1:1 매핑).
아래 표에서는 두 그룹 모두 싱글엔디드 동작으로 설정되었을 때 각 GPI pin의 의미를 설명합니다.
| 핀 번호 | Signal Type | 기준 신호 |
|---|---|---|
| 1 | FrontGpi6, input 6 | VccIn47 (핀 19) / GndIn47 (핀 20) |
| 2 | FrontGpi7, input 7 | VccIn47 (핀 19) / GndIn47 (핀 20) |
| 3 | FrontGpi2, input 2 | VccIn03 (핀 21) / GndIn03 (핀 22) |
| 4 | FrontGpi3, input 3 | VccIn03 (핀 21) / GndIn03 (핀 22) |
| 10 | FrontGpi4, input 4 | VccIn47 (핀 19) / GndIn47 (핀 20) |
| 11 | FrontGpi5, input 5 | VccIn47 (핀 19) / GndIn47 (핀 20) |
| 12 | FrontGpi0, input 0 | VccIn03 (핀 21) / GndIn03 (핀 22) |
| 13 | FrontGpi1, input 1 | VccIn03 (핀 21) / GndIn03 (핀 22) |
| 19 | VccIn47 (입력 그룹 47용 절연 VCC) | GndIn47 (핀 20) |
| 20 | GndIn47 (입력 그룹 47용 절연 접지) | VccIn47 (핀 19) |
| 21 | VccIn03 (입력 그룹 03용 절연 VCC) | GndIn03 (핀 22) |
| 22 | GndIn03 (입력 그룹 03용 절연 접지) | VccIn03 (핀 21) |
| Shield | GND (비절연 보드 그라운드 / 접지 / 브래킷) |
차동 모드와 싱글엔디드 모드 동시 사용
각 GPI 그룹은 독립적으로 작동하므로 한 그룹은 차동 모드로 설정하고 다른 그룹은 싱글엔디드 모드로 설정할 수 있습니다. 한 그룹의 설정은 다른 그룹의 동작에 영향을 미치지 않습니다.
물리적 입력의 전기적 특성#
| 설명 | 최소 | 일반 | 최대 | 단위 |
|---|---|---|---|---|
| 공급 전압 | 4.5 | 26 | VDC | |
| 입력 임계값 | 공급 전압의 20 % | VDC | ||
| 디퍼렌셜 입력 오프셋 전압 | 50 | mV | ||
| GPI 핀의 바이어스 전류 | -25 | -400 | nA | |
| GPI 그룹 전압 IN에서의 총 전류 | -50 | mA |
물리적 입력의 타이밍 특성#
| 설명 | 일반 | 단위 |
|---|---|---|
| 전파 지연 | 300 | ns |
| 최소 펄스 폭 | 200 | ns |
| 최대 주파수 | 2.5 | MHz |
전면 GPO 그룹(트리거 출력)#
Front GPIO 인터페이스는 두 개의 그룹으로 구성됩니다.
- Group 03: GPO[0], [1], [2], [3]
- Group 47: GPO[4], [5], [6], [7]
각 그룹에는 커넥터에 전용 전원 공급핀이 있습니다. 즉, 그룹 전원 공급핀에 외부에서 5 V를 공급하면 해당 그룹의 출력 GPO 신호는 5 V TTL과 호환되는 기존의 5 V CMOS 레벨이 됩니다. 외부 전원 공급 장치는 4.5 V ~ 26 V 범위일 수 있습니다.
다음 그림은 단일 GPO 그룹의 논리 블록 다이어그램을 보여줍니다.
물리적 출력의 전기적 특성#
| 설명 | Value |
|---|---|
| 출력 고전압(VOH) | min. VCC out – 0.4 V @ -6. 5 mA |
| 출력 저전압(VOL) | max. 0.4 V @ 6.5 mA |
| 출력 전류(IO) | ± 50 mA |
5 V Out (Max. Current 500 mA)
Front GPIO 커넥터는 5 VDC를 공급하는 전압 출력 핀을 제공합니다. 이 전원 공급 장치는 외부 전원을 사용할 수 없을 때 GPO 및 GPI 회로에 전력을 공급하는 데 사용할 수 있습니다. 최대 전류는 500 mA입니다.
