GPIO 連接器 (CoF 擷取卡)#
這使您可以建立詳細且複雜的觸發系統，包括：
- 接收來自外部裝置（如 Shaft Encoders、光柵等）的觸發訊號 (trigger IN)。
- 將觸發訊號從擷取卡傳送至外部裝置（例如相機、照明等）（觸發輸出）。
- 接收軟體觸發。
資訊
imaFlex 2 Dual 100 擷取卡的觸發必須透過 Applet 進行設定。本主題將說明硬體介`面與`實體連線，但軟體設定無法使用標準觸發與 GPIO 設定工具 (例如 gpioTool 或 Pylon 參數) 來完成。如需透過 Applet 設定觸發的詳細資訊，請參閱以下說明文件：
- VisualApplets 文件，具體而言為 AppletProperties Operator Documentation
- 應用指南：為可程式化擷取卡設計訊號處理 Applet
- imaFlex 2 Dual 100 標準 Applet 說明文件的其他/GPIO 設定章節
透過使用觸發，您可以控制影像擷取過程。例如，您可以在特定時間點擷取影像、定義何時接受相機傳送的影像、指定應擷取多少行，或控制照明。
imaFlex 2 Dual 100 上的觸發介面#
imaFlex 2 Dual 100 擷取卡提供以下觸發介面：
- 擋板上的前面板 GPIO：一個 26 引腳的 SUB-D 連接器。
- GPIO 觸發板連接器 (34 引腳)：一個 34 引腳插座 (觸發單元「GPIO」)，用於連接額外的觸發板 (Opto Trigger 5 或 TTL Trigger)。
- C0/C1 QSFP28 連接器：連接 CoF 相機時，透過 QSFP28 連接器提供最多 16 個 CoF 觸發類型封包。
輸入組態#
imaFlex 2 Dual 100 提供兩個獨立的 GPI 群組，每個群組包含 4 個 GPI。GPI 群組可設定為差動 (differential)或單端 (single-ended)。此設定適用於該群組內的所有 GPI 訊號。其中一個群組可以是差動，另一個為單端；或者兩者皆為差動，抑或兩者皆為單端。單端為預設模式。
- 在差動模式下，您可以使用前面板 GPIO 上的 GPI，在每個群組中接收最多 2 個差動訊號，即兩個群組合計最多 4 個。
- 在單端模式下，您可以使用前面板 GPIO 上的 GPI，在每個群組中接收最多 4 個單端訊號，即兩個群組合計最多 8 個。
前面板 GPI 群組#
前面板 GPIO 介面提供兩個獨立的 GPI 群組，每個群組包含 4 個 GPI 訊號。每個群組在連接器上都有專屬的電源供應引腳，允許各群組在不同的電壓準位下運作。各群組的設定是透過軟體在 FPGA 中執行，並使用 AppletProperties VisualApplets 運算子的參數。
每個 GPI 群組都可以進行設定，在其所有輸入端上啟用 20 kΩ 上拉電阻或 20 kΩ 下拉電阻。此外，群組的運作模式可以在差動與單端訊號傳輸之間切換。
在差動模式下，只有 GPI[n] 和 GPI[n+2] 帶有有效資訊。中間的訊號（GPI[n+1] 和 GPI[n+3]）不提供有意義的資料，應予忽略（視為不關心狀態）。在單端模式下，該群組的所有四個 GPI 訊號皆可使用並帶有有效資訊。
所有群組 GPI 及其電源與控制訊號均經過電氣隔離。
下圖說明單一 GPI 群組的邏輯方塊圖。
差動模式#
在差動模式下，每個 front GPI 群組的四個 GPI 會設定為接收差動訊號。只有偶數編號的 GPI 訊號會向 FPGA 提供有意義的資料。對應的奇數編號 GPI 必須視為 don't care 訊號。
Front GPIO 介面由兩組組成：
- 群組 03：GPI[0]、GPI[1]、GPI[2]、GPI[3]
- 群組 47：GPI[4]、GPI[5]、GPI[6]、GPI[7]
GPI 編號直接對應至 VisualApplets 運算子中顯示的 FPGA applet 編號（1:1 對應）。
下表說明兩組皆設定為差動運作時各 GPI 接腳的含意。
| 接腳編號 | 訊號類型 | 參考訊號 |
|---|---|---|
| 1 | FrontGpi6，差動輸入 6 (+) | VccIn47 (接腳 19) / GndIn47 (接腳 20) |
| 2 | FrontGpi7，差動輸入 6 (-) | VccIn47 (接腳 19) / GndIn47 (接腳 20) |
