Sembilan Faktor yang Perlu Dipertimbangkan untuk Integrasi Kamera Visi Mesin Tingkat Papan

Memanfaatkan kamera tingkat papan menawarkan berbagai manfaat. Untuk membantu mengidentifikasi perpaduan yang tepat antara fitur dan elemen desain, berikut adalah beberapa faktor yang perlu dipertimbangkan saat memilih dan mendesain di kamera machine vision yang disematkan.

Kemampuan untuk memanfaatkan kecerdasan buatan berbasis visi mesin dalam suatu produk memerlukan kemampuan untuk mendesain dalam kamera visi mesin tingkat papan berfitur lengkap menjadi paket yang jauh lebih kecil dan kuat, untuk memberikan fleksibilitas yang lebih besar dari pilihan kabel ke lensa, dalam Selain pengurangan ukuran untuk produk dan sistem baru. Terlebih lagi, memanfaatkan kamera tingkat papan menawarkan akses langsung ke komponen kamera inti untuk pembuangan panas yang lebih mudah, dan dapat dimanfaatkan di berbagai penggunaan:diagnostik medis, metrologi, robotika, visi tertanam, pengemasan dan inspeksi cetak, pemindai genggam, benchtop laboratorium dan sistem ruang terbatas lainnya.

Gambar 1. Kamera tingkat papan dapat digunakan dalam berbagai cara, tetapi ada faktor desain yang perlu dipertimbangkan.

Tetapi memilih kamera visi tertanam yang tepat adalah pertanyaan lain sepenuhnya. Dalam beberapa kasus, kamera siap pakai akan berfungsi dengan baik, karena kamera tingkat papan sering kali lebih rentan terhadap pelepasan muatan listrik statis (ESD) dan kerusakan fisik, apalagi fakta bahwa opsi ini biasanya memerlukan lebih banyak upaya desain, keahlian desain, dan berpotensi mengeluarkan lebih banyak biaya.

Untuk membantu mengidentifikasi perpaduan yang tepat antara fitur dan elemen desain yang diperlukan untuk proyek tertentu, ada sembilan faktor utama yang perlu dipertimbangkan saat memilih dan mendesain di kamera tertanam machine vision (mv):

1. Kumpulan fitur dan faktor bentuk
2. Pemasangan lensa
3. Desain casing untuk pembuatan prototipe cepat
4. Manajemen termal
5. Antarmuka dan konektor
6. Kamera MIPI versus kamera MV standar
7. Kompatibilitas elektromagnetik
8. Papan siap pakai
9. Kinerja CPU versus GPU pembelajaran mendalam

Mari kita lihat masing-masing faktor ini secara lebih rinci.

Set Fitur dan Faktor Bentuk

Seimbangkan fitur yang tepat dengan jejak fisik kamera, termasuk penggunaan GPIO ringkas dan konektor antarmuka untuk menghemat ruang. Seringkali, varian tingkat papan dari banyak kamera MV berfitur lengkap hanyalah kamera standar dengan casingnya dilepas, yang perlu diperhitungkan dalam desain. Selain itu, kamera tingkat papan memberikan fleksibilitas yang lebih besar untuk menyesuaikan panjang kabel FPC bersama dengan opsi file desain kabel bersama.

Pemasangan Lensa

Tanpa pemasangan lensa tetap, kamera tingkat papan memberi desainer kebebasan untuk memilih optik selain lensa standar C, CS, atau S-Mount yang biasa digunakan di industri MV.

Mengaktifkan pemasangan lensa untuk diintegrasikan ke bagian produk lain, atau bahkan mencetak gundukan lensa langsung ke rumah produk, selanjutnya dapat mengurangi biaya dengan menyederhanakan pembuatan dan perakitan. Namun, jika lensa dudukan standar lebih disukai, gunakan dudukan S untuk sensor sepertiga inci atau lebih kecil dengan resolusi rendah, seperti 2MP. Dudukan CS biasanya direkomendasikan untuk sensor berukuran sepertiga hingga satu inci, dan dudukan C untuk sensor berukuran satu inci atau lebih besar.

Desain Casing untuk Pembuatan Prototipe Cepat

Kamera tingkat papan sering kali tidak menyertakan kasing, tetapi dalam aplikasi di mana kamera tidak akan diintegrasikan ke dalam suatu produk, dan dengan demikian bagian dalam kamera dibiarkan terbuka ke elemen, kasing mungkin diperlukan.

Untuk pembuatan prototipe cepat, manfaatkan model CAD dan printer 3D yang ada, atau gunakan wadah plastik umum yang dapat membungkus kamera dan memasang kamera di tempatnya menggunakan spacer dan braket pemasangan.

