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光电耦合触发器 5#

Opto-Coupled Trigger 5 扩展板是一款触发扩展板，可与 microEnable 5 marathon、microEnable 6 imaWorx 以及 imaFlex 系列的所有图像采集卡配合使用。

它提供 16 个光耦（电气隔离）触发信号，用于控制相机和外围设备。其信号可适应工业信号电平（通常为 5–24 VDC）。

通过该扩展板，您可以同步多张图像采集卡。它是可配置的，并且能够替代其上一代产品 Basler OPTO trigger board IV 的所有六种变体。

信息

Opto-Coupled Trigger 5 板是一个硬件扩展，需单独购买。有关供货情况和价格，请访问 Basler 网站上的产品页面。

该扩展板可以通过一条 34 芯排线连接到图像采集卡：

连接 OPTO 5 板

下图显示了安装在计算机中的扩展板：

在主计算机中安装

下图显示了使用 Opto-Coupled Trigger 5 扩展板的生产线示例：

配备 OPTO 5 触发板的生产线

信息

您可以使用小程序（applet）配置触发扩展板各个 I/O。请参考您的特定小程序的文档。

包装内容#

包装中包含以下物品：

  • Opto-Coupled Trigger 5 扩展板（订货号：2200000371）
  • 用于将触发板连接到采集卡的 34 针排线

Opto-Coupled Trigger 5 板和 34 针排线

信息

  • 您可以直接从 Basler 订购其他设备，例如用于多板安装的 34 芯排线。
  • 要连接多个触发板，Basler 建议使用 Basler 提供的专用 34 针排线“多板触发电缆”（Multi-Board Trigger Cable）。它提供了一个用于触发板的连接器以及多个用于 Opto-Coupled Trigger 5 设备的连接器。电缆的信号采用集电极开路驱动器。
    Multi-Board Trigger Cable 提供两种变体：
    • Multi-Board Trigger Cable – Left（订货号 2200000374）
    • 多板触发电缆 – 右侧（订货号：2200000480）

请联系 Basler 销售部门获取更多订购信息。

端口和 LED 指示灯#

该板提供以下端口和 LED：

Opto-Coupled Trigger 5 上的端口和 LED

GPI 和 GPO 映射到两个端口，即端口 A 和端口 B：

Opto-Coupled Trigger 5 上的端口

该板在其两个 SUB-D 15 针母头插座上提供 8 个输入和 8 个输出：

Port A Port B
4 个输入 inputs port A 4 个输入 inputs port A
4 个输出 输出端口 B 4 个输出 输出端口 B

您可以配置各种参数，以便在不同的工作模式下使用该扩展板：

  • 您可以将端口 A 的 IN 引脚配置为接收单端或差分输入信号。
  • 您可以将端口 B 的 IN 引脚配置为接收单端或差分输入信号。
  • 您可以配置是希望以上拉模式还是下拉模式使用 IN 引脚。
  • 您可以配置输出信号是否反转。

