V nabídce společnosti Turck, resp. její divize Banner, je zajímavý kompaktní kamerový snímač s označením iVu. Kamerové snímače porovnávající uložený (naučený) obraz s aktuálním nasnímaným a následně vyhodnocující je v pořádku / není v pořádku již nabízí hodně různých výrobců snímačů a automatizačních komponent a tudíž to již není nic extrémně zvláštního. Například známé jsou systémy Sick. Ale řada iVu je zajímavá tím, že také může fungovat jako plnohodnotná čtečka čárových kódů, tzn. že umí nasnímaný obrázek s kódem následně převést na ASCII znaky kódu a vyslat je jako řetězec ven po RS-232 rozhraní například ke zpracování / vyhodnocení do PLC. A dokonce stejný snímač snímá jak klasické 1D čárové kódy, tak i 2D kódy. Tedy více než nahrazuje pevnou klasickou laserovou čtečku čárových kódů pevně umístěnou například na dopravníku a snímající po něm procházející produkty.

Zajímavé je zde to, že například proti takovým klasickým čtečkám Sick, které stojí výrazně přes 20 tisíc Kč, tato kamerová čtečka dle informace od obchodního zástupce Turcku je do 20 tisíc Kč. Samozřejmě je tady také úplně jiná technologie snímání, protože zatímco u klasické čtečky čárových kódů se vysílá pohyblivý paprsek světla a snímá intenzita odraženého světla (rozdíl černých proužků a světlého pozadí), kamera prostě jen snímá obraz, který následně složitým algoritmem vyhodnocuje. Výsledek je však stejný a to zjištěná sekvence kódu.

Obecně výhoda kamerového provedení je v lepším vyhodnocení různě poškozených čárových či 2D kódů, protože je snímá celé, včetně jejich bezprostředního okolí. Úspěšnost a správný výsledek čtení klasické čtečky pak výrazně závisí na tom, kam skenovaní paprsek čtečky zrovna dopadne, a když jsou neskenovaná místa zrovna poškozená (například díky špatnému tisku je čára kódu přerušena) výsledek čtení je nulový nebo špatný. Na druhou stranu kamerový snímač musí mít snímanou oblast správně nasvícenou, protože malá intenzita světla může znamenat velmi tmavý a tím nečitelný obraz a nebo naopak příliš mnoho světla špatně dopadající může způsobit oslnění optického senzoru kamery. Tyto problémy lze však celkem snadno řešit například umístěním přisvícení přímo na tělo snímací kamery, tak jak to mají i kamery Turck iVu – viz dále.

Kamerový snímač Turck iVu

Když si na stránkách společnosti Turck zadáte do vyhledávání heslo „iVu“ hned se Vám nabídne hned několik různých konfigurací rodiny těchto kamerových snímačů. Mimo rozlišení podle ohniskové vzdálenosti použité plastové čočky objektivu kamery 4,3/6/8/12/16/25 mm, která tak definuje snímací záběr obrazu v rozsahu 0 – 300 mm x 20 – 100 mm, se pak v zásadě liší tím, zda slouží jen k porovnávání aktuálního obrazu s referenčními obrázky v paměti s výsledkem (ANO/NE), nebo přímo i čtení / dekódování čárového kódu a vysílá jej po RS-232 nadřazenému systému:

• Zpracování obrazu iVu Vision
• Zpracování obrazu / snímač čárového kódu iVu BCR

Obě verze se z vnějšího pohledu prakticky skoro neliší. Využívají stejné pouzdro i senzor. Jen se liší typem instalovaného přisvětlení (červené, modré, zelené nebo infračervené) a filtry barev.

Základem všech kompaktních iVu snímačů v masivním pouzdru s krytím IP67 a rozměry 81,2 x 77,5 x 51,5 je 1/3 palcový optický senzor CMOS s rozlišením 752 X 480 pixelů na čelní straně snímače. V závislosti na výbavě pak může, ale nemusí obsahovat integrovaný 2,7“ dotykový LCD displej 320 x 240 pixelů na zadní straně. Ten může posloužit nejen ke kontrole a stavu provozních funkcí, ale i ke kompletnímu ovládání a nastavení kamerového snímače. Není tedy v tomto případě nutné přes USB konektor připojovat počítač s nainstalovaným softwarem. Lze samozřejmě vybrat i verzi bez displeje a pak kamerku kompletně ovládat jen z PC nebo ještě přikoupit externí displej v odděleném pouzdru a ten v případě potřeby k snímači připojit. Tak třeba lze ušetřit, když je ve firmě použito více těchto iVu kamer, které se pořídí bez displeje a k nim je třeba jen jeden nastavovací displej pro technika.

