Heißes Eisen
Embedded Imaging Kits für individuelle Thermografiegeräte
Das Thermal Imaging Kit PhyBoard Nunki ermöglicht die schnelle Einbindung von Wärmebildkameramodulen in ein Embedded System und sorgt dafür, dass Sie dabei einen kühlen Kopf behalten.
Das Thermal Imaging Kit ermöglicht die schnelle Einbindung von Wärmebild-Kameramodulen in ein Embedded System und ist für 398.-€ zzgl. MwSt. erhältlich. (Bild: Phytec Messtechnik GmbH / ©Kadmy/Istockphoto.com)
Kennzeichnend für vollintegrierte Embedded Imaging Systeme ist, dass Bildaufnahme, -verarbeitung und Auswertung sowie die Steuerung von Aktoren in einem individuell auf die Aufgabe designten System zusammengefasst sind. Gegebenenfalls sind auch weitere Sensoren in das System integriert. Die Individualisierung passt das System an die Aufgabe exakt an und macht es auch in größeren Serien kosteneffizient. Nehmen wir z.B. die Entwicklung eines Add-ons für eine Fräsmaschine, bei der auf Basis der Temperatur von Fräser und Werkstück der Fräsprozess und die Kühlung geregelt werden sollen. Oder die Essensausgabe einer modernen Großküche, bei der die Temperatur von Teller und Speisen berührungslos gemessen werden, um die Temperatur verschiedener Heizelemente zu regeln. In beiden Fällen – und zahlreichen anderen Anwendungen – steht die unmittelbare Integration von Datenerfassung und Regelung oder Steuerung auf dem Embedded System im Zentrum. Diese Lösung ist gegenüber getrennten Einheiten kostenoptimiert und deutlich platzsparender.
Aufbau des Boards
Bleiben wir beim Beispiel der (fiktiven) Fräsmaschine. Das Embedded System soll auf Grund der Temperaturdaten Vorschub und Geschwindigkeit des Fräsers regeln, sowie eine Kühlmittelpumpe am Fräskopf steuern. Die Erfassung der Temperaturen soll berührungslos mittels eines Wärmebildmoduls erfolgen. Der Einstieg in die Entwicklung des individuellen Embedded Systems beginnt mit einem Embedded Imaging Kit wie dem Thermal Imaging Kit phyBoard-Nunki. Es basiert auf einem Mikrocontrollermodul (System-on-Module) mit NXP i.MX 6 Prozessor und einem industrietauglichen Wärmebild-Kameramodul mit 32×32 Pixeln Auflösung und integrierter Optik. Die Softwareunterstützung des Kits ermöglicht einen direkten Einstieg in die Entwicklung der Applikation. Damit ist ein sofortiger Proof-of-Concept ohne aufwändige Hardwareentwicklung möglich. Dennoch wird bereits in diesem Schritt mit den gleichen Komponenten gearbeitet, wie in der späteren, individuellen Zielhardware. Die Wärmebilddaten werden vom Kameramodul bereits korrigiert und aufbereitet über die parallele Kameraschnittstelle an den i.MX 6-Prozessor übertragen. Dieser besitzt zwei integrierte Image Processing Units (IPUs), sodass sogar eine weitere Kamera (z.B. für sichtbares Licht zur Positionierung) hinzugefügt werden könnte. Im vorinstallierten Embedded-Linux-System sind die Treiber für die Kameramodule bereits integriert. Die softwareseitige Abbildung erfolgt über Video-4-Linux (V4L2). Die Bildverarbeitungs- und Anwendungssoftware kann also schon in diesem Schritt, z.B. mit Hilfe von Bibliotheken wie OpenCV, entwickelt und verifiziert werden.