有关配置板卡的详细信息，请参阅配置物理接口一节。

有关板卡通过排线接收哪些信号的信息，请参阅排线引脚排列。

Opto-Coupled Trigger 5 引脚布局#

板上所有可用的 GPI 和 GPO 都映射到两个 SUB D15 插座（端口 A 和端口 B）上。它们具有以下索引：

Port A Port B
4 个 IN 端口 A（索引 0–3） inputs port A 4 个 IN 端口 B（索引 4–7） inputs port A
4 个 OUT 端口 A（索引 0–3） 输出端口 B 4 个 OUT 端口 B（索引 4–7） 输出端口 B
引脚编号 Port A
信号名称		 Port B
信号名称
1 触发输出 0 端口 A 触发输出 4 端口 B
2 触发输出 1 端口 A 触发输出 5 端口 B
3 触发输出 2 端口 A 触发输出 6 端口 B
4 触发输出 3 端口 A 触发输出 7 端口 B
5 V_IN（VCC 输入端口 A） V_IN（VCC 输入端口 B）
6 GND 端口 A GND 端口 B
7 nc nc
8 nc nc
9 nc nc
10 V_IN（VCC 输入端口 A） V_IN（VCC 输入端口 B）
11 触发输入 0 端口 A
（如果用于差分信号则为 +）		 触发输入 4 端口 B
（如果用于差分信号则为 +）
12 触发输入 1 端口 A
（如果用于差分信号则为 -）		 触发输入 5 端口 B
（如果用于差分信号则为 -）
13 触发输入 2 端口 A
（如果用于差分信号则为 +）		 触发输入 6 端口 B
（+ 如果用于差分信号）
14 触发输入 3 端口 A
（- 如果用于差分信号）		 触发输入 7 端口 B
（- 如果用于差分信号）
15 GND 端口 A GND 端口 B

信息

  • 必须由外部电源供电。
  • 输入信号不会直接传递到光耦，而是发送至差分比较器。这样做的好处是输入端可以接收介于 5 到 25 VDC 之间的小电流、电压驱动信号。（输入信号可以带有 10 kΩ 的上拉或下拉电阻。）输入信号的极性不会反相。
  • 在 Opto-Coupled Trigger 5 板上，光耦不直接连接到输出，而是通过 MOSFET 晶体管进行缓冲。这些晶体管构成了一个易于使用的集电极开路驱动器，并带有一个作为上拉的 20 mA 静态电流二极管。

配置物理接口#

您可以配置各种参数，以便在不同的工作模式下使用 Opto-Coupled Trigger 5 板：

  • 您可以将端口 A 的 IN 引脚配置为接收单端或差分信号。
  • 您可以将端口 B 的 IN 引脚配置为接收单端或差分信号。
  • 您可以配置两个端口的 IN 引脚应以上拉还是下拉模式运行。
  • 您可以配置输出信号是否反转。

您可以通过直接位于触发板上的 DIP 开关来设置各个参数。

信息

使用 microEnable 5 marathon 采集卡时，您可以使用 gpioTool 命令行工具。通过软件进行配置会覆盖 DIP 开关的设置。

板上的 LED 指示灯会告知您哪些设置当前处于活动状态。

板上的 LED 指示灯

信息

软件配置始终会覆盖 DIP 开关的位置。因此，板上 DIP 开关的位置可能不代表实际设置。要了解哪些设置处于活动状态，请始终以 LED 指示灯为准。

默认设置#

出厂时默认设置处于激活状态。Opto-Coupled Trigger 5 板上的所有 DIP 开关和所有 LED 均设置为 Off（关闭）。

Opto-Coupled Trigger 5 扩展板的默认设置如下：

  • 端口 A 接收四个单端输入信号。
  • 端口 B 接收四个单端输入信号。
  • 触发板处于上拉模式。
  • 输出信号未反转。

默认情况下，这四个 LED 设置为关闭：

默认设置

单端 / 差分 IN 信号#

您可以按如下方式配置 Opto-Coupled Trigger 5 板的 IN 引脚：

  1. 端口 A 和 B 的所有 IN 引脚均接收单端输入（= 8 个单端 IN 信号）：

    IN 信号配置 1

    这是默认设置。端口 A（开关 1）和端口 B（开关 2）的 DIP 开关处于关闭（Off）位置。端口 A (A DS) 和端口 B (B DS) 的 LED 熄灭：

    DIP 开关 2. 端口 A 和 B 的所有 IN 引脚均接收差分输入（= 4 个差分 IN 信号，即 4 对）：

    IN 信号配置 2

    端口 A（开关 1）和端口 B（开关 2）的 DIP 开关处于开启（On）位置。端口 A (A DS) 和 B (B DS) 的 LED 点亮：

    DIP 开关 3. 端口 A 的所有 IN 引脚接收单端输入，端口 B 的所有 IN 引脚接收差分输入（= A 上的四个单端 IN 信号 + B 上的两个差分信号）：

