aca1300-200um: 7 องค์ประกอบสำคัญสำหรับกล้อง Machine Vision โมโนโครมความเร็ว 200 fps

ในการออกแบบระบบตรวจสอบคุณภาพที่ต้องการความไวแสงสูงและการจับภาพวัตถุเคลื่อนที่เร็วอย่างแม่นยำ กล้อง Machine Vision แบบโมโนโครมความเร็วสูงเป็นทางเลือกที่ชัดเจน และ aca1300-200um จาก Basler ก็เป็นหนึ่งในกล้องรุ่นที่ตอบโจทย์นี้ ด้วยเซนเซอร์ CMOS ขาวดำขนาด 1/3 นิ้ว ความสามารถจับภาพที่ 200 เฟรมต่อวินาที และเทคโนโลยี Global Shutter ที่รักษาความถูกต้องทางเรขาคณิตของภาพวัตถุเคลื่อนที่

สารบัญเนื้อหา

• สรุปคุณสมบัติหลักของ aca1300-200um
• ความได้เปรียบของการจับภาพ 200 fps สำหรับงานตรวจสอบ
• เทคโนโลยีเซนเซอร์ CMOS โมโนโครมและ Global Shutter
• การเพิ่มประสิทธิภาพอินเทอร์เฟซ USB 3.0 สำหรับสตรีมข้อมูลต่อเนื่อง
• ข้อพิจารณาด้านออปติคอลและแสงสว่างสำหรับงานความเร็วสูง
• การประยุกต์ใช้งานจริงในอุตสาหกรรมที่ต้องการความไวแสงสูง
• การตั้งค่าระบบและการปรับแต่งพารามิเตอร์เพื่อประสิทธิภาพสูงสุด

สรุปคุณสมบัติหลักของ aca1300-200um

กล้องรุ่น aca1300-200um เป็นกล้อง Machine Vision แบบโมโนโครมความเร็วสูงในตระกูล ace ของ Basler ที่ออกแบบมาเพื่อขยายขีดความสามารถของการตรวจสอบอัตโนมัติในแง่ของความเร็วและความไวแสง โดยมีคุณลักษณะทางเทคนิคที่น่าสนใจดังนี้

This camera model features a 1/3-inch CMOS monochrome sensor that delivers 1.3 megapixels (1280 x 1024 pixels) resolution. Its most significant capability is the high frame rate of up to 200 frames per second, which is complemented by a global shutter mechanism that ensures distortion-free imaging of fast-moving objects.

ข้อมูลจำเพาะทางเทคนิคโดยสังเขป

• ความละเอียด (Resolution): 1.3 MP (1280 x 1024 พิกเซล)
• ประเภทเซนเซอร์ (Sensor Type): CMOS แบบโมโนโครม (Monochrome)
• ขนาดเซนเซอร์ (Sensor Size): 1/3 นิ้ว
• กลไกชัตเตอร์ (Shutter Type): Global Shutter
• อัตราการถ่ายภาพ (Frame Rate): สูงสุด 200 เฟรมต่อวินาที (fps)
• อินเทอร์เฟซ (Interface): USB 3.0 Vision
• การเชื่อมต่อไฟฟ้า: รองรับการจ่ายไฟผ่านพอร์ต USB (Bus Power)

ข้อมูลสเปคเหล่านี้บ่งชี้ว่า aca1300-200um เหมาะสมอย่างยิ่งสำหรับงานตรวจสอบที่ต้องการจับภาพวัตถุเคลื่อนที่เร็วมากในสภาวะแสงน้อย หรืองานที่ต้องวิเคราะห์รายละเอียดพื้นผิวและความเปรียบต่างสูงของวัตถุสีเทา

ความได้เปรียบของการจับภาพ 200 fps สำหรับงานตรวจสอบ

เฟรมเรท 200 เฟรมต่อวินาทีของ aca1300-200um สร้างความได้เปรียบเชิงปฏิบัติหลายประการ อย่างแรกคือการเพิ่มโอกาสในการจับภาพที่เหมาะสม (Good Shot) ของวัตถุที่เคลื่อนที่เร็วหรือมีการเปลี่ยนแปลงอย่างรวดเร็ว ทำให้ระบบตรวจสอบมีความน่าเชื่อถือและลดอัตราการตรวจสอบพลาด (False Negative)

Secondly, the high frame rate enables more sophisticated motion analysis. By having a dense temporal sampling of an event, users can perform accurate velocity calculations, trajectory tracking, and detect transient anomalies that would be missed at lower frame rates, making the aca1300-200um a powerful tool for process analysis and optimization.