Pro napájení napětím 10-30 VDC, USB komunikaci a diagnostiku s PC a pro připojení k PLC pak slouží připojovací rozhraní tvořené hned několika šroubovacími EURO konektory. Jejich velikost a počet pinů se však liší právě v závislosti na tom, zda jsou přítomny logické/spínané vstupy/výstupy jen kontrolní verze snímače, nebo zda obsahuje sériové rozhraní RS-232 v případě verze pro čtení čárových kódů.

Provedení iVu Vision pro kontrolu produktů

Tato provedení kamerových snímačů, ať již s integrovaným displejem či bez něho slouží „jen“ k rozpoznávání a porovnávání aktuálně nasnímaných objektů se vzory uloženými v paměti během učení snímače. Kontrolovat lze například kompletnost balení výrobků, provedení svárů, kvality vrtaných děr, kontroly značení a etiket, ověření přítomnosti a umístění apod.

Konkrétně snímač umožňuje rozpoznávání obrazů, kdy se porovnává, zda se obraz na objektu shoduje s referenčním obrazem, kontrolu vlastností rozpoznává, zda se vyskytuje nebo nevyskytuje určitá vlastnost(i) a kontrolu vlastností s eliminací pohybu nebo natočení.

Pokud snímač obsahuje výše zmíněný displej, není pro nastavení senzoru třeba PC. Všechny funkce senzoru a nastavení kamery totiž mohou být upraveny pomocí menu. Přítomné USB rozhraní pak například může sloužit jen možnému načtení deníku, zálohu dat či aktualizaci firmwaru.

Lze si vybrat provedení bez i s integrovaným přisvícení LED diodami (červené, modré, zelené nebo infračervené) umístěným v kruhu okolo objektivu kamery.

Z pohledu připojení snímače k nadřazenému systému je mimo kruhový M12 konektor USB rozhraní pro připojení PC přítomný i další kruhový konektor M12 s 8 vývody. Ten mimo vstup pro napájení obsahuje i 2 logické vstupy a PNP výstupy pro více signalizaci hodnosti či rozdílu aktuálně snímaných produktů, funkční stav snímače a vývod pro napájení externího osvětlení.

Provedení iVu Barcode Reader (BCR) pro čtení čárových kódů

Provedení pro snímání a dekódování čárových a 2D kódů se pak na první pohled nijak od předchozího neliší. Pouzdro, ovládání a optická stránka je pak totožná s výše uvedeným „kontrolním“ provedením. Také obsahuje objektiv s CMOS senzorem, přisvícením a displejem, pouze 12 pinů kruhového konektoru mimo jiné obsahují RS-232 rozhraní pro vysílání nasnímaného kódu nadřazené aplikaci (např. PLC či HMI panelu).

To co samozřejmě není přímo vidět, ale naznačuje přítomnost odlišných položek nastavovacího menu na displeji, je vnitřní přítomnost OCR algoritmu pro rozpoznání a dekódování čárového kódu z pořízeného snímku. iVu BCR je schopno rozeznat všechny běžně používané kódy, jako např. DataMatrix (ECC 200), či lineární kódy Code128, Code39, CODABAR, Interleaved 2 z 5, EAN13, EAN8, UPCE, Postnet, IMB a Pharmacode. Zároveň lze v menu nastavit současné rozpoznávání až 10 různých kódů, tedy po jednom dopravníku mohou procházet produkty s až 10 různými typy kódů a kamerka je všechny správně přečte.

Zpracování a vyhodnocení kódu je opravdu bleskové, takže není problém kamerový snímač používat i na velmi „vytížené“ linky s výkony přes 100 ks produktů za minutu. Max. výkon je mimo výkon vnitřní elektroniky také mimo jiné závisí i na expozičním čase, který může být v rozsahu 0,1 ms až 1,049 s a je hlavně odvislý od kvality natištění kódu a okolních světelných podmínkách. Podobně jako u fotoaparátu.

Mimo RS-232 pak elektrické připojovací rozhraní mimo napájecího vstupu a separátního 8pinového USB konektoru (též kruhový konektor kvůli zachování krytí IP67) zde ještě najdete logické vstupy pro externí spuštění a aktivaci režimu učení, či spínané PNP nebo NPN výstupy informující o správné funkci snímače či informaci o shodnosti obrazu při porovnání s obrazem referenčním či načtení nového kódů. I toto provedení totiž stále obsahuje základní možnosti pouze porovnávání aktuálního produktu s naučeným vzorem. To je další výhoda proti klasické stacionární čtečce čárových kódů, která ze své podstaty funkce nemůže být takto univerzálním zařízením.

DOWNLOAD & Odkazy

• Stránky českého zastoupení společnosti Turck (Banner)- www.turck.cz
• Český katalogový list provedení iVu Vision - edb_3081941_ces_cz.pdf
• Český katalogový list provedení iVu BCR (čtečka kódů) - edb_3084806_ces_cz.pdf
  
• Další články a testy o snímačích, PLC, komponentech nejen pro průmyslové aplikace najdete na stránkách serveru automatizace.HW.cz