| 3 | FrontGpi2，差動輸入 2 (+) | VccIn03 (接腳 21) / GndIn03 (接腳 22) |
| 4 | FrontGpi3，差動輸入 2 (-) | VccIn03 (接腳 21) / GndIn03 (接腳 22) |
| 10 | FrontGpi4，差動輸入 4 (+) | VccIn47 (接腳 19) / GndIn47 (接腳 20) |
| 11 | FrontGpi5，差動輸入 4 (-) | VccIn47 (接腳 19) / GndIn47 (接腳 20) |
| 12 | FrontGpi0，差動輸入 0 (+) | VccIn03 (接腳 21) / GndIn03 (接腳 22) |
| 13 | FrontGpi1，差動輸入 0 (-) | VccIn03 (接腳 21) / GndIn03 (接腳 22) |
| 19 | VccIn47 (isolated VCC for input group 47) | GndIn47 (pin 20) |
| 20 | GndIn47 (isolated ground for input group 47) | VccIn47 (pin 19) |
| 21 | VccIn03 (isolated VCC for input group 03) | GndIn03 (pin 22) |
| 22 | GndIn03 (isolated ground for input group 03) | VccIn03 (pin 21) |
| 遮蔽 | GND (非隔離式機板接地 / 大地 / 擋板) |
單端模式#
在單端模式下，Front GPI 群組的 4 個 GPI 會設定為接收 4 個獨立的單端訊號。GPI 編號直接對應至 VisualApplets 運算子中顯示的 FPGA applet 編號（1:1 對應）。
下表說明兩組皆設定為單端運作時各 GPI 接腳的含意。
| 接腳編號 | 訊號類型 | 參考訊號 |
|---|---|---|
| 1 | FrontGpi6，輸入 6 | VccIn47 (接腳 19) / GndIn47 (接腳 20) |
| 2 | FrontGpi7，輸入 7 | VccIn47 (接腳 19) / GndIn47 (接腳 20) |
| 3 | FrontGpi2，輸入 2 | VccIn03 (接腳 21) / GndIn03 (接腳 22) |
| 4 | FrontGpi3，輸入 3 | VccIn03 (接腳 21) / GndIn03 (接腳 22) |
| 10 | FrontGpi4，輸入 4 | VccIn47 (接腳 19) / GndIn47 (接腳 20) |
| 11 | FrontGpi5，輸入 5 | VccIn47 (接腳 19) / GndIn47 (接腳 20) |
| 12 | FrontGpi0，輸入 0 | VccIn03 (接腳 21) / GndIn03 (接腳 22) |
| 13 | FrontGpi1，輸入 1 | VccIn03 (接腳 21) / GndIn03 (接腳 22) |
| 19 | VccIn47 (isolated VCC for input group 47) | GndIn47 (pin 20) |
| 20 | GndIn47 (isolated ground for input group 47) | VccIn47 (pin 19) |
| 21 | VccIn03 (isolated VCC for input group 03) | GndIn03 (pin 22) |
| 22 | GndIn03 (isolated ground for input group 03) | VccIn03 (pin 21) |
| 遮蔽 | GND (非隔離式機板接地 / 大地 / 擋板) |
同時使用差動模式與單端模式
每個 GPI 群組皆獨立運作，因此一個群組可設定為差動模式，而另一群組則可設定為單端模式。一個群組的組態對另一群組的運作沒有影響。
實體輸入的電氣特性#
| 描述 | 最小值 | 典型 | 最大值 | 單位 |
|---|---|---|---|---|
| 電源電壓 | 4.5 | 26 | VDC | |
