型錄規格表及選型方式

由於 iPulse 閃頻控制器系列型號眾多，為簡化選型規則，首先看到這張流程圖。我們從【開始】這邊出發，

• 左側是 2D 檢測，使用 Area 相機或稱面陣相機，通常拍攝頻率小於 1kHz
  • 在 Area 相機類別中，分為需要 Overdriving 或不需要 Overdriving；如果你不知道到底會不會用到 Overdriving，可以這麼判斷，如果你的光源或相機曝光可以亮超過 1ms，這代表曝光時間算比較長的應用，我們認定可能不會用到 Overdriving；反之，曝光很短小於 1ms 的應用，也許會用到 Overdriving 來提升亮度。
  • 接下來就是用 LED 額定電流來區分不同產品線。
• 右側是 1D 檢測，使用 Line Scan 相機又稱線掃描，拍攝頻率大於 1kHz
  • 在 Line scan 相機類別中，不考慮 Overdriving，因為 Overdriving 超過 LED 額定電流以後需要趕快讓 LED 休息，但線掃描速度太快，LED 幾乎一直都在工作沒有休息時間。
  • Line scan 類別分為單 channel 閃頻跟多 channel 切換閃頻的應用；因為 TDI 相機 sensor 的特性沒辦法多燈切換閃頻，所以被歸類在單 channel 類別。
  • 接下來就是用 LED 額定電流來區分不同產品線。

iPulse 控制器的命名規則，P旁邊的數字表示內部電源模組的個數，S旁邊的數字代表 channel 數。最後一碼數字代表安培數，注意，是 Pulse 閃頻模式的最大輸出電流的安培數，不是指常亮模式的電流；而結尾的英文字母，代表機種 Type，注意 C Type 不支援 Overdriving。
控制器大致分為一般款、高功率款、特殊款三種產品線，其中

• 一般款: 有 1、2、4、8 不同的 channel 區分
• 高功率: 對應線掃描高亮度大電流 LED 的應用，無論是常亮模式或 Pulse 模式都能輸出大電流
• 特殊款: 對應短曝光 (Pulse 模式) 需要大電流但是對常亮的電流需求不高的應用

在查閱控制器規格表的時候需要注意一些地方

• 最大額定電流: 控制器有一個設定欄位需要告知你接上去的 LED 燈的額定電流安培數。什麼是額定電流? 指的是該 LED 在常亮並且發揮最大效率的時候的穩定工作電流 (並且不會燒掉)，額定電流跟 LED 顆粒以及你的電路、散熱設計都有關係。當你準備接一盞額定電流 3A 的 LED 燈到控制器上，必須要先在控制器的額定電流欄位設定該數值為 3A，然後再透過控制器的 Brightness 百分比去調整亮度，0% 代表不輸出、50% 代表半開 (也就是 1.5A 電流)、100% 代表亮度全開 (也就是 3A 電流)；超過 100% 就是所謂的 Overdriving，例如設 300%，表示你想拿 3A 額定電流的燈讓它用 9A 去跑。要注意的是，每台控制器支援的額定電流最大值不一樣，所以選型的時候要看。

• 只要是討論到 Overdriving，就必然是討論 Pulse 模式，前面有提過 Overdriving 以後需要休息，只有 Pulse 模式能讓 LED 燈快速閃一下關掉，等一段時間再閃一下，所以只有 Pulse 模式有支援 Overdriving。一般 Pulse 模式可以支援 10 倍的 Overdriving，但是部分產品有例外規則，所以要注意看規格表。
  
   

