Scegliere i cavi e i connettori giusti per la visione artificiale

Figura 1.Traccia test

I sistemi di visione artificiale sono costituiti da una serie di componenti e tutti questi devono essere ottimizzati per ottenere le migliori prestazioni possibili. La scelta dei cavi e dei connettori giusti per collegare le telecamere a un sistema di visione o a un PC è una parte importante di questo processo ed è guidata dalla particolare applicazione. I fattori chiave includono:

In molti casi, i cavi standard possono essere adeguati, ma in altri potrebbe essere necessario produrre cavi specifici per l'applicazione.

Questa è una considerazione fondamentale per qualsiasi applicazione di visione artificiale, poiché generalmente determina lo standard di trasmissione dei dati che deve essere utilizzato. In generale, gli standard basati su Ethernet come GigE Vision, 2.5GBASE-T, 5GBASE-T e 10GigE consentono la trasmissione sulle distanze più lunghe (fino a 100 metri) senza l'uso di ripetitori, mentre Camera Link HS e CoaXPress forniscono i dati più veloci velocità di trasferimento ma su distanze più brevi. Alcune applicazioni richiedono lunghezze di cavo maggiori di quelle consentite dall'interfaccia preferita. Utilizzando materiale di trasmissione ottimizzato su base in rame, sono possibili soluzioni di cavi estesi su distanze di medio raggio. Laddove sono necessarie lunghezze di cavo significative e non è possibile utilizzare un'interfaccia più appropriata, sono disponibili ripetitori che consentono di estendere le lunghezze in genere tra 2 e 4 volte la lunghezza standard. Per distanze ancora più lunghe, sono disponibili soluzioni di cavi in ​​fibra ottica su interfacce USB, Camera Link, Camera Link HS, CoaXPress ed Ethernet che possono estendere la lunghezza del cavo fino a poche centinaia di metri con fibra multimodale e fino a pochi chilometri utilizzando la fibra monomodale. fibre.

Figura 2.Prove di torsione e flessione

La maggior parte dei cavi ha un grado di flessibilità che consente loro di adattarsi allo chassis o alla macchina di un sistema. Tuttavia, per le applicazioni in cui la telecamera sarà in movimento, come su un robot, è necessario utilizzare cavi progettati per resistere a piegamenti e flessioni continue nel tempo. Questi cavi per robot o per binari vengono testati con movimenti ripetuti per simulare l'uso su un sistema robotico o su catene portacavi. I cavi sono caratterizzati dal raggio angolo minimo della flessione e dal numero di flessioni in un dato periodo di tempo. Le catene portacavi sono un mezzo per proteggere i cavi collegati a una parte meccanica in costante movimento. La catena portacavi garantisce che il raggio di curvatura minimo del cavo non venga superato. I cavi per binario sono generalmente progettati per resistere a più di 1 milione di flessioni con un raggio minimo. I cavi di tipo robotico vengono sottoposti a un ulteriore test di flessione torsionale che specifica la torsione ripetuta del cavo fino a 360° su una lunghezza specifica. Questo simula la sollecitazione su un cavo utilizzato in connessione con i bracci del robot. La maggior parte dei cavi di interfaccia sono disponibili in questi formati flessibili più elevati.

È preferibile l'utilizzo di connettori bloccabili affinché il cavo non possa essere rimosso accidentalmente tirandolo o in seguito a urti o vibrazioni. Molte soluzioni di interfaccia industriali e commerciali specificano connettori che si bloccano e questo tipo di connettore è disponibile per tutti gli standard di trasmissione della visione artificiale, come BNC (blocco a baionetta) e Hirose (push-pull) per sistemi analogici, MDR26 per Camera Link ( avvitabile) e CAT5e/CAT6 (avvitabile) per Ethernet.

Figura 3.Una selezione di tipi di connettori

Normalmente i cavi vengono acquistati standard e non cablati in situ. Per la maggior parte dei cavi il connettore è fissato direttamente in linea con il cavo, tuttavia per le applicazioni in cui lo spazio è limitato, sono disponibili molti tipi diversi di connettori con connettori ruotati ad angoli specifici. Spesso si verificano problemi quando i cavi devono passare attraverso paratie o spazi ristretti in cui i connettori dei cavi non si adattano. Lo spazio limitato porta quindi spesso a soluzioni di cablaggio complicate. Con molti standard di interfaccia digitale, la capacità di cablare autonomamente i cavi è un compito molto complesso e, se non prodotto correttamente, può causare errori nei dati. Per superare questi problemi è disponibile una gamma di soluzioni di connettori angolari e passaparete per consentire una facile implementazione di scenari di cavi difficili. In alcuni casi la soluzione migliore è quella di realizzare assemblaggi di cavi specifici per il cliente attraverso alloggiamenti o pareti centrali.