一撮工程师围着一台崭新的Basler ace相机,桌面上摊着各种颜色的电线,有人盯着说明书直挠头——这幅场景在工厂的调试车间里可太常见了。

你如果刚拿到第一台Basler工业相机,看着那个M8或M12接口上密密麻麻的针脚,心里肯定会想:“这玩意儿到底该怎么接才能让它听话地拍照?”

别着急,工业相机接线看似复杂,掌握了门道其实也就那么回事儿。那些彩色的电线背后,藏着的是光耦隔离、GPIO配置和电源管理的一套逻辑。


01 基础入门

先说说这基础概念,工业相机不像咱们平时玩的数码相机,它得听外部设备的指挥,比如什么时候拍照,拍完照要不要通知别人。

所以那些接线主要管的就是这两个事儿:接收命令(输入)和发出通知(输出)

Basler挺贴心的,在官网上给出了各种型号相机的电路图示例-1。但是你得先搞清楚自己手里是哪一款相机,ace系列、dart系列还是boost系列?不同系列的接线细节可不一样。

02 理解核心原理

还记得上学时做的那个实验吗?一个电源、一个开关、一个小灯泡,合上开关灯就亮。工业相机的输入线路原理跟这个差不多

外部设备给个信号(相当于合上开关),电流流过,相机就知道该干活了。Basler好多相机用的是光电耦合隔离,这个设计挺聪明,把外部电路和相机内部电路隔开了,减少干扰-1

那人人文库里有个PPT说得挺形象,它把光耦里的LED比作个小灯泡,电流流过灯泡亮,相机内部的开关就闭合-6。电流得控制在5mA到15mA之间,太小了灯不亮,太大了又容易烧掉。

03 系列差异

Basler相机家族挺庞大,不同系列接线方式也不尽相同。ace 2、boost R这些相机,GPIO线路能根据需要设成输入或输出-1

有时候需要串联个电阻来限制电流,有些场景则可能不需要额外加电阻-1

dart系列相机里,有的型号像Classic/R系列,GPIO线路的配置就不一样-1。这些细微差别才是让新手头疼的地方。甭管什么系列,核心原则不变:输入线路用来接收触发信号,输出线路用来发送状态信息

04 电源接法

电源接错了,相机可能直接“罢工”。有些相机能通过PoE供电,有些则需要外部电源。还有的相机,像CXP-12系列,甚至两种方式都能用-9

关键提示:如果同时接了两种电源,相机通常会优先使用外部电源,而不是PoE供电-9。这个细节很多人容易忽略,结果发现相机怎么都启动不了。

05 引脚颜色解码

看到那些五颜六色的电线头疼不?Basler官方线缆文档给出了颜色编码参考。比如一条标准的Basler光耦I/O线缆,光电隔离输入通常是黄色线,输出则是白绿色线,光电隔离I/O接地线是白色的-5

非官方资料里也有提到,6pin触发线可能有白、棕、绿、黄、灰、粉这几种颜色-6。但记住,最可靠的还是看自己相机和线材的官方文档,不同批次的线缆颜色可能有微小差异。

06 实战技巧

知道原理是一回事,上手接是另一回事。硬件连接上,一般来说,输入线接信号源的正极,GND接信号源的负极-7

比如要接一个光电传感器,就需要把相机的输入引脚和传感器输出引脚相连,同时确保共地-6。输出线也类似,如果要控制外部光源,就把相机的输出线接到光源控制器的触发端口-6

软件设置别忘记,硬件接好后,还得在pylon软件里配置。设置触发源为对应的输入线,如果是输出线,则要配置LineSource参数,决定它输出什么信号-2

07 常见故障排查

相机接好了却没反应?先别急着怀疑相机坏了。看看电源灯亮不亮,软件里能不能看到相机。如果相机正常但无法触发,检查接线顺序最容易出错

有经验的技术人员分享过,很多所谓“相机故障”其实只是线接错了。确认红线是否接在信号正极,黑线是否接在GND-7

有时候需要检查外部信号本身是否正常,用万用表测一下有没有电压变化。还有电流是否在推荐范围内,不够的话可能无法激活光耦-6

08 抗干扰措施

工厂环境里到处都是干扰源,电机、变频器、继电器都会产生电磁干扰。屏蔽线缆这时候就显出价值了,虽然贵点,但能省去后期调试的很多麻烦-3

接线时尽量让相机线缆远离这些干扰源,如果无法避开,尝试让线缆贴着金属机柜走,利用机柜做额外屏蔽。所有接地尽量汇集到一点,避免形成大的接地环路-3

09 高级应用

当需要多台相机协同工作时,接线和设置就更考验人了。可以通过其中一台相机的输出触发另一台相机,实现精确同步。

或者所有相机都接同一个外部触发源。Basler相机支持多种同步方式,比如使用精确时间协议(PTP)或同步自由运行模式-2


第一次调试Basler ace相机时,同事们都看着那些颜色各异的线发愁。对照着那密密麻麻的basler工业相机接线图,一根根确认,测量电流电压。

当相机终于响应外部触发信号,“咔嗒”一声拍下第一张照片时,整个小组都松了一口气。今天再面对不同型号的basler工业相机接线图,已经能够快速找到关键点。

颜色编码、引脚定义、电流要求......这些细节构成了连接工业视觉系统各部分的桥梁。

以下是网友提出的3个问题及回答:

