LED-Blitzsteuerungen sind speziell für Vision-Systeme konzipiert, in denen schnell bewegte Objekte mit maximaler Bildschärfe erfasst werden müssen.

Bild: Framos

LED-Blitzsteuerungen für Vision-Systeme Mehr Licht für weniger Geld

12.06.2018

Moderne LED-Blitzsteuerungen sorgen nicht nur für eine exzellente Bild- und Analysequalität in Vision-Systemen, sondern steigern auch deren Leistung, Geschwindigkeit, Effizienz und Flexibilität. Dadurch lässt sich die Produktivität von Vision-basierten Anwendungen deutlich verbessern.

Jeder, der Erfahrung mit Vision-KamerasVision-Kameras hat, kann ein Lied davon singen, wie schwierig es ist, mit dem verfügbaren Licht die richtige Belichtungszeit zu treffen und gestochen scharfe Bilder von bewegten Objekten zu machen. Ist die Beleuchtung nicht optimal auf das Timing und die Leistung abgestimmt, können ungenaue Messergebnisse auftreten. Das ist nicht nur ärgerlich, sondern kostet auch viel Zeit und Geld.

Abhilfe versprechen LED-Blitzsteuerungen. Sie sind speziell für Vision-Systeme konzipiert, in denen schnell bewegte Objekte mit maximaler Bildschärfe erfasst werden müssen. Moderne LED-Blitzsteuerungen bieten die exakte Kontrolle, die für eine schnelle und stabile Bildverarbeitung benötigt wird. Bei kontinuierlich betriebenen LEDs sorgen sie für eine stabile Output-Leistung. Durch das sogenannte Pulsing, das mit der Kamera-Belichtung abgestimmt wird, ergibt sich zudem eine deutlich höhere Lichtleistung.

Punktgenaue Leistung

Blitzlichtbeleuchtungen benötigen viel Leistung und eine hohe Stromzufuhr. Die wesentliche Aufgabe einer Blitzsteuerung besteht darin, immer genügend Leistung in Reserve zu halten und diese bei Bedarf punktgenau zur Verfügung zu stellen. Auch das Sicherstellen einer kontinuierlichen und gleichbleibenden Gesamtleistung sowie das präzise Aussenden einzelner Impuls­energien sind wichtige Funktionen einer Blitzsteuerung, die sich unmittelbar auf die verfügbare Lichtmenge auswirken. Einfach ausgedrückt: mehr Licht = kürzere Belichtung = schnellere Verarbeitung. Die gesteigerte Leistung hat eine sofortige und deutliche Erhöhung der Produktivität zur Folge.

Mit einer stärkeren Stromquelle (kombiniert mit dem gepulsten Betrieb) lässt sich auch die Durchlaufgeschwindigkeit eines Vision-Systems drastisch erhöhen. Um den höheren Geschwindigkeiten gerecht zu werden, muss die Beleuchtung eine erhöhte Lichtleistung liefern. Die daraus resultierende Frequenzerhöhung erfordert einen schnelleren Prozessor, der auch hochfrequente Signale entsprechend verarbeiten und in Leistung umsetzen kann. Moderne Blitzsteuerungen können diese höheren Frequenzen zuverlässig und sehr präzise handhaben. Zudem verfügen sie über alle benötigten elektrischen Ein- und Ausgänge für eine nahtlose Integration ins Gesamtsystem.

Geringere Arbeitstemperatur

Die erhöhten Leistungen können zu einem Anstieg der Temperatur führen, was häufig Beschädigungen an den LEDs zur Folge hat und deren Lebenszeit deutlich verringert. Der gepulste Betrieb reduziert dagegen die effektiven Betriebszeiten. Das führt dazu, dass die Arbeitstemperatur selbst bei einer Übersteuerung der LEDs geringer ist. Auch die Effizienz der LED-Blitzsteuerung spielt eine immer wichtigere Rolle, um angesichts stetig steigender Frequenzen und Ausgangsleistungen die Abwärme zugunsten kompakterer Bauformen und höherer Umgebungstemperaturen möglichst gering zu halten.

