一種用于機(jī)器視覺(jué)系統(tǒng)的光源控制裝置的制造方法
【專(zhuān)利摘要】本實(shí)用新型公開(kāi)了一種用于機(jī)器視覺(jué)系統(tǒng)的光源控制裝置，包括固定在光源控制裝置殼體內(nèi)的光源控制電路板，光源控制電路板上設(shè)有單片機(jī)、可調(diào)恒壓源、恒流源，單片機(jī)一路直接連接可調(diào)恒壓源，一路通過(guò)數(shù)字電位器連接可調(diào)恒壓源，單片機(jī)通過(guò)數(shù)模轉(zhuǎn)換端口連接恒流源，恒流源通過(guò)模數(shù)轉(zhuǎn)換端口連接單片機(jī)，可調(diào)恒壓源和恒流源同時(shí)連接被控制的光源。光源控制電路板連接有控制信號(hào)輸出插座，可調(diào)恒壓源和恒流源通過(guò)控制信號(hào)輸出插座連接被控制的光源。其可調(diào)節(jié)自身的輸出功率，不僅拓寬了負(fù)載使用功率范圍，提高了電源利用率，減小了電路發(fā)熱量，而且還大大改善了機(jī)器視覺(jué)系統(tǒng)圖像采集的可靠性和準(zhǔn)確性。
【專(zhuān)利說(shuō)明】
一種用于機(jī)器視覺(jué)系統(tǒng)的光源控制裝置
技術(shù)領(lǐng)域
[0001]本實(shí)用新型涉及一種光源控制裝置，尤其是一種用于機(jī)器視覺(jué)系統(tǒng)的光源控制裝置。
【背景技術(shù)】
[0002]隨著機(jī)器視覺(jué)技術(shù)的日趨成熟，其應(yīng)用越來(lái)越廣泛。在采用機(jī)器視覺(jué)技術(shù)進(jìn)行檢測(cè)時(shí)，都會(huì)用到光源，它是其獲取高質(zhì)量圖像的保證，而光照的好壞，在很大程度上取決于它的控制方式。對(duì)光源進(jìn)行控制，是讓其以合適的亮度將光線投射到被測(cè)物上，使被測(cè)物的特征與需要忽略的背景特征之間產(chǎn)生最大的對(duì)比度。光源的控制方式直接影響到光源質(zhì)量，進(jìn)而影響圖像質(zhì)量，合理的光源控制方式能夠提高照明光源的品質(zhì)，改善系統(tǒng)分辨率，簡(jiǎn)化軟件運(yùn)算，從而提高光源穩(wěn)定性和系統(tǒng)工作效率。
[0003]目前，市場(chǎng)上的光源控制器主要有兩種控制輸出方式，一種是恒壓源控制輸出，另一種是恒流源控制輸出。恒壓源控制輸出有光照不穩(wěn)定、調(diào)光精度和電源效率低等缺陷，并且一般只用在小功率光源上。恒流源控制輸出雖克服了恒壓源控制輸出方式的缺陷，但也存在著負(fù)載使用功率范圍小、發(fā)熱量大、電源利用率低等缺點(diǎn)。
【實(shí)用新型內(nèi)容】
[0004]本實(shí)用新型的目的是針對(duì)機(jī)器視覺(jué)技術(shù)中使用中光源發(fā)熱量大、功率范圍小、穩(wěn)定性差、電源利用率低等問(wèn)題，設(shè)計(jì)了一種新型機(jī)器視覺(jué)系統(tǒng)光源控制裝置，其可以調(diào)節(jié)自身的輸出功率，不僅拓寬了負(fù)載使用功率范圍，提高了電源利用率，減小了電路發(fā)熱量，而且還大大改善了機(jī)器視覺(jué)系統(tǒng)圖像采集的可靠性和準(zhǔn)確性。
[0005]本實(shí)用新型解決上述技術(shù)問(wèn)題所采用的技術(shù)方案是:
[0006]—種用于機(jī)器視覺(jué)系統(tǒng)的光源控制裝置，包括固定在光源控制裝置殼體內(nèi)的光源控制電路板，光源控制電路板上設(shè)有單片機(jī)、可調(diào)恒壓源、恒流源，單片機(jī)一路直接連接可調(diào)恒壓源，一路通過(guò)數(shù)字電位器連接可調(diào)恒壓源，單片機(jī)通過(guò)數(shù)模轉(zhuǎn)換端口連接恒流源，恒流源通過(guò)模數(shù)轉(zhuǎn)換端口連接單片機(jī)，可調(diào)恒壓源和恒流源同時(shí)連接被控制的光源；