การคำนวณประสิทธิภาพบนสายพานผลิต

ผู้ใช้สามารถคำนวณประสิทธิภาพสูงสุดของระบบด้วย aca1300-200um โดยพิจารณาจากความเร็วสายพาน (เมตร/วินาที) และความสูงของวัตถุที่ต้องการตรวจสอบ ตัวอย่างเช่น หากวัตถุมีความสูง 10 มม. ในแนวตั้งและต้องการอย่างน้อย 5 พิกเซลเพื่อการวิเคราะห์ที่เชื่อถือได้ ระบบสามารถคำนวณความเร็วสายพานสูงสุดที่รองรับได้ด้วยเฟรมเรท 200 fps

เทคโนโลยีเซนเซอร์ CMOS โมโนโครมและ Global Shutter

เซนเซอร์ CMOS โมโนโครมใน aca1300-200um มีข้อได้เปรียบด้านควอนตัมเอฟฟิเซียนซี (Quantum Efficiency) ที่สูงกว่าเซนเซอร์สี เนื่องจากไม่มีฟิลเตอร์สีแบบ Bayer มาดูดกลืนแสง ส่งผลให้ได้สัญญาณไฟฟ้าที่แรงขึ้นสำหรับปริมาณแสงเท่ากัน ซึ่งเป็นปัจจัยสำคัญสำหรับการจับภาพในสภาวะแสงน้อยหรือเมื่อต้องใช้เวลาเปิดหน้ากล้องที่สั้นมาก

The global shutter architecture is critical for the camera’s performance at 200 fps. By exposing and reading out all pixels simultaneously, it completely eliminates the temporal distortion (also known as the “rolling shutter effect”) that would otherwise corrupt the image geometry of fast-moving objects, ensuring measurement accuracy in high-speed metrology applications.

การจัดการความร้อนและสัญญาณรบกวน

การทำงานที่เฟรมเรทสูงทำให้เกิดความร้อนภายในเซนเซอร์ซึ่งสามารถเพิ่มสัญญาณรบกวนแบบมืด (Dark Noise) ได้ aca1300-200um ใช้วงจรและโครงสร้างที่ออกแบบมาเพื่อจัดการกับความร้อนนี้อย่างมีประสิทธิภาพ ร่วมกับอัลกอริธึมการลดสัญญาณรบกวน (Noise Reduction) เพื่อรักษาอัตราส่วนสัญญาณต่อสัญญาณรบกวน (SNR) ให้อยู่ในระดับสูงแม้ทำงานที่ความเร็วสูงสุด

การเพิ่มประสิทธิภาพอินเทอร์เฟซ USB 3.0 สำหรับสตรีมข้อมูลต่อเนื่อง

การส่งสตรีมข้อมูลภาพที่ 200 เฟรมต่อวินาที ต้องการการจัดการแบนด์วิธที่แม่นยำ อินเทอร์เฟซ USB 3.0 บน aca1300-200um มีแบนด์วิธเพียงพอ แต่เพื่อความเสถียรภาพในระยะยาว ควรคำนึงถึงปัจจัยหลายประการ เช่น คุณภาพของสายสัญญาณและพอร์ตบนคอมพิวเตอร์โฮสต์

It is highly recommended to use a dedicated USB 3.0 host controller and avoid sharing the bus with other high-bandwidth devices. Employing high-quality, industrial-grade USB 3.0 cables with proper shielding and locking connectors is essential to prevent data corruption and physical disconnection in vibration-prone environments.

การตั้งค่า Buffering และ Host Performance

คอมพิวเตอร์โฮสต์ควรมีหน่วยความจำและประสิทธิภาพการประมวลผลที่เพียงพอ การตั้งค่าขนาดบัฟเฟอร์ (Buffer Size) ในซอฟต์แวร์ให้เหมาะสมช่วยลดโอกาสการสูญเสียเฟรม (Frame Drop) การใช้เทคนิค Multi-threading และการเลือกโหมดการถ่ายโอนข้อมูล (Transfer Mode) ที่ถูกต้องในซอฟต์แวร์ SDK จะช่วยเพิ่มความเสถียรของระบบโดยรวม

ข้อพิจารณาด้านออปติคอลและแสงสว่างสำหรับงานความเร็วสูง

เลนส์สำหรับงานจับภาพความเร็วสูงต้องมีคุณสมบัติด้านความเร็ว (ความสามารถในการส่งผ่านแสง) และความละเอียดสูง เลนส์ที่ใช้กับ aca1300-200um ควรมีค่ารูรับแสงต่ำ (f-number น้อย) เพื่อให้แสงเพียงพอในช่วงเวลาเปิดหน้ากล้องที่สั้นมาก และมีความละเอียดทางออปติคอลสูงเพื่อให้สอดคล้องกับความละเอียดของเซนเซอร์

For optimal image quality, selecting a lens that matches the sensor’s pixel size and resolution is crucial. We recommend high-performance C-mount lenses with low distortion and high MTF (Modulation Transfer Function) values to ensure that the lens does not become the bottleneck in the system’s resolving power.