| 輸入閾值 | 20 % 電源電壓 | VDC | ||
| 差動輸入偏移電壓 | 50 | mV | ||
| GPI 引腳偏壓電流 | -25 | -400 | nA | |
| GPI 群組電壓 IN 的總電流 | -50 | mA |
實體輸入的時間特性#
| 描述 | 典型 | 單位 |
|---|---|---|
| 傳播延遲 | 300 | ns |
| 最小脈衝寬度 | 200 | ns |
| 最大頻率 | 2.5 | MHz |
前面板 GPO 群組 (觸發輸出)#
Front GPIO 介面由兩組組成：
- Group 03：GPO[0]、[1]、[2]、[3]
- Group 47：GPO[4]、[5]、[6]、[7]
每個群組在連接器上都有各自專屬的電源接腳，亦即若外部對群組電源接腳供應 5 V 電壓，該群組中的輸出 GPO 訊號將成為相容於 5 V TTL 的傳統 5 V CMOS 位準。外部電源供應範圍可在 4.5 V 至 26 V 之間。
下圖說明單一 GPO 群組的邏輯方塊圖。
實體輸出的電氣特性#
| 描述 | Value |
|---|---|
| 輸出高電壓 (VOH) | 最小 VCC out – 0.4 V @ -6. 5 mA |
| 輸出低電壓 (VOL) | 最大 0.4 V @ 6.5 mA |
| 輸出電流 (IO) | ± 50 mA |
5 V Out (Max. Current 500 mA)
Front GPIO 連接器提供一個供應 5 VDC 的電壓輸出接腳。當沒有外部電源可用時，此電源供應可用於為 GPO 和 GPI 電路供電。最大電流為 500 mA。
實體輸出的時間特性#
| 描述 | 典型 | 最大值 | 單位 |
|---|---|---|---|
| 上升／下降時間 | 3 | 30 | ns |
| 傳播延遲 | 70 | ns |
GPIO Trigger Board Connector (34-Pin)#
透過 GPIO 觸發板連接器 (34 引腳)，您可以將擷取卡連接至 Trigger Extension Board。
您可以透過 applet 配置個別輸入和輸出的使用方式。請參閱您所使用的 applet 說明文件。
GPIO 觸發板連接器提供：
- 8 個數位輸入 (IN 0–7)
- 8 個數位輸出 (OUT 0–7)。
這八個輸入的編號為 0 到 7。這八個輸出的範圍為 0 到 7。
GPIO 連接器用於連接觸發擴充板。觸發擴充板的實體介面組態（TTL 或光學隔離、上拉、下拉、差動或單端信號）取決於您所使用的觸發擴充板。如需詳細資訊，請參閱 Opto-Coupled Trigger 5 或 TTL Trigger。
有關安裝說明，請參閱 Installing a Trigger Extension Board。
有關將一個或多個擷取卡裝置連接至一個或多個觸發板的詳細資訊，請參閱 Synchronizing Multiple Boards。
GPIO Trigger Board Connector (34-Pin) 的接腳配置#
34 引腳排線可將擷取卡連接至外部觸發板。所有 Basler 擷取卡均提供 8 個數位輸入 (IN 0–7) 和 8 個數位輸出 (OUT 0–7)。
您可以透過小程式設定各個輸入與輸出的使用方式。請參閱您所使用的小程式說明文件。
| Pin # (Odd) | I/O Name | Pin # (Even) | I/O Name |
|---|---|---|---|
| 1 | Trigger Output 0 | 2 | +3.3 VDC |
| 3 | Trigger Output 1 | 4 | +3.3 VDC |
| 5 | Trigger Output 2 | 6 | GND |
| 7 | Trigger Output 3 | 8 | GND |
| 9 | Trigger Input 0 | 10 | GND |
| 11 | Trigger Input 1 | 12 | GND |
| 13 | Trigger Input 2 | 14 | GND |
| 15 | Trigger Input 3 | 16 | GND |
| 17 | Trigger Output 4 | 18 | GND |
| 19 | Trigger Output 5 | 20 | GND |