물리적 출력의 타이밍 특성#
| 설명 | 일반 | 최대 | 단위 |
|---|---|---|---|
| 상승/하강 시간 | 3 | 30 | ns |
| 전파 지연 | 70 | ns |
GPIO 트리거 보드 커넥터 (34핀)#
GPIO 트리거 보드 커넥터(34핀)를 통해 프레임 그래버를 Trigger Extension Board에 연결할 수 있습니다.
다음 그림은 프레임 그래버를 Trigger Extension Board와 함께 사용하는 방법을 보여줍니다.
GPIO 트리거 보드 커넥터는 다음 기능을 제공합니다.
- 8개의 디지털 입력(IN 0–7)
- 8개의 디지털 출력(OUT 0–7)
8개의 입력 번호는 0부터 7까지입니다. 8개의 출력 범위는 0부터 7까지입니다.
GPIO 커넥터는 Trigger Extension Board를 연결하는 데 사용됩니다. Trigger Extension Board의 물리적 인터페이스 구성(TTL 또는 옵토커플링, 풀업, 풀다운, 차동 또는 싱글 엔드 신호)은 사용하는 Trigger Extension Board에 따라 다릅니다. 자세한 내용은 Opto-Coupled Trigger 5 또는 TTL Trigger를 참조하십시오.
설치 지침은 Installing a Trigger Extension Board를 참조하십시오.
하나 이상의 프레임 그래버 장치를 하나 이상의 트리거 보드에 연결하는 방법에 대한 자세한 내용은 Synchronizing Multiple Boards를 참조하십시오.
GPIO Trigger Board Connector (34-Pin) 핀 레이아웃#
34핀 플랫 케이블을 사용하면 프레임 그래버를 외부 트리거 보드에 연결할 수 있습니다. 모든 Basler 프레임 그래버는 8개의 디지털 입력(IN 0–7)과 8개의 디지털 출력(OUT 0–7)을 제공합니다.
앱릿을 통해 개별 입력 및 출력을 사용하는 방법을 구성할 수 있습니다. 사용 중인 앱릿의 설명서를 참조하십시오.
| 핀 번호(홀수) | I/O Name | 핀 번호(짝수) | I/O Name |
|---|---|---|---|
| 1 | Trigger Output 0 | 2 | +3.3 VDC |
| 3 | Trigger Output 1 | 4 | +3.3 VDC |
| 5 | Trigger Output 2 | 6 | GND |
| 7 | Trigger Output 3 | 8 | GND |
| 9 | Trigger Input 0 | 10 | GND |
| 11 | Trigger Input 1 | 12 | GND |
| 13 | Trigger Input 2 | 14 | GND |
| 15 | Trigger Input 3 | 16 | GND |
| 17 | Trigger Output 4 | 18 | GND |
| 19 | Trigger Output 5 | 20 | GND |
| 21 | Trigger Output 6 | 22 | GND |
| 23 | Trigger Output 7 | 24 | GND |
| 25 | Trigger Input 4 | 26 | GND |
| 27 | Trigger Input 5 | 28 | GND |
| 29 | Trigger Input 6 | 30 | GND |
| 31 | Trigger Input 7 | 32 | VCCIO (+2.5 VDC/ 3.3 VDC) |
| 33 | Presence Detect | 34 | VCCIO (+2.5 VDC/ 3.3 VDC) |
모든 GPO 신호는 푸시풀 드라이버로 구동됩니다.
Trigger Extension Board의 연결 및 사용 방법에 대해서는 Opto Trigger 5 및 TTL Trigger 섹션을 참조하십시오. 트리거 신호 사용 방법에 대해서는 해당 applet documentation을 참조하십시오.
전원 공급 장치가 있는 Trigger Sources 및 없는 Trigger Sources를 전면 GPIO에 연결#
일반적으로 트리거 장치에는 다음 2가지 유형이 있습니다.
- GPIO에 전원 공급 장치를 제공하는 장치, 그리고
- 외부 전원 공급 장치가 제공되기를 기대하는 장치.
imaFlex 2 Dual 100은 두 유형의 장치 모두와 함께 사용할 수 있습니다.