ระบบสตรอบแสงสำหรับการหยุดการเคลื่อนไหว

เนื่องจากการเปิดหน้ากล้องในงานความเร็วสูงอาจสั้นเพียงไมโครวินาที ระบบไฟแบบสตรอบ (Strobe) ที่สามารถซิงค์กับสัญญาณทริกเกอร์ของ aca1300-200um ได้อย่างแม่นยำจึงมีความจำเป็น การใช้ ไฟ LED สตรอบความเข้มสูง ช่วยหยุดการเคลื่อนไหวของวัตถุโดยไม่ต้องพึ่งเวลาเปิดหน้ากล้องที่สั้นเกินไป ซึ่งอาจทำให้ภาพมืดเกินไป

การประยุกต์ใช้งานจริงในอุตสาหกรรมที่ต้องการความไวแสงสูง

ในอุตสาหกรรมอิเล็กทรอนิกส์ aca1300-200um ถูกใช้ตรวจสอบคุณภาพการบัดกรีบนแผงวงจรที่เคลื่อนที่ด้วยความเร็วสูง การอ่านรหัสเลเซอร์บนชิป และการตรวจสอบตำแหน่งของชิ้นส่วนขนาดเล็ก ความไวแสงสูงของเซนเซอร์ขาวดำช่วยให้เห็นรายละเอียดที่สำคัญแม้ในสภาวะแสงที่ไม่สมบูรณ์แบบ

For scientific imaging and research, such as in ballistics analysis, fluid dynamics studies, or high-speed material testing, the camera provides the necessary combination of speed, sensitivity, and geometric accuracy. The monochrome sensor’s wide spectral response can also be leveraged with specific wavelength lighting to highlight features of interest.

การใช้งานในงานวัดมิติและคัดแยกความเร็วสูง

ระบบคัดแยกอัตโนมัติ (Automated Sorting) ที่ต้องอาศัยการวัดมิติและตรวจสอบรูปร่างของวัตถุที่เคลื่อนที่เร็วเป็นอีกหนึ่งพื้นที่ที่ aca1300-200um เหมาะสม ความเร็ว 200 fps ร่วมกับ Global Shutter ช่วยให้ได้ภาพที่แม่นยำสำหรับการตัดสินใจแบบเรียลไทม์เพื่อคัดแยกวัตถุตามขนาดหรือรูปร่าง

การตั้งค่าระบบและการปรับแต่งพารามิเตอร์เพื่อประสิทธิภาพสูงสุด

การตั้งค่าเริ่มต้นของ aca1300-200um ควรเริ่มจากการกำหนดเวลาเปิดหน้ากล้อง (Exposure Time) ที่สั้นที่สุดที่ยังได้ภาพสว่างเพียงพอ จากนั้นปรับค่า Gain ให้ต่ำที่สุดที่ยอมรับได้เพื่อลดสัญญาณรบกวน การใช้ฟังก์ชั่น Auto Features (เช่น Auto Exposure) อาจไม่เหมาะสมสำหรับงานความเร็วสูง เนื่องจากอาจทำให้เฟรมเรทไม่สม่ำเสมอ

Software integration is streamlined through compliance with USB3 Vision and GenICam standards. Developers can use Basler’s pylon SDK or any compatible third-party software to control the camera. Special attention should be given to setting up efficient buffer handling and image acquisition threads to keep up with the 200 fps data stream.

การใช้ Region of Interest (ROI) เพื่อเพิ่มประสิทธิภาพ

ในกรณีที่ไม่จำเป็นต้องใช้พื้นที่ภาพทั้งหมด ผู้ใช้สามารถตั้งค่า ROI เพื่อลดจำนวนพิกเซลที่ส่งข้อมูลลงได้ ซึ่งจะช่วยเพิ่มเฟรมเรทได้เกินกว่า 200 fps หรือลดภาระในการประมวลผลและพื้นที่จัดเก็บข้อมูล เทคนิคนี้มีประโยชน์อย่างมากสำหรับการตรวจสอบวัตถุขนาดเล็กที่เคลื่อนที่เร็วมาก

สรุป: เหตุผลที่ควรพิจารณา aca1300-200um

กล้อง aca1300-200um เป็นโซลูชัน Machine Vision โมโนโครมความเร็วสูงที่สมดุลระหว่างสมรรถนะและความคุ้มค่า ด้วยเฟรมเรท 200 fps ที่ช่วยจับภาพกระบวนการเคลื่อนที่เร็ว เทคโนโลยี Global Shutter ที่รักษาความถูกต้องเชิงเรขาคณิต และความไวแสงสูงจากเซนเซอร์ขาวดำ กล้องรุ่นนี้จึงเป็นเครื่องมือที่ทรงพลังสำหรับการยกระดับการตรวจสอบคุณภาพในอุตสาหกรรมที่ท้าทาย ด้วยอินเทอร์เฟซ USB 3.0 ที่ทำให้การติดตั้งง่ายดายและความน่าเชื่อถือจากแบรนด์ Basler ผู้ใช้สามารถมั่นใจในประสิทธิภาพและความเสถียรในการทำงานต่อเนื่อง

ติดต่อเพื่อขอใบเสนอราคา aca1300-200um
ปรึกษากับวิศวกรผู้เชี่ยวชาญของเราเพื่อวิเคราะห์ความต้องการและออกแบบระบบตรวจสอบความเร็วสูง
สอบถามและขอใบเสนอราคา