選型及搭配其他注意事項

1. 關於LED順向電壓、LED額定電流、一台相機對幾盞燈
   • 電壓相關: 如果不使用到Overdriving功能，那選用的控制器的最大輸出電壓規格只要大於LED順向電壓即可
   • 電壓相關: 如果要使用到Overdriving功能，那控制器的最大輸出電壓規格必須大於 2 ~ 3 倍的LED順向電壓
     • 舉例: 當LED順向電壓為24V、額定電流3A，想使用over-driving 10倍，則需要挑選最高 24 * 2 = 48V 輸出的控制器，例如 IP-4P4S-20A
     • 舉例: 當LED順向電壓為40V、額定電流3A，想使用over-driving 10倍，則需要挑選最高 40 * 2 = 80V 輸出的控制器，例如 IP-1P4S-20A
   • 額定電流有最小值的限制，不要用額定電流太小、小於200mA的LED，可能會有問題。跟順向電壓是幾V無關。
     • 舉例: LED 24V / 2W → 不支援，因為額定電流是 2/24 = 83.3mA < 200mA
     • 舉例: LED 24V / 5W → 有可能不支援，因為額定電流是 5/24 = 208.3mA，在可控制的邊緣
     • 舉例: LED 24V / 10W → 支援，適用低功率款控制器
     • 舉例: LED 3V / 50W → 支援，是用高功率款控制器
   • 雖然多Channel的控制器可以支援多盞燈，但是除了IP-2P2S-200A/B這款控制器有2個Trigger Input以外，其他所有款式不管幾個Channel的控制器都只有1個Trigger Input，換句話說，如果你有1台相機就必須搭1台控制器，2台相機就搭2台控制器，用相機的輸出訊號去Trigger控制器。
2. 關於最長的Pulse脈寬(duration)及佔空比(duty cycle)
   • 定義Duty cycle = pulse脈寬 / 拍照間隔時間
   • 用Area相機做2D飛拍檢測的應用中，最長的Pulse脈寬其實就是你曝光最長可以多久，不會導致移動中拍攝的物體曝光糊掉，一般我們抓物體在相機 sensor 上移動小於 1 pixel 所需要的時間，或更短，此時間與光學解析度及鏡頭倍率有關。
   • 用 Line scan 掃描的應用中，最長的Pulse脈寬其實就是line rate的倒數；那如果有搭配多channel輪流閃，則最大 duty cycle = 1 / channel數
   • 因為使用Overdriving需要讓LED休息，閃頻控制器為了保護LED，當你使用Overdriving功能時，控制器韌體內部會故意限制最高能使用的Duty cycle，如上表，例如Overdriving若設為400%，4的平方=16，故粗估最高能使用的Duty cycle約為1/16 = 6.3%
3. 當要選擇控制器功率規格的時候，要先知道LED平均功耗 (Avg. Power Consumption) 怎麼估算
   • Area相機應用中
     • 如果pulse脈寬  < 1ms，則平均功耗 = duty_cycle * LED功率
     • 如果pulse脈寬  > 1ms，經驗法則當作它是常亮的，則視為平均功耗 ≒ LED功率
   • Line Scan相機應用中
     • 如果只有一盞燈，當作LED是常亮的，則平均功耗 ≒ LED額定功率
     • 若為多channel輪流閃頻，則
       • 功耗總和 = (duty_cycle * LED1功率) + (duty_cycle * LED2功率) + . . .
       • 平均功耗 = 功耗總和 / channel，需小於控制器的常亮最大輸出功率規格

選型案例1: 2D飛拍

題目: 使用10 fps的Area Scan相機，拍攝移動快速的物體，已知經過光學解析度的估算，為了防止影像糊掉，需要把閃頻脈寬(pulse duration)壓縮在200us以下。預計使用3.3V / 21A的 LED，因為曝光非常短，需要透過Overdriving來提高亮度。

選型案例2: 2D靜止拍

題目: 使用20 fps的Area Scan相機，物體會靜止5ms拍完照再馬上移走。使用4盞規格同為24V / 3A的LED燈輪流閃，做檢測應用。

選型案例3: TDI線掃搭低功率燈

題目: 使用Line rate為100kHz的TDI Line Scan相機，搭配一盞LED燈，規格為24V / 3A。

選型案例4: 一般線掃搭配高功率燈

題目: 使用Line rate為100kHz的一般Line Scan相機，搭配兩條規格為24V / 10A 的LED線燈，兩條輪流切換、一邊切換一邊掃。

Trouble-shooting常見問題

是否懷疑控制器提供的電壓沒有滿足 (推不動) LED的順向電壓 ?
通常是壓降造成的，纜線長度及LED燈本身都會造成壓降，纜線造成的壓降與長度及線徑有關，有公式可以估算:

壓降 = 單位長度阻抗 * 電流 * 線長

當你使用Overdriving時，因為電流變高了，所以壓降也隨著提高了。舉例來說，當你在24AWG、5米的纜線上推動50A的pulse電流時，其實纜線兩端的壓降已經達到42.1V，所以要減輕這個效應最好使用更粗更短的LED電源纜線來銜接控制器。

此外，如果你的LED燈原本是設計給定電壓控制器用的，電路板模組上面會安裝限流電阻用來保護LED只吃到很小的分壓。這種情況就不只是纜線會造成壓降，這些限流電阻還會拖慢pulse上升及下降的速度，所以不要採用這種LED模組，不然的話要把限流電阻拆掉。