GPIO에 전원 공급을 제공하는 소스 장치#
이 섹션에서는 GPIO 전원 공급 장치를 제공하는 로터리 엔코더를 imaFlex 2 Dual 100에 연결하는 방법의 예를 보여줍니다. 로터리 엔코더는 GPI 그룹 03에 차동 방식으로 연결됩니다.
GPIO에 외부 전원 공급이 필요한 소스 장치#
이 섹션에서는 외부 GPIO 전원 공급 장치를 필요로 하는 로터리 엔코더를 imaFlex 2 Dual 100에 연결하는 방법의 예를 보여줍니다.
샤프트 엔코더 공급핀을 연결하는 것 외에도 반드시 VccIn03을 5VOutIso에, GndIn03을 GndOutIso에 연결해야 합니다. 이는 프레임 그래버 GPI 회로에 전원을 공급하기 위해 필요합니다.
GPIO에 전원 공급을 제공하는 싱크 장치#
이 장에서는 GPIO 전원 공급 장치를 제공하는 제어 싱크를 imaFlex 2 Dual 100에 연결하는 방법의 예를 보여줍니다.
제어 싱크는 GPO 그룹 03 port[0] 및 port[1에 차동 방식으로 연결됩니다.
GPIO에 전원 공급이 필요한 싱크 장치#
이 섹션에서는 외부 GPIO 전원 공급 장치를 필요로 하는 싱크를 imaFlex 2 Dual 100에 연결하는 방법의 예를 보여줍니다.
제어 싱크(Control sink)는 GPO 그룹 03 port[0] 및 port[1]에 차동으로 연결됩니다.
싱크 공급 핀 연결 외에도 VccOut03을 5VOutIso에, GndOut03을 GndOutIso에 반드시 연결해야 합니다. 이는 프레임 그래버 GPO 회로에 전원을 공급하기 위해 필요합니다.
5 V 프레임 그래버 외부 전원
모든 Basler 프레임 그래버는 외부 GPIO 전원 공급이 필요한 외부 장치를 연결할 수 있도록 5 V 전원 공급을 제공합니다. 이 5 V는 소스 공급되는 모든 GPIO 포트에 걸쳐 최대 500 mA의 전류를 유지할 수 있습니다.
Trigger Extension Boards#
Trigger Extension Board는 짧은 지연 시간으로 다양한 작업을 수행하는 데 유용합니다(예:).
- 카메라 제어
- 주변 장치 제어
- 여러 프레임 그래버 동기화
Basler 프레임 그래버용으로 제공되는 모든 Trigger Extension Board는 다음 기능을 제공합니다.
- 8개의 디지털 입력(IN 0–7)(8개의 싱글엔디드 신호 또는 4개의 차동 신호)
- 8개의 디지털 출력(OUT 0–7)
자세한 내용은 Opto-Coupled Trigger 5 및 TTL Trigger를 참조하십시오.
Applet별 Trigger Settings#
애플릿을 사용하여 Trigger Extension Board의 개별 I/O 사용 방식을 구성할 수 있습니다. Configuring the Trigger Options within an Applet 및 사용 중인 특정 애플릿의 문서를 참조하십시오.
앱릿 내 Trigger Options 구성#
다음과 같이 애플릿의 트리거 구성에 액세스할 수 있습니다.
- microDisplay X: GUI를 통해 파라미터 값을 트리거할 수 있습니다.
- Framegrabber API: 프레임 그래버를 특정 이미지 처리 애플리케이션에 통합할 수 있습니다.
트리거 시스템에 대한 요구 사항은 애플리케이션에 따라 다릅니다.
- 면 스캔(Area scan)의 경우 하나의 트리거 유형(프레임 트리거)만 필요합니다.
- 라인 스캔(Line scan)의 경우 라인 트리거(각 라인에 대해 트리거 펄스 전송)와 프레임 트리거의 두 가지 트리거 유형이 필요합니다. 라인 스캔 애플리케이션에서는 프레임 트리거가 이미지에 추가되는 라인 수를 제어합니다.
사용 가능한 파라미터 및 설정이 미치는 영향에 대한 정보는 사용 중인 documentation of the applet을 참조하십시오.