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视觉光源控制器的要求
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2018-06-04 16:38:39来源: 中国机器视觉网

    LED电源是电源中的一种,是向电子设备提供功率的装置。通过变压器和整流器,把交流电变成直流电的装置,这个装置就叫做整流电源,也叫驱动电源。一般LED光源都提供几种供电方式可供选择,常见的有5V、12V、24V直流电源,还有少数15V 或28V 的特殊用途的电压源,功率则根据所用LED的数量多少而定。
    LED供电的电压不同对光源是否有影响呢?这和LED的特性有关。一般LED的工作电流在10mA~25mA,特别亮的LED可达50mA甚至更高,而LED的电压降一般为1.8V到3.3V,因此通常每个LED上都串联一个电阻(分压电阻),这样才能保证LED发光均匀,而且在电压波动时不易损坏。
     由于LED灯珠的电压降和通过的电流都是恒定的,供电电源的电压不同时,多余的电压是串联的电阻分担的。例如给一颗1.8V、15mA的LED用24V供电时,需要串联1.48KΩ[(24-1.8)/0.015=1480],此时电阻的功耗是:0.015*0.015*1480=0.333W,如果使用多个LED颗粒组合成光源,光源会发出很高的热量,这时必须采用风扇等强制散热手段,否则光源的寿命会很短。
    但是LED使用5V供电时,串联电阻R=213Ω,电阻的功耗为0.048W,和24V供电时差了近7倍。这时仅仅靠对流产生的散热效应就足够了,不必用强制散热的方法,这样LED的使用寿命大大加长,而光照强度也没有明显的改变。
     既然用低电压有好处,为什么还使用12V、24V呢?原因很简单,由于机器视觉用于工业生产线上,一般24V是标准配置。另外电压过高时,信号干扰能力强,而低压则对电源和工作环境提出了更高的要求。实际中是使用恒流源还是恒压源,环境温度有何影响等外界情况,均需要考虑。
    图像亮暗的控制,除了快门、光圈、增益外,还可以控制光源的亮暗以及亮的时间来控制,首先看一下常亮光源和闪光的优缺点。
    如果保持稳定的供电,那么光源的亮度基本不变,如果供电使用脉冲,脉冲的时间宽度和LED本身的响应时间决定了发光时间。若是这个时间小于相机快门开启的时间,那么相机的曝光程度是由光源发出的光通量决定的,如果大于快门时间,则由快门决定。
    一般情况下,如果需要频闪光源(时间小于快门速度),传统上使用普通的照相机闪光灯,使用LED强度不够,所以以往针对于LED光源来讲,闪光是指光源开启时间大于快门时间的情况。
    频闪控制器,通常采用的是超电流的方法,即控制通过LED的电流超出标准值的值多少倍,而使亮度增加。但是这种高负荷的工作状态由于功率过大,发热严重,对光源的寿命影响很大,所以通常通电时间都很短,减少光源的工作时间,以此来延长光源的使用时间。
    使用频闪控制器,可以获得高亮的光源,减少环境的影响,减少快门时间从而减少动态拍摄时的拖尾现象。如果只需要平常的亮度时,可以使用低亮度的LED发光管,可以降低成本。

    但是使用频闪时,电源的成本会提高,而且同步问题也必须考虑,频闪控制器可以从外部输出触发信号来触发光源,也可以从外部输出触发信号来触发频闪控制器。本身输出触发信号同时触发光源与相机,这样能达到光源与相机触发的同步,从而确保机器视觉系统的稳定性和检测精度。
    LED光源有巨大节能作用,将会取代传统光源,极大地改善人类的生存环境,缓解日益严峻的能源危机。在LED大放异彩的同时,LED驱动电源则是LED发展的保障,LED电源的品质直接制约了LED产品应用的可靠性,因此,LED电源的发展和成熟也至关重要。

 

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