Manajemen Termal

Tanpa casing, kamera level papan performa tinggi mungkin memiliki persyaratan desain tambahan untuk memastikan kamera beroperasi dalam kisaran suhu yang direkomendasikan. Untuk menghindari kerusakan kamera, suhu kamera yang dilaporkan harus tetap di bawah suhu maksimum komponen utama, seperti sensor/FPGA. Dalam kasus seperti itu, menyediakan heatsink yang memadai adalah kuncinya. Opsi yang disarankan adalah penggunaan pasta termal atau dempul versus bantalan termal untuk meminimalkan tekanan papan pada kamera.

Antarmuka dan Konektor

USB 3.1 Gen 1 adalah antarmuka yang ideal untuk sistem tertanam. Kabel sirkuit tercetak yang fleksibel dapat mendukung USB 3.1 Gen 1 dengan panjang kabel hingga 30m. Namun, satu kelemahan potensial dari antarmuka USB 3.1 adalah sinyal frekuensi tinggi yang dapat menyebabkan gangguan pada perangkat nirkabel hingga 5 GHz. Dalam hal ini, antarmuka GigE mungkin berfungsi atau antarmuka MIPI CSI yang lebih kompleks.

Kamera MIPI Versus Kamera MV Standar

Kamera MIPI yang disebutkan di atas lebih murah dibandingkan dengan kamera MV standar, berpotensi hingga 50 persen atau lebih, tetapi penurunan harga tersebut mencakup lebih sedikit fitur terutama karena kurangnya FPGA.

Kamera MIPI tipikal umumnya menawarkan output sensor mentah dengan sedikit atau tanpa pemrosesan atau peningkatan gambar (misalnya, koreksi bidang datar, koreksi piksel cacat, koreksi noise pola tetap, dll.), yang memerlukan pekerjaan tambahan untuk meningkatkan kualitas gambar. Yang terpenting, MIPI umumnya memerlukan penggunaan sistem tertanam yang mendukung kamera MIPI, sedangkan kamera USB3/GigE MV dapat digunakan pada papan ARM dan PC desktop standar.

Kompatibilitas Elektromagnetik

Tanpa pelindung yang disediakan oleh casing, kompatibilitas elektromagnetik (EMC) kamera tingkat papan akan berbeda dari model casing. Karena kamera tingkat papan ini disematkan ke produk atau sistem lain, produk akhir perlu disertifikasi secara terpisah.

Papan Siap Pakai

Beberapa vendor juga mengembangkan solusi carrier atau arm carrier mereka sendiri untuk papan tertanam. Prosesor ARM dan papan operator mempermudah integrator untuk membeli solusi siap pakai daripada memerlukan papan khusus, untuk menghemat waktu dan uang.

Tergantung pada persyaratan desain, papan dapat dibeli dan dikonfigurasi dengan hingga empat atau lebih pengontrol host USB3 untuk streaming dari empat kamera USB3 dengan bandwidth penuh.

Performa CPU Pembelajaran Mendalam Versus GPU

Algoritme pembelajaran mendalam berjalan sangat lambat pada prosesor biasa dibandingkan dengan GPU. Di mana inferensi yang lebih cepat adalah suatu keharusan, GPU adalah pilihan yang lebih baik, bahkan ketika gambar pertama kali dikirim ke cloud untuk diproses karena inferensi di cloud biasanya merupakan pilihan hemat biaya di mana komputasi tepi tidak begitu penting.

Opsi lain untuk menjalankan inferensi pembelajaran mendalam pada sistem tertanam adalah dengan menggunakan kamera berkemampuan inferensi yang dapat menjalankan model inferensi pada kamera itu sendiri, yang juga dapat membantu menurunkan persyaratan pemrosesan dari sistem host.

Dengan mempertimbangkan sembilan faktor inti ini, mengintegrasikan MV tingkat papan yang tepat dengan rangkaian fitur yang sesuai diharapkan akan menjadi lebih mudah, mengurangi sakit kepala desainer dan waktu desain sambil meningkatkan aplikasi produk secara keseluruhan.

Artikel Industri adalah bentuk konten yang memungkinkan mitra industri untuk berbagi berita, pesan, dan teknologi yang bermanfaat dengan pembaca All About Circuits dengan cara yang tidak sesuai dengan konten editorial. Semua Artikel Industri tunduk pada pedoman editorial yang ketat dengan tujuan menawarkan kepada pembaca berita, keahlian teknis, atau cerita yang bermanfaat. Sudut pandang dan pendapat yang diungkapkan dalam Artikel Industri adalah milik mitra dan belum tentu milik All About Circuits atau penulisnya.