[0007]所述光源控制電路板連接有控制信號(hào)輸出插座，可調(diào)恒壓源和恒流源通過(guò)控制信號(hào)輸出插座連接被控制的光源。
[0008]優(yōu)選地，所述單片機(jī)通過(guò)串口連接上位機(jī)，光源控制裝置殼體上設(shè)有D型串口，光源控制電路板上的單片機(jī)通過(guò)D型串口連接上位機(jī)。
[0009]優(yōu)選地，所述單片機(jī)額連接有基準(zhǔn)電壓芯片，基準(zhǔn)電壓芯片用于給單片機(jī)提供一個(gè)基準(zhǔn)電壓以控制單片機(jī)的數(shù)模轉(zhuǎn)換端口輸出精準(zhǔn)的、穩(wěn)定的電壓，用做恒流源的基準(zhǔn)電壓輸入值。
[0010]優(yōu)選地，所述恒流源還連接有過(guò)流保護(hù)器。
[0011]優(yōu)選地，所述光源控制電路板設(shè)有用于散熱的導(dǎo)熱墊。
[0012]優(yōu)選地，所述光源控制裝置殼體上設(shè)有上蓋板，上蓋板與光源控制裝置殼體之間加裝有絕緣橡膠墊。
[0013]采用如上技術(shù)方案取得的有益技術(shù)效果為:
[0014]在機(jī)器視覺(jué)技術(shù)的應(yīng)用中，通過(guò)上位機(jī)預(yù)先定義好各種命令和相關(guān)設(shè)置參數(shù)后，經(jīng)過(guò)控制器處理，驅(qū)動(dòng)相關(guān)電路控制光源按設(shè)定方式實(shí)現(xiàn)自動(dòng)調(diào)光。本實(shí)用新型既可以獨(dú)立控制負(fù)載工作，也可以通過(guò)外部觸發(fā)形式控制其工作。在光源與上位機(jī)之間連接本實(shí)用新型，上位機(jī)軟件按照需要向本實(shí)用新型的單片機(jī)發(fā)送光源控制指令，就可以實(shí)現(xiàn)控制光源的工作方式、電流大小、光源亮度的調(diào)節(jié)，極大的提高了光源的穩(wěn)定性、電源利用率以及負(fù)載使用功率范圍，減小了不必要的發(fā)熱量。
【附圖說(shuō)明】
[0015]圖1為用于機(jī)器視覺(jué)系統(tǒng)的光源控制裝置結(jié)構(gòu)框圖。
[0016]圖2為本實(shí)用新型的單片機(jī)電流調(diào)節(jié)流程圖。
[0017]圖3為單片機(jī)主程序控制流程圖。
[0018]圖4為用于機(jī)器視覺(jué)系統(tǒng)的光源控制裝置結(jié)構(gòu)示意圖。
[0019]圖5為圖4的側(cè)視圖。
[0020]圖中，I光源控制裝置殼體、2光源控制電路板、3控制信號(hào)輸出插座、4電源插座、5D形串口、6殼體固定螺釘、7電路板固定螺釘、8上蓋板、9絕緣橡膠墊、10導(dǎo)熱墊。
【具體實(shí)施方式】
[0021]結(jié)合附圖1至5對(duì)本實(shí)用新型的【具體實(shí)施方式】做進(jìn)一步說(shuō)明:
[0022]用于機(jī)器視覺(jué)系統(tǒng)的光源控制裝置，其特征在于，包括固定在光源控制裝置殼體內(nèi)的光源控制電路板，光源控制電路板上設(shè)有單片機(jī)、可調(diào)恒壓源、恒流源，單片機(jī)一路直接連接可調(diào)恒壓源，一路通過(guò)數(shù)字電位器連接可調(diào)恒壓源，單片機(jī)通過(guò)數(shù)模轉(zhuǎn)換端口連接恒流源，恒流源通過(guò)模數(shù)轉(zhuǎn)換端口連接單片機(jī)，可調(diào)恒壓源和恒流源同時(shí)連接被控制的光源。光源控制電路板連接有控制信號(hào)輸出插座，可調(diào)恒壓源和恒流源通過(guò)控制信號(hào)輸出插座連接被控制的光源。
