机器视觉中控制器的基础知识

    在机器视觉系统中 ，合理地选择合适的照明方式及照明手法 ，可使难以摄取的图像一举成功 ，并能取得更为优质的图像 。而在使用机器视觉LED光源时 ，一般都提供几种供电方式可供选择 。

 　 机器视觉LED光源电源常见的有5V 、12V 、24V直流电源，功率根据所用LED的数量多

少而定 。通常LED的工作电流在10mA~25mA ，特别亮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毁 。

 　 由于LED上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所承担的 。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 。而同样的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 。

   既然用低电压有好处 ，为什么还使用12V 、24V呢 ？原因很简单 ，由于机器视觉系统于工业生产线上 ，一般24V是标准配置 ；另外电压高时 ，搞干扰能力强 ，而低压则对电源和工作环境提出了更高的要求 。是使用恒流源还是恒压源 ，环境温度有何影响等 ，均需要考虑。 

    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 。

    此时就需要用到频闪控制器 ，通常采用的是超电流的方法 ，即控制通过LED的电流超出标定的值多少倍 ，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 ，可以减少环境的影响 ，可以减少快门时间从而减少动态拍摄时的拖尾现象 ，而且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 ，从而进一步确保机器视觉系统的稳定性和检测精度 。