Komfortable Anpassung

Viele Anwender haben nur vage Vorstellungen davon, welche Lichtstärke erforderlich ist oder wie die Helligkeit und das Timing optimiert werden müssen, um die Qualität ihres Vision-Systems zu steigern. Flexible Produktionsumgebungen mit sich stetig ändernden Güter- und Umgebungsbedingungen stellen eine weitere Herausforderung dar. Moderne LED-Blitzsteuerungen basieren auf einem Buck-and-Boost-Schaltnetzteil, das die benötigten Ströme und Spannungen unabhängig von der angelegten Versorgungsspannung zur Verfügung stellen kann. Dabei sind sämtliche Ein- und Ausgangsparameter über verschiedene Schnittstellen frei und per Fernzugriff konfigurierbar. Dadurch sind eine schnelle und komfortable Anpassung sowie ein optimales Setup möglich – auch direkt vor Ort und im laufenden Betrieb. Im Falle multipler Beleuchtungssysteme kann die Verwendung einer Mehrkanalsteuerung weitere Kosten einsparen.

Leistungsstarker 4-Kanal-Controller

Eine der leistungsstärksten Blitzsteuerungen am Markt ist der HPSC4 von Smartek Vision. Der 4-Kanal-Controller sorgt für eine hohe Flexibilität des Vision-Systems bei der Erfassung sich schnell bewegender Objekte. Er eignet sich für eine breite Palette von LED-Beleuchtungen und ist mit einem digital geregelten Buck-and-Boost-Schaltnetzteil für eine Ausgangsleistung von bis zu 120 W ausgelegt. Die vier separat steuerbaren Ein- und Ausgangskanäle ermöglichen einen asynchronen Betrieb. Damit hat der Anwender über einen einzigen Controller die volle Kontrolle bezüglich der Lichtintensität, des Timings, der Synchronisation und der Übersteuerung der angeschlossenen LEDs für verschiedene Beleuchtungsszenarien.

Der HPSC4 besticht durch seine sehr hohe Signalqualität und Stabilität. Er produziert Pulse mit bis zu 40 A bei maximal 48 V am Ausgang. Sein Gehäuse ist so kompakt wie robust. Das moderne Hardwaredesign, kombiniert mit Smarteks Optimal-Autosense-Technologie, sorgt für jederzeit optimale Betriebsbedingungen und erzielt einen Wirkungsgrad von über 90 Prozent. Optoisolierte Triggereingänge und separate Ausgänge gewährleisten eine präzise Synchronisation und eine starke Übersteuerung. Die Ein- zu Ausgangsverzögerung von bis zu 2 μs macht Pulse mit einer Einstellgenauigkeit von bis zu 1 μs/1 mA und einer Dauer von 1 μs bis 60 s möglich. Aus den verschiedenen Betriebsmodi des HPSC4 (extern, intern und softwaregetriggerter sowie kontinuierlicher Betrieb) kann der Anwender die für die jeweilige Applikation am besten passende Synchronisationsart auswählen.

Extrem kurze Beleuchtungsimpulse

Vision-Kameras profitieren zusammenfassend gesagt erheblich von der Leistungsfähigkeit ihres Beleuchtungssystems. Extrem kurze und sehr lichtstarke Beleuchtungsimpulse erhöhen die Beleuchtungsstärke von LEDs, bei gleichzeitig geringerer thermischer Belastung. Existierende LED-Beleuchtungen können somit weit über ihre Spezifikation hinaus betrieben und deutlich effizienter genutzt werden. Entwickler und End­anwender schlagen also zwei Fliegen mit einer Klappe: mehr Licht für weniger Geld!

Bildergalerie

  • Der 4-Kanal-Controller HPSC4 von Smartek ist eine der leistungsstärksten LED-Blitzsteuerungen am Markt.

    Bild: Framos

Firmen zu diesem Artikel
Verwandte Artikel