Moravian GX Kamera ETH Adatper Mini für GX Kameras

Der Gx-Kamera-Ethernet-Adapter - Mini-Version}]Der Gx-Kamera-Ethernet-Adapter ermöglicht den Anschluss von Kameras der Gx-Serie (Modelle G0 bis G4) an den Steuerrechner über Ethernet-Schnittstelle und TCP/IP-Protokollstapel (d.h. über lokale oder Wide Area Networks). Der Single Gx Camera Ethernet Adapter enthält vier USB-2.0-Ports und ermöglicht den gleichzeitigen Anschluss von bis zu vier Gx-Kameras (unabhängig von der jeweiligen Serie können die Kameras frei kombiniert werden).

Die CCD-Kameras der Gx-Serie sind mit einer USB2.0-Schnittstelle mit 480 Mbit/s Übertragungsgeschwindigkeit ausgestattet. Die USB-Schnittstelle bringt neben der sehr hohen Übertragungsgeschwindigkeit zahlreiche Vorteile. Zum Beispiel enthalten USB-Anschlüsse und -kabel auch Leitungen, die für die Stromversorgung angeschlossener Geräte vorgesehen sind, so dass die Kameras G0 und G1 nur über ein einziges Kabel mit dem Host-Computer verbunden sind (der Stromverbrauch der gekühlten CCD-Kameras der Serien G2, G3 und G4 ist deutlich höher als die maximale Leistung der USB-Leitung und diese Kameras verwenden eine eigene Stromversorgung). USB-Kabel sind standardisiert, weshalb sie nicht verwechselt und falsch eingesteckt werden können usw. Auch die Softwareunterstützung von USB-Geräten ist von Grund auf so konzipiert, dass sie ein "Plug-and-Play"-Erlebnis bietet. Benutzer müssen keine Gerätekonfiguration vornehmen, eindeutige Adressen vergeben usw.

Ein Nachteil der USB-Verbindung ist die begrenzte Entfernung zwischen einem Host-PC und einem USB-Gerät.*]] Die maximale Länge eines einzelnen USB-Kabels ist auf 5 Meter begrenzt. Diese Distanz kann mit Hilfe von sogenannten Active-USB-Extendern auf 10 oder 15 Meter verlängert werden, wobei jedoch alle 5 Meter ein Kabelanschluss und ein aktiver USB-Repeater (Hub) platziert werden muss. Sehr lange USB-Verbindungen können auch strombegrenzt sein. Die vom Host-PC bereitgestellte Energie wird von aktiven Repeatern verbraucht, und auch lange Stromleitungen mit einem elektrischen Widerstand ungleich Null verursachen einen Abfall der Versorgungsspannung.

Das Problem der Verbindung von Gx-CCD-Kameras über eine große Entfernung wird durch den Gx-Camera-Ethernet-Adapter gelöst, der eine Remote-Kamera-Verbindung über die Ethernet-Schnittstelle ermöglicht. Der Kern des Adapters ist ein Embedded-Computer mit einer Software, die auf dem lokalen Flash-Speicher abgelegt ist.

Drei Modelle der Gx Kamera Ethernet-Adapter sind verfügbar:

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Die größte "Standardvariante" verwendet ein PC-kompatibles Motherboard mit Intel Atom Prozessor. Es befinden sich keine beweglichen Teile im Gerät, der Prozessor benötigt keinen Lüfter und wird nur passiv gekühlt. Diese Variante wird von einer einzigen 12-V-DC-Leitung gespeist, wie die Kameras G2, G3 und G4. Auch die Netzanschlüsse sind identisch, so dass das Gerät wie der Rest des Setups mit Strom versorgt werden kann.

Die mittlere Variante des Gx Camera Ethernet Adapters namens "mini" basiert ebenfalls auf dem PC-kompatiblen Motherboard, aber eine kleinere Variante namens NUC (eine Abkürzung von Next Unit of Computing). Diese Motherboards können eine höhere Rechenleistung und damit auch eine höhere TDP aufweisen, so dass sie mit einem kleinen Lüfter ausgestattet werden müssen. Die Mini-Variante des Adapters wird von einem 19-V-DC-Adapter gespeist (ähnlich wie bei vielen Laptops und Notebooks), der mit dem Gerät geliefert wird.

Die kleinste "Mikro"-Variante des Gx Camera Ethernet Adapters basiert auf der ARM-Architektur. Es wird wie die Standardvariante (und wie alle G2-, G3- und G4-Kameras) über eine einzige 12-V-DC-Leitung mit Strom versorgt.

Unabhängig von verschiedenen Prozessoren, und bei der Micro-Variante auch von der Prozessorarchitektur, verwenden alle Geräte mehrere Kerne und mindestens 1 GB On-Board-Speicher, um Vollbilder auch dann komfortabel speichern zu können, wenn alle vier angeschlossenen Kameras die Version mit der größten verfügbaren Auflösung sind. Dies ist für das vernetzte Gerät wichtig, da keine isochrone Datenpaketübertragung und keine Lieferzeit über ein allgemeines Netzwerk gewährleistet werden kann. Auch alle Geräte verwenden den gleichen Software-Stapel und sind aus Treibersicht vollständig softwarekompatibel.