| 21 | Trigger Output 6 | 22 | GND |
| 23 | Trigger Output 7 | 24 | GND |
| 25 | Trigger Input 4 | 26 | GND |
| 27 | Trigger Input 5 | 28 | GND |
| 29 | Trigger Input 6 | 30 | GND |
| 31 | Trigger Input 7 | 32 | VCCIO (+2.5 VDC/ 3.3 VDC) |
| 33 | Presence Detect | 34 | VCCIO (+2.5 VDC/ 3.3 VDC) |
所有 GPO 信號均由推挽式驅動器驅動。
請參閱Opto Trigger 5和TTL Trigger章節以了解觸發擴充板的連接與使用方式。請參閱特定的applet documentation以了解如何使用觸發信號。
將帶有和不帶電源供應的 Trigger Source 連接到正面 GPIO#
通常有 2 種類型的觸發裝置：
- 為其 GPIO 提供電源的裝置，以及
- 需要提供外部電源的裝置。
imaFlex 2 Dual 100 可以與這兩種類型的裝置結合使用。
為其 GPIO 提供電源供應的來源裝置#
本節顯示了一個如何將提供 GPIO 電源的軸編碼器連接至 imaFlex 2 Dual 100 的範例。軸編碼器以差動方式連接至 GPI 群組 03。
其 GPIO 需要外部電源供應的來源裝置#
本節顯示了一個如何將需要外部 GPIO 電源的軸編碼器連接至 imaFlex 2 Dual 100 的範例。
除了連接軸編碼器電源引腳外，請務必將 VccIn03 連接到 5VOutIso，並將 GndIn03 連接到 GndOutIso。這是為擷取卡 GPI 電路供電所需的條件。
為其 GPIO 提供電源供應的汲極裝置#
本章顯示了一個如何將提供 GPIO 電源的控制負載端連接至 imaFlex 2 Dual 100 的範例。
控制負載端以差動方式連接至 GPO 群組 03 通道 [0] 和通道 [1]。
需要電源供應其 GPIO 的汲極裝置#
本節顯示了一個如何將需要外部 GPIO 電源的負載端連接至 imaFlex 2 Dual 100 的範例。
控制吸收端以差動方式連接至 GPO 群組 03 的 port[0] 與 port[1]。
除了連接接收端電源接脚之外，請務必將 VccOut03 連接到 5VOutIso，並將 GndOut03 連接到 GndOutIso。這是為擷取卡 GPO 電路供電所必需的。
5 V 採集卡外部電源
每個 Basler 採集卡都提供 5 V 電源供應，用於連接需要外部 GPIO 電源的外部裝置。這些 5 V 電源在所有供電的 GPIO port 之間最高可支援 500 mA 的電流。
Trigger Extension Boards#
Trigger Extension Board 有助於以極低的延遲執行各種任務，例如：
- 控制相機
- 控制週邊裝置
- 同步多張採集卡
所有適用於 Basler 採集卡的 Trigger Extension Board 皆提供下列功能：
- 8 個數位輸入（IN 0–7）（8 個單端訊號或 4 個差動訊號）
- 8 個數位輸出 (OUT 0–7)。
如需詳細資訊，請參閱 Opto-Coupled Trigger 5 與 TTL Trigger。
Applet 專屬的觸發設定#
使用 applet，您可以設定如何使用 Trigger Extension Board 的個別 I/O。請參閱 Configuring the Trigger Options within an Applet 以及您所使用之特定 applet 的說明文件。
在 Applet 中設定觸發選項#
您可以透過以下方式存取 applet 的觸發設定：
- microDisplay X：允許您透過 GUI 觸發參數值。
- Framegrabber API：允許將採集卡整合至特定的影像處理應用程式中。
觸發系統的要求會因您的應用而異：
- 對於面陣相機，只需要一種觸發類型（影格觸發）。
- 對於線陣相機，需要兩種觸發類型：行觸發（為每一行傳送一個觸發脈衝）與影格觸發。在線陣應用中，影格觸發控制影像中附加了多少行。
如需有哪些可用參數（以及設定可能產生的影響）的資訊，請參閱您所使用的 applet 說明文件。