一种用于机器视觉系统的光源控制装置的制造方法
【专利摘要】本实用新型公开了一种用于机器视觉系统的光源控制装置，包括固定在光源控制装置壳体内的光源控制电路板，光源控制电路板上设有单片机、可调恒压源、恒流源，单片机一路直接连接可调恒压源，一路通过数字电位器连接可调恒压源，单片机通过数模转换端口连接恒流源，恒流源通过模数转换端口连接单片机，可调恒压源和恒流源同时连接被控制的光源。光源控制电路板连接有控制信号输出插座，可调恒压源和恒流源通过控制信号输出插座连接被控制的光源。其可调节自身的输出功率，不仅拓宽了负载使用功率范围，提高了电源利用率，减小了电路发热量，而且还大大改善了机器视觉系统图像采集的可靠性和准确性。
【专利说明】
一种用于机器视觉系统的光源控制装置
技术领域
[0001]本实用新型涉及一种光源控制装置，尤其是一种用于机器视觉系统的光源控制装置。
【背景技术】
[0002]随着机器视觉技术的日趋成熟，其应用越来越广泛。在采用机器视觉技术进行检测时，都会用到光源，它是其获取高质量图像的保证，而光照的好坏，在很大程度上取决于它的控制方式。对光源进行控制，是让其以合适的亮度将光线投射到被测物上，使被测物的特征与需要忽略的背景特征之间产生最大的对比度。光源的控制方式直接影响到光源质量，进而影响图像质量，合理的光源控制方式能够提高照明光源的品质，改善系统分辨率，简化软件运算，从而提高光源稳定性和系统工作效率。
[0003]目前，市场上的光源控制器主要有两种控制输出方式，一种是恒压源控制输出，另一种是恒流源控制输出。恒压源控制输出有光照不稳定、调光精度和电源效率低等缺陷，并且一般只用在小功率光源上。恒流源控制输出虽克服了恒压源控制输出方式的缺陷，但也存在着负载使用功率范围小、发热量大、电源利用率低等缺点。
【实用新型内容】
[0004]本实用新型的目的是针对机器视觉技术中使用中光源发热量大、功率范围小、稳定性差、电源利用率低等问题，设计了一种新型机器视觉系统光源控制装置，其可以调节自身的输出功率，不仅拓宽了负载使用功率范围，提高了电源利用率，减小了电路发热量，而且还大大改善了机器视觉系统图像采集的可靠性和准确性。
[0005]本实用新型解决上述技术问题所采用的技术方案是:
[0006]—种用于机器视觉系统的光源控制装置，包括固定在光源控制装置壳体内的光源控制电路板，光源控制电路板上设有单片机、可调恒压源、恒流源，单片机一路直接连接可调恒压源，一路通过数字电位器连接可调恒压源，单片机通过数模转换端口连接恒流源，恒流源通过模数转换端口连接单片机，可调恒压源和恒流源同时连接被控制的光源；
[0007]所述光源控制电路板连接有控制信号输出插座，可调恒压源和恒流源通过控制信号输出插座连接被控制的光源。
[0008]优选地，所述单片机通过串口连接上位机，光源控制装置壳体上设有D型串口，光源控制电路板上的单片机通过D型串口连接上位机。
[0009]优选地，所述单片机额连接有基准电压芯片，基准电压芯片用于给单片机提供一个基准电压以控制单片机的数模转换端口输出精准的、稳定的电压，用做恒流源的基准电压输入值。
[0010]优选地，所述恒流源还连接有过流保护器。
[0011]优选地，所述光源控制电路板设有用于散热的导热垫。
[0012]优选地，所述光源控制装置壳体上设有上盖板，上盖板与光源控制装置壳体之间加装有绝缘橡胶垫。
[0013]采用如上技术方案取得的有益技术效果为:
[0014]在机器视觉技术的应用中，通过上位机预先定义好各种命令和相关设置参数后，经过控制器处理，驱动相关电路控制光源按设定方式实现自动调光。本实用新型既可以独立控制负载工作，也可以通过外部触发形式控制其工作。在光源与上位机之间连接本实用新型，上位机软件按照需要向本实用新型的单片机发送光源控制指令，就可以实现控制光源的工作方式、电流大小、光源亮度的调节，极大的提高了光源的稳定性、电源利用率以及负载使用功率范围，减小了不必要的发热量。
【附图说明】
[0015]图1为用于机器视觉系统的光源控制装置结构框图。
[0016]图2为本实用新型的单片机电流调节流程图。
[0017]图3为单片机主程序控制流程图。
[0018]图4为用于机器视觉系统的光源控制装置结构示意图。
[0019]图5为图4的侧视图。
[0020]图中，I光源控制装置壳体、2光源控制电路板、3控制信号输出插座、4电源插座、5D形串口、6壳体固定螺钉、7电路板固定螺钉、8上盖板、9绝缘橡胶垫、10导热垫。
【具体实施方式】
[0021]结合附图1至5对本实用新型的【具体实施方式】做进一步说明:
