Rady pro tvorbu aplikací - připojení většího počtu USB kamer

Hlavní stránka▹Podpora▹Rady pro tvorbu aplikací	27.11.2019 \|

Při potřebě připojit větší počet kamer prostřednictvím rozhraní USB k jednomu počítači se obvykle neobejdeme bez doplnění počítače o další komunikační adaptéry. To by neměl být problém - asi si říkáte, co by bylo možno na tak jednoduché věci pokazit.

Zdrojem potíží v těchto případech nebývá schopnost takto postavených systémů současně komunikovat s mnoha kamerami a poradit si s mohutnými datovými toky, ale potíže vznikají s napájením připojených zařízení. Digitální kamera nemá konstantní příkon. V klidu je její spotřeba minimální, zatímco v okamžiku digitalizace snímku významně vzrůstá. U rychlých CMOS kamer může napájecí proud během digitalize vzrůst o téměř 500mA. Díky kvalitním měničům ve zdrojích uvnitř kamer není nárůst proudu strmě skokový, je relativně pozvolný. I když spotřeba nepřekračuje povolenou zátěž, současná digitalizace obrazu čtyř kamer připojených k jednomu USB adaptéru je často nad možnosti napájecího systému některých levných adaptérů. Střední spotřeba kamery DataCam i při maximální snímkové frekvenci nepřesahuje 300 až 350mA.

U tohoto adaptéru ihned vidíme, že na více kamer stačit nebude
Konektor pro externí napájení, přiměřeně mohutný měnič napětí a elektrolytické kondenzátory pro každý port jsou u tohoto adaptéru dobrým znamením

Řešení systému pro mnoho kamer není obtížné, musíme však použít externě napájené adaptéry s dostatečně dimenzovanými zdroji. Hlavní zdroj počítače má obvykle pro 12V externí napájení adaptérů dostatečné rezervy.

Zde je důležité externí napájení adaptérů, rozvod napájení na PCI-X sběrnici tohle utáhnout nemůže
Do počítače je zde doplněno 28 USB 3.0 portů

Naše zkušenosti vycházejí z případů, kdy bylo k jednomu počítači připojeno 16 USB kamer. I tato řešení jsou relativně snadná, ale zaznamenali jsme i selhávání adaptérů po několika letech provozu vlivem vysychání elektrolytických kapacitorů.

Také USB kabely nejsou všechny stejné. Některé mají tak tenké žíly, že i na dvoumetrové délce dochází ke kritickému poklesu napájecího napětí. U kabelů musíme počítat s odporem vodiču od desetin až po jednotky Ohmů na metr délky. Kamery DataCam jsou díky svým kvalitním napájecím měničům k poklesům a kolísání napájecího napětí velmi tolerantní. U delších kabelů je ale pokles napájecího napětí pod kritickou hodnotu docela častým problémem. Řešením může být např. externě napájený hub v blízkosti kamery.

A co USB porty na základní desce počítače? Ve většině případů je zde napájení systém dostatečně dimenzovaný, ale i zde existují výjimky. U některých základních desek se ale objevuje jiný problém, kdy komunikace s mohutnými datovými toky velmi zatěžuje jádro operačního systému. Externí komunikační adaptéry mohou přinést v těchto případech větší datovou průchodnost a mohou ušetřit značnou zátěž CPU počítače.

Při větším počtu kamer je dobré softwarově zajistit, aby pracovaly sekvenčně a při digitalizaci snímků se střídaly. To je zamozřejmě možné jen u některých aplikací. Systém pak musí být dimenzován i pro synchronní provoz všech připojených kamer.

_RC