问题一:我想用Basler dart相机配合一个光电传感器做物体计数,传感器是NPN型的,具体该怎么接线?听说还要加电阻,是真的吗?

答复:你这问题很实际,很多做检测项目的人都会遇到。咱们一步步来说。首先,Basler dart系列相机不同型号的GPIO配置略有差异,你需要先确认自己的具体型号-1

对于NPN型光电传感器,它输出信号时,输出线(通常是黑色)和GND之间是导通的。接线思路是这样的:把传感器的输出线接到相机对应的输入引脚上,同时传感器和相机的GND必须连在一起,形成共同参考点。

举个例子,如果根据你的basler工业相机接线图,输入线是引脚2,GND是引脚5,那么传感器黑线接引脚2,传感器蓝线(一般是GND)和相机引脚5接在一起-6

加不加电阻?这取决于具体情况。核心是要保证流过相机输入线路光耦LED的电流在5-15mA这个推荐范围内-6。你可以算一下:如果传感器输出端导通时的压降很小,电源电压是24V,那么需要的限流电阻大概在1.6kΩ到4.7kΩ之间。

有些相机电路设计可能已经考虑了部分限流,或者你的传感器输出特性恰好匹配,也可能不需要外加电阻-1。稳妥起见,接好后用万用表串在回路里测一下电流最靠谱。

软件设置别落下,在pylon软件里把触发模式设为硬件触发,触发源选择你接线的那个输入线-2

问题二:车间里电机干扰大,相机偶尔会误触发,除了用屏蔽线,接地方面有什么讲究吗?

答复:哈,电磁干扰这玩意儿确实烦人,特别是老旧车间。Basler官方文档里专门强调了这个问题-3。接地做得好,能解决一大半麻烦。

关键原则是 “单点接地” ,尽可能让整个系统里所有的接地最终都汇集到一个物理点上-3。比如说,给整个视觉系统(相机、电脑、光源控制器等)单独拉一条电源线,所有设备都插到同一个插排上。这就避免了不同设备接地电位有差异,形成“接地环路”,接地环路就像个天线,很容易捡拾干扰。

具体操作上:相机外壳的接地螺丝要接好,如果相机是金属安装支架,确保支架也接地良好。使用带屏蔽层的I/O线缆,并且把屏蔽层在靠近相机的那一端接到相机外壳或接地引脚上,另一端悬空不接(避免两端接形成环路)-3

线缆走线也有学问,别图省事把多余的线缆卷成个线圈,线圈本身就是电感,会加剧干扰。应该让线缆顺着设备走向自然弯曲-3。尽量让相机线缆远离电机和变频器的电源线,无法避开时,让它们垂直交叉,不要平行走线。

在电源入口处加个磁环或者滤波器,也能滤掉一部分从电网传来的干扰。做好这些,大部分由电机引起的误触发都能得到缓解。

问题三:我刚接触Basler相机,发现型号好多,ace,dart,boost…它们的接线图通用吗?哪里能找到最靠谱的接线信息?

答复:新手有这困惑太正常了,Basler产品线确实丰富。直接说结论:接线图不通用,不同系列甚至同系列不同型号间都可能存在差异-1

最靠谱的信息源,永远是Basler官方为你特定相机型号提供的文档。最高效的方法是去Basler官网的产品文档页面,利用页面上的相机型号筛选器,直接定位到你的相机型号-1

所有相关的信息,包括电气参数、接口定义、basler工业相机接线图示例都会集中展示在那里。举个例子,你想找接口定义,就查“电路图”或“引脚分配”相关的主题-1;想了解抗干扰,就找关于EMI/ESD的指南-3

不要轻信网上一些没有注明具体型号的泛泛而谈的接线图。比如,ace Classic系列和较新的ace 2系列在GPIO配置上就有区别-1。dart的M型号和Classic型号也不同-1

拿到相机后,记录下型号全称(比如acA2500-14gm),然后用这个全称去官方文档。理解接线时,重点看三个东西:引脚定义、输入/输出线路类型(是光耦还是GPIO)、电气参数(特别是电压和电流要求)-1-2

把这几样搞明白了,再复杂的接线图也能理清头绪。