[0023]在圖1中，單片機(jī)可以通過(guò)串口與上位機(jī)相連，基準(zhǔn)電壓芯片給單片機(jī)提供一個(gè)標(biāo)準(zhǔn)電壓參考，使其通過(guò)D\A端口向恒流源輸入一個(gè)基準(zhǔn)電壓，下位機(jī)A\D端口把測(cè)得的實(shí)際電壓反饋給單片機(jī)，讓單片機(jī)實(shí)現(xiàn)對(duì)輸出電流的自動(dòng)跟蹤與調(diào)節(jié)。恒壓源是外接負(fù)載的總電源，它的工作方式是通過(guò)上位機(jī)預(yù)先定義和設(shè)置的指令來(lái)控制實(shí)現(xiàn)的，可以常開(kāi)、常斷，也可以在通、斷狀態(tài)中來(lái)回切換。恒壓源不僅能提供某種恒定電壓，而且可以通過(guò)上位機(jī)給單片機(jī)傳送不同的指令來(lái)控制數(shù)字電位器的電阻值，從而獲得不同幅值的恒定電壓。
[0024]在圖2中，描述了單片機(jī)的電流調(diào)節(jié)程序流程圖。電流調(diào)節(jié)程序的目的就是為了調(diào)節(jié)恒流源的輸出電流，是實(shí)際電流大小等于設(shè)定的電流值，恒流源輸出電流的大小主要取決于恒流源的輸入基準(zhǔn)電壓，該基準(zhǔn)電壓是通過(guò)單片機(jī)內(nèi)的D\A轉(zhuǎn)換得到，所以電流調(diào)節(jié)是控制單片機(jī)D\A端口輸出模擬電壓值，從而控制電流值。單片機(jī)上電后首先對(duì)串口等寄存器及變量進(jìn)行初始化，然后循環(huán)比較設(shè)定值于采集值，調(diào)節(jié)恒流源輸入電壓，直到輸出電流和設(shè)定電流相等。
[0025]在圖3中，描述了下位機(jī)的主程序控制流程圖。本系統(tǒng)主要是實(shí)現(xiàn)對(duì)恒流源的控制，就是確保恒流源電流實(shí)際值與設(shè)定值基本相等的情況下去控制光源頻閃、常亮或者關(guān)閉。本系統(tǒng)中，起初是檢測(cè)恒流源的實(shí)際電流輸出值，即進(jìn)行A\D轉(zhuǎn)化，通過(guò)A\D采集到的數(shù)據(jù)與設(shè)定值進(jìn)行比較，實(shí)現(xiàn)自動(dòng)調(diào)節(jié)，如果實(shí)際檢測(cè)到的電流值與設(shè)定值相等，單片機(jī)就開(kāi)始執(zhí)行對(duì)恒流源的閉環(huán)控制，通過(guò)控制恒壓源來(lái)控制恒流源的關(guān)閉、常亮、頻閃。
[0026]在圖4中，光源控制裝置殼體1、控制信號(hào)輸出插座3、電源插座4、D形串口5焊接在光源控制電路板2上，按照對(duì)應(yīng)位置讓電源插座4、D形串口 5、控制信號(hào)輸出插座3穿過(guò)光源控制裝置殼體I用D形串口 5的螺釘固定起來(lái)，之后用殼體固定螺釘6把殼體固定成一體。
[0027]在圖5中，先在光源控制電路板2與光源控制裝置殼體I底部之間加上一層導(dǎo)熱墊10，然后用緊固螺釘把它們固定在一起。最后，將上蓋板8與殼體之間加上一層絕緣橡膠墊9，通過(guò)緊固螺釘把它們固定在一起。
[0028]用于機(jī)器視覺(jué)系統(tǒng)的光源控制裝置，解決了電源利用率低，發(fā)熱量高，光源不穩(wěn)、負(fù)載使用功率范圍小的問(wèn)題。采用封閉殼體設(shè)計(jì)和電路板緊貼殼體安裝方式，既可以防塵又可以散熱。電路中采用可調(diào)的恒壓源和恒流源控制輸出，提高了電源利用率，降低了不必要的熱量產(chǎn)生，擴(kuò)大了負(fù)載使用功率范圍。將上位機(jī)接到串口上，運(yùn)行配套的上位機(jī)軟件，可以實(shí)現(xiàn)對(duì)電流、電壓大小的參數(shù)設(shè)置，提高了現(xiàn)場(chǎng)調(diào)試效率和環(huán)境適應(yīng)性。