[0022]用于机器视觉系统的光源控制装置，其特征在于，包括固定在光源控制装置壳体内的光源控制电路板，光源控制电路板上设有单片机、可调恒压源、恒流源，单片机一路直接连接可调恒压源，一路通过数字电位器连接可调恒压源，单片机通过数模转换端口连接恒流源，恒流源通过模数转换端口连接单片机，可调恒压源和恒流源同时连接被控制的光源。光源控制电路板连接有控制信号输出插座，可调恒压源和恒流源通过控制信号输出插座连接被控制的光源。
[0023]在图1中，单片机可以通过串口与上位机相连，基准电压芯片给单片机提供一个标准电压参考，使其通过D\A端口向恒流源输入一个基准电压，下位机A\D端口把测得的实际电压反馈给单片机，让单片机实现对输出电流的自动跟踪与调节。恒压源是外接负载的总电源，它的工作方式是通过上位机预先定义和设置的指令来控制实现的，可以常开、常断，也可以在通、断状态中来回切换。恒压源不仅能提供某种恒定电压，而且可以通过上位机给单片机传送不同的指令来控制数字电位器的电阻值，从而获得不同幅值的恒定电压。
[0024]在图2中，描述了单片机的电流调节程序流程图。电流调节程序的目的就是为了调节恒流源的输出电流，是实际电流大小等于设定的电流值，恒流源输出电流的大小主要取决于恒流源的输入基准电压，该基准电压是通过单片机内的D\A转换得到，所以电流调节是控制单片机D\A端口输出模拟电压值，从而控制电流值。单片机上电后首先对串口等寄存器及变量进行初始化，然后循环比较设定值于采集值，调节恒流源输入电压，直到输出电流和设定电流相等。
[0025]在图3中，描述了下位机的主程序控制流程图。本系统主要是实现对恒流源的控制，就是确保恒流源电流实际值与设定值基本相等的情况下去控制光源频闪、常亮或者关闭。本系统中，起初是检测恒流源的实际电流输出值，即进行A\D转化，通过A\D采集到的数据与设定值进行比较，实现自动调节，如果实际检测到的电流值与设定值相等，单片机就开始执行对恒流源的闭环控制，通过控制恒压源来控制恒流源的关闭、常亮、频闪。
[0026]在图4中，光源控制装置壳体1、控制信号输出插座3、电源插座4、D形串口5焊接在光源控制电路板2上，按照对应位置让电源插座4、D形串口 5、控制信号输出插座3穿过光源控制装置壳体I用D形串口 5的螺钉固定起来，之后用壳体固定螺钉6把壳体固定成一体。
[0027]在图5中，先在光源控制电路板2与光源控制装置壳体I底部之间加上一层导热垫10，然后用紧固螺钉把它们固定在一起。最后，将上盖板8与壳体之间加上一层绝缘橡胶垫9，通过紧固螺钉把它们固定在一起。
[0028]用于机器视觉系统的光源控制装置，解决了电源利用率低，发热量高，光源不稳、负载使用功率范围小的问题。采用封闭壳体设计和电路板紧贴壳体安装方式，既可以防尘又可以散热。电路中采用可调的恒压源和恒流源控制输出，提高了电源利用率，降低了不必要的热量产生，扩大了负载使用功率范围。将上位机接到串口上，运行配套的上位机软件，可以实现对电流、电压大小的参数设置，提高了现场调试效率和环境适应性。
[0029]当然，以上说明仅仅为本实用新型的较佳实施例，本实用新型并不限于列举上述实施例，应当说明的是，任何熟悉本领域的技术人员在本说明书的指导下，所做出的所有等同替代、明显变形形式，均落在本说明书的实质范围之内，理应受到本实用新型的保护。
【主权项】
1.一种用于机器视觉系统的光源控制装置，其特征在于，包括固定在光源控制装置壳体内的光源控制电路板，光源控制电路板上设有单片机、可调恒压源、恒流源，单片机一路直接连接可调恒压源，一路通过数字电位器连接可调恒压源，单片机通过数模转换端口连接恒流源，恒流源通过模数转换端口连接单片机，可调恒压源和恒流源同时连接被控制的光源； 所述光源控制电路板连接有控制信号输出插座，可调恒压源和恒流源通过控制信号输出插座连接被控制的光源。2.根据权利要求1所述的一种用于机器视觉系统的光源控制装置，其特征在于，所述单片机通过串口连接上位机，光源控制装置壳体上设有D型串口，光源控制电路板上的单片机通过D型串口连接上位机。3.根据权利要求1所述的一种用于机器视觉系统的光源控制装置，其特征在于，所述单片机额连接有基准电压芯片，基准电压芯片用于给单片机提供一个基准电压以控制单片机的数模转换端口输出精准的、稳定的电压，用做恒流源的基准电压输入值。4.根据权利要求1所述的一种用于机器视觉系统的光源控制装置，其特征在于，所述恒流源还连接有过流保护器。5.根据权利要求1所述的一种用于机器视觉系统的光源控制装置，其特征在于，所述光源控制电路板设有用于散热的导热垫。6.根据权利要求1所述的一种用于机器视觉系统的光源控制装置，其特征在于，所述光源控制装置壳体上设有上盖板，上盖板与光源控制装置壳体之间加装有绝缘橡胶垫。
【文档编号】H05B37/02GK205430728SQ201521076446
【公开日】2016年8月3日
【申请日】2015年12月17日
【发明人】沈宝诚, 张义伟
【申请人】中国电子科技集团公司第四十研究所, 中国电子科技集团公司第四十一研究所