Die verwendete Ethernet-Schnittstelle unterstützt sowohl 1 Gbit/s als auch langsamere 10/100 Mbit/s Übertragungsraten und kann an alle gängigen lokalen Netzwerke angeschlossen werden. Wenn die 1-Gbit/s-Schnittstelle verwendet wird und sich die Downloadvorgänge von mehreren Kameras nicht überschneiden, ist die Differenz zwischen der Downloadzeit der direkt über USB angeschlossenen Kamera und der über den Gx Camera Ethernet Adapter angeschlossenen Kamera vernachlässigbar.

Die Konfiguration erfolgt über die WWW-Schnittstelle und kann über jeden Webbrowser erfolgen. Die WWW-Konfigurationsschnittstelle ist nicht immer verfügbar, sie wird nach zwei Minuten ab dem Einschalten des Geräts aus Sicherheitsgründen gestoppt. Diese Maßnahme verhindert unerwünschte Konfigurationsänderungen, wenn das Gerät von vielen verschiedenen Computern aus zugänglich ist.

Der Single Gx Camera Ethernet Adapter kann bis zu vier G0- bis G4-Kameras über die Ethernet-Schnittstelle an den Steuerungs-PC anschließen. Es ist anzumerken, dass es sich bei dem Gerät nicht um einen gewöhnlichen USB/Ethernet-Konverter handelt, welcher lediglich USB-Daten über das TCP/IP-Netzwerk tunnelt (solche Konverter funktionieren in der Regel nicht mit allen Geräten ordnungsgemäß und ihre Verwendung bringt zahlreiche Probleme mit sich und ist nicht zuverlässig). Der Gx Camera Ethernet Adapter behandelt angeschlossene Gx-Kameras genauso wie der Host-PC, es gibt keinen Unterschied aus Kameraperspektive in den Befehlssequenzen und insbesondere im Timing, in den Übertragungsgeschwindigkeiten usw.

Ganz anders verhält es sich auf dem Steuerungs-PC. Es gibt grundlegende Unterschiede zwischen der Kamera, die direkt an den USB-Anschluss angeschlossen ist, und der Kamera, die über den Gx Camera Ethernet Adapter angeschlossen ist. Kameras verhalten sich wie zwei völlig unterschiedliche und inkompatible Geräte - die USB-Schnittstelle wird im ersten Fall verwendet, die TCP/IP-Netzwerksteckdosen-Schnittstelle im zweiten Fall (Gx-Kamera und der Gx-Ethernet-Adapter verhalten sich wie ein einziges Gerät).

Im zweiten Fall dürfen keine USB-Gerätesystemtreiber auf dem Steuerungs-PC installiert werden (und auch Systemtreiber für jedes andere Gerät sind nicht installiert), die USB-Schnittstelle wird überhaupt nicht zur Kommunikation mit der Kamera verwendet. Der Steuercomputer kommuniziert mit der Kamera nur über das TCP/IP-Protokoll.

Aus diesem Grund sind auch die Treiber für Client-Programme (SIPS, ASCOM, MaxIm DL, ...) unterschiedlich und ein Treiber für eine an USB angeschlossene Kamera funktioniert nicht mit einer über Ethernet angeschlossenen Kamera.

Wir müssen anmerken, dass die Ethernet-Schnittstelle (und das TCP/IP-Netzwerk) im Gegensatz zu USB nicht als "Plug-and-Play" konzipiert ist. Wenn die Verbindung zu einem anderen Computer (Server) hergestellt werden soll, muss dessen IP-Adresse oder Domänenname bekannt sein. Noch bevor sich der Steuercomputer mit dem Gx Camera Ethernet Adapter verbinden kann, muss also die IP-Adresse oder der Domänenname des jeweiligen Gerätes definiert werden.

So wird beispielsweise jede angeschlossene USB-Kamera sofort im Fenster des SIPS (Scientific Image Processing System) Software Camera Configuration Tool angezeigt und der Benutzer kann die Kamera als Imager oder Guider auswählen. Und wenn keine USB-Kamera angeschlossen ist, bietet SIPS solche Kameras nicht an, obwohl der Kameratreiber vorhanden und aktiv ist.

Kameras mit Ethernet-Schnittstelle benötigen dagegen die Möglichkeit, die IP-Adresse oder den Domänennamen zu konfigurieren. Wenn der Treiber für über Ethernet angeschlossene Kameras im SIPS vorhanden ist, zeigt die Software daher immer eine Zeile "Gx Ethernet Adapter" an, die als "unkonfiguriert" gekennzeichnet ist. Wenn diese Zeile ausgewählt ist, kann durch Anklicken der Schaltfläche "Konfigurieren" ein Dialogfeld zur Definition von IP-Adresse oder Domänenname geöffnet werden.