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Smarter Potentiometer

Variable Spannungsversorgung dank USB Power Delivery

Mit der Nutzung von USB Power Delivery in USB-Kameras sparen Anwender künftig Netzteil, Platz und Kosten für Peripherie-Komponenten.

USB Power Delivery ermöglicht eine variable Spannungsversorgung bis zu 15V am I/O-Anschluss der Kamera. (Bild: IDS Imaging Development Systems GmbH)

Mit der neuen Spezifikation 3.0 von USB Power Delivery werden Leistungstransfers über ein USB-Kabel bis 20V und 5A (100W) ermöglicht. Für eine USB-Kamera wie die uEye LE USB3.1 Gen 1, die mit weniger als 2W Leistung betrieben werden kann und eher Leistungsempfänger ist, sollte dieses Feature eine unwichtige Rolle spielen. Doch in Vision-Anwendungen werden Kameras meist mit zusätzlichen Peripheriekomponenten wie z.B. Beleuchtungen eingesetzt. Diese muss bisher über eine zusätzliche Energieversorgung bzw. Leistungselektronik gespeist werden. Bei der Board-Level-Variante der uEye-Kamera steht dafür eine variable Spannungsversorgung am I/O-Anschluss zur Verfügung. Sie reicht von 5 bis 15V bei jeweils 1A Leistung. Die notwendige elektrische Leistung dafür kann die Kamera über die USB-Verbindung zum Host mittels USB Power Delivery (PD) anfordern. Kamera (Upstream Facing Port) und Host (Downstream Facing Port) handeln über das vom USB-IF spezifizierte PD-Protokoll die benötigte und lieferbare Energiemenge aus. Die verfügbaren Power-Profile für die I/O-Spannung stehen über die Programmierschnittstelle zur Verfügung. Die einstellbare Spannungsversorgung am I/O-Anschluss der Kamera ist nutzbar, wenn diese über ein full featured USB-Type-C-Kabel an einem USB PD-fähigen Power-Provider angeschlossen wird. Die Geräte kommunizieren dann über die dedizierte CC-Leitung der USB-Type-C-Verbindung. Kann die Kamera keinen Partner für die PD-Kommunikation erreichen, steht ihr nur die normale 5V USB-Stromversorgung mit bis zu 900mA als Fallback für den Eigengebrauch zur Verfügung. Über USB Power Delivery kann die Kamera mit Power-Profilen bis zu 15V betrieben werden. Die Kameraperipherie wird über das Mehr der angeforderten elektrischen Leistung ohne ein zusätzliches Netzteil mit Energie versorgt. Das spart Platz und Kosten für entsprechende Leistungselektronik. USB Power Delivery wird somit in der uEye LE USB3.1 Gen 1 zu einem ’smarten Potentiometer‘ für die Kameraperipherie-Spannung.

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