[0029]當(dāng)然，以上說(shuō)明僅僅為本實(shí)用新型的較佳實(shí)施例，本實(shí)用新型并不限于列舉上述實(shí)施例，應(yīng)當(dāng)說(shuō)明的是，任何熟悉本領(lǐng)域的技術(shù)人員在本說(shuō)明書(shū)的指導(dǎo)下，所做出的所有等同替代、明顯變形形式，均落在本說(shuō)明書(shū)的實(shí)質(zhì)范圍之內(nèi)，理應(yīng)受到本實(shí)用新型的保護(hù)。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.一種用于機(jī)器視覺(jué)系統(tǒng)的光源控制裝置，其特征在于，包括固定在光源控制裝置殼體內(nèi)的光源控制電路板，光源控制電路板上設(shè)有單片機(jī)、可調(diào)恒壓源、恒流源，單片機(jī)一路直接連接可調(diào)恒壓源，一路通過(guò)數(shù)字電位器連接可調(diào)恒壓源，單片機(jī)通過(guò)數(shù)模轉(zhuǎn)換端口連接恒流源，恒流源通過(guò)模數(shù)轉(zhuǎn)換端口連接單片機(jī)，可調(diào)恒壓源和恒流源同時(shí)連接被控制的光源； 所述光源控制電路板連接有控制信號(hào)輸出插座，可調(diào)恒壓源和恒流源通過(guò)控制信號(hào)輸出插座連接被控制的光源。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種用于機(jī)器視覺(jué)系統(tǒng)的光源控制裝置，其特征在于，所述單片機(jī)通過(guò)串口連接上位機(jī)，光源控制裝置殼體上設(shè)有D型串口，光源控制電路板上的單片機(jī)通過(guò)D型串口連接上位機(jī)。3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種用于機(jī)器視覺(jué)系統(tǒng)的光源控制裝置，其特征在于，所述單片機(jī)額連接有基準(zhǔn)電壓芯片，基準(zhǔn)電壓芯片用于給單片機(jī)提供一個(gè)基準(zhǔn)電壓以控制單片機(jī)的數(shù)模轉(zhuǎn)換端口輸出精準(zhǔn)的、穩(wěn)定的電壓，用做恒流源的基準(zhǔn)電壓輸入值。4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種用于機(jī)器視覺(jué)系統(tǒng)的光源控制裝置，其特征在于，所述恒流源還連接有過(guò)流保護(hù)器。5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種用于機(jī)器視覺(jué)系統(tǒng)的光源控制裝置，其特征在于，所述光源控制電路板設(shè)有用于散熱的導(dǎo)熱墊。6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種用于機(jī)器視覺(jué)系統(tǒng)的光源控制裝置，其特征在于，所述光源控制裝置殼體上設(shè)有上蓋板，上蓋板與光源控制裝置殼體之間加裝有絕緣橡膠墊。
【文檔編號(hào)】H05B37/02GK205430728SQ201521076446
【公開(kāi)日】2016年8月3日
【申請(qǐng)日】2015年12月17日
【發(fā)明人】沈?qū)氄\(chéng), 張義偉
【申請(qǐng)人】中國(guó)電子科技集團(tuán)公司第四十研究所, 中國(guó)電子科技集團(tuán)公司第四十一研究所