    IN 信号配置 3

    端口 A（开关 1）的 DIP 开关处于关闭（Off）位置。端口 A (A DS) 的 LED 熄灭。端口 B（开关 2）的 DIP 开关处于开启（On）位置。端口 B (B DS) 的 LED 点亮：

    DIP 开关

  2. 端口 A 的所有 IN 引脚接收差分输入，端口 B 的所有 IN 引脚接收单端输入（= A 上的两个差分信号 + B 上的四个单端 IN 信号）：

    IN 信号配置 4

    端口 A（开关 1）的 DIP 开关处于开启（On）位置。端口 A (A DS) 的 LED 点亮。端口 B（开关 2）的 DIP 开关处于关闭（Off）位置。端口 B (B DS) 的 LED 熄灭：

    DIP 开关

上拉 / 下拉#

您可以根据输入信号的电气源配置 Opto-Coupled Trigger 5 板：

  • 使用上拉电阻（10 kΩ）接收来自 NPN 晶体管（集电极开路、漏极开路）的信号。
  • 使用下拉电阻（10 kΩ）接收来自 PNP 晶体管（发射极开路、源极开路）的信号。

在大多数应用场景中，您应将 Opto-Coupled Trigger 5 板配置为上拉（pull-up）。

  • 上拉：这是默认设置。用于晶体管模式的 DIP 开关（开关 3）处于“关”位置。LED P DN 熄灭：

    上拉

  • 下拉：用于晶体管模式的 DIP 开关（开关 3）处于“关”位置。LED P DN 熄灭：

    下拉

反向 OUT 信号#

您可以配置触发板的 OUT 引脚以反转输出触发信号。

所有高 (1) 电平信号都将转换为低 (0) 电平信号，反之亦然。

  • 不反相：这是默认设置。用于反相的 DIP 开关（开关 4）处于“关”位置。LED O INV 熄灭：

    不反相

  • 反相：用于反相的 DIP 开关（开关 4）处于“开”位置。LED O INV 点亮：

    反相

通过软件配置#

如果将 Opto-Coupled Trigger 5 板与 marathon 采集卡一起使用，您还可以使用软件配置 Opto-Coupled Trigger 5 板的物理接口。

通过软件配置 Opto-Coupled Trigger 5 板时，DIP 开关的位置不提供有关实际配置的任何信息。

但是，Opto-Coupled Trigger 5 板上的 LED 始终会指示当前处于活动状态的设置。此外，您可以使用软件获取当前设置的信息。

信息

  • 您可以将板卡重置为当前的 DIP 开关设置。这会覆盖软件配置。有关更多信息，请参见 gpioTool。
  • 通过软件配置 Opto-Coupled Trigger 5 板后，O INV LED 的亮度可能看起来比其他 LED 弱。这是一个已知问题，不会影响功能。

通过命令行配置#

若要通过命令行配置 Opto-Coupled Trigger 5 板的物理接口，请使用 gpioTool 命令行工具.

LED 状态#

LED 标签 LED 未激活 LED 已激活
A DS 端口 A 接收 4 个单端输入信号。 端口 A 接收 2 个差分输入信号。
B DS Port B 接收 4 个单端输入信号。 Port B 接收 2 个差分输入信号。
P DN 触发板处于上拉模式。 触发板处于下拉模式。
O INV 输出信号未反转。 输出信号已反转。

信息

无论配置是通过 DIP 开关还是通过软件进行，LED 始终显示实际配置。

电气特性#

Opto-Coupled Trigger 5 板上有三个电源和接地系统。一个为端口 A 连接器的信号供电，另一个为端口 B 连接器的信号供电，第三个为排线连接器的信号供电。这三个系统之间没有电气连接。

每个系统可能具有不同的供电电压。电压范围在 5 至 25.0 VDC 之间。输入和输出的信号电压均由供电电压决定。有关电气特性的详细信息，请参见下文。

以下信息适用于端口 A 和端口 B 的物理输入和输出端口。

输入#

最小值 典型值 最大值 单位
电源电压 4.5 VDC 28 VDC V
Input Threshold 20% 供电电压 V
Differential Input
Offset Voltage		 10 mV mV
输入电流 4 mA（每通道）

信息

  • 输入信号不会直接传递到光耦，而是发送至差分比较器。这样做的好处是输入端可以接收介于 5 到 25 VDC 之间的小电流、电压驱动信号。（输入信号可以带有 10 kΩ 的上拉或下拉电阻。）输入信号的极性不会反相。
  • 该板设计有压敏电阻，当输入电压达到 30 VDC 时，该压敏电阻会导通，使板载浪涌保护器启动以保护电路板。当总供电电压达到 36 VDC 时，电子芯片将会损坏。

输出#

最小值 典型值 最大值 单位
Supply Voltage
（每端口最大供电电流）		 4.5 VDC 28 VDC V
输出信号高电平电压 -0.3 VDC 供电电压 V
输出信号低电平电压 0.3 mV
输出电流 20 mA（每通道）

The supply current required for each port of the Opto-Coupled Trigger 5 board depends on the number of used inputs and outputs, the signal and the voltage level. Typical supply current required per port: < 200 mA/port

信息

  • 在 Opto-Coupled Trigger 5 板上，光耦不直接连接到输出端，而是通过 MOSFET 晶体管进行缓冲。这些晶体管构成了一个易于使用的集电极开路驱动器，并带有用于上拉的 20 mA 静态电流二极管。请注意，电源必须由外部电源提供。
  • 该板设计有压敏电阻，当输入电压达到 30 VDC 时，该压敏电阻会导通，使板载浪涌保护器启动以保护电路板。当总供电电压达到 36 VDC 时，电子芯片将会损坏。

时序特征#

输入#

最小值 典型值 最大值 单位
传播延迟 200 230 260 ns
最小脉冲宽度 200 ns
最大频率（50% 占空比） 2.5 MHz

输出#

最小值 典型值 最大值 单位
传播延迟 40 60 80 ns
最小脉冲宽度 200 ns
最大频率（50% 占空比） 2.5 MHz

由于使用静态电流二极管作为输出信号的上拉，因此存在静态上升时间，这会导致不同电压和负载下的低-高电平转换延迟不同。延迟时间是在无负载情况下从信号电平的 50% 开始测量的。

原理图#

输入电路#

Port A#

端口 A 提供触发输入 0、1、2 和 3。电压输入 (V_IN) 和接地 (GND_IN) 与主机进行电隔离：

Input Circuit Port A

Port B#

端口 B 提供触发输入 4、5、6 和 7。电压 IN (V_IN) 和地 (GND_IN) 与主计算机电隔离：

Input Circuit Port B

输出电路#

电压输入 (V_IN) 和接地 (GND_IN) 与主机进行电隔离：

Output Circuit

附录#

排线引脚分配#

排线引脚分配

奇数引脚编号

引脚编号 I/O 名称
1 Trigger Output 0
3 Trigger Output 1
5 Trigger Output 2
7 Trigger Output 3
9 Trigger Input 0
11 Trigger Input 1
13 Trigger Input 2
15 Trigger Input 3
17 Trigger Output 4
19 Trigger Output 5
21 Trigger Output 6
23 Trigger Output 7
25 Trigger Input 4
27 Trigger Input 5
29 Trigger Input 6
31 Trigger Input 7
33 Presence Detect

偶数引脚编号

引脚编号 I/O 名称
2 +3.3 VDC
4 +3.3 VDC
6 GND
8 GND
10 GND
12 GND
14 GND
16 GND
18 GND
20 GND
22 GND
24 GND
26 GND
28 GND
30 GND
32 VCCIO (+2.5 VDC / 3.3 VDC)
34 VCCIO (+2.5 VDC / 3.3 VDC)