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Hardware-Manual Ausgabe Juni 2004 Ein Produkt eines Unternehmens der PHYTEC Technologie Holding AG...
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Die Informationen in diesem Handbuch wurden sorgfältig überprüft und können als zutreffend angenommen werden. Dennoch sei ausdrücklich darauf verwiesen, daß die Firma PHYTEC Meßtechnik GmbH weder eine Garantie noch die juristische Verantwortung oder irgendeine Haftung für Folgeschäden übernimmt, die auf den Gebrauch oder den Inhalt dieses Handbuches zurückzuführen sind.
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Treiber-Software ................75 5.1 Technische Grundlagen.............. 76 5.1.1 Aufbau des eGrabber-4plus........... 76 5.1.2 Videosignal und Digitalisierungsvorgang..... 78 5.1.3 Farbübertragung und Farbspeicherung ......81 5.1.4 Datenspeicherung durch DMA und RISC-Programm .. 83 5.2 Treiber für Microsoft Windows ..........88 5.2.1 Voraussetzungen ............
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Bild 50: Skalierung und Ausschnittsbildung.......... 123 Bild 51: Bild zur Skalierung: alle Werte gleich bis auf ppl ....124 Bild 52: Farbformate des eGrabber-4plus ..........130 Bild 53: Rückgabewert der Funktion data_present ........ 136 Bild 54: Timing Diagramm der Rückgabe-Parameters von data_present() ................
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Inhalt Tabelle 1: Modellvarianten eGrabber-4plus..........3 Tabelle 2: Belegung der SMB-Buchsen u. Pfostenleiste, Modell EPC-032, EPC-032-X2 ..........13 Tabelle 3: Belegung der SMB-Buchsen u. Pfostenleiste, Modelle EPC-032-X1, EPC-032-X1-X2........14 Tabelle 4: Beschaltung der S Video-Eingangs an der Pfortenleiste X 3 ..15 Tabelle 5: Beschaltung des I/O-Pins an den Pfostenleisten X3 und X6..16 Tabelle 6: Beschaltung derI²C-Schnittstelle an den...
Lieferumfang / Technische Daten 1 Lieferumfang / Technische Daten Der eGrabber-4plus ist eine Framegrabberkarte für die Verwendung mit CPU-Karten des PC/104plus-Industriestandards. Die Karte ist in verschiedenen Ausführungen erhältlich: Best.-Nr. Composite- S-Video- integrierte Eingänge Eingang Spannungsversorgung EPC-032 nein EPC-032-X1 nein EPC-032-X2...
1.1 Zubehör Bei PHYTEC können Sie folgendes Zubehör zum eGrabber-4plus erhalten: • SMB auf BNC Anschlußkabel für den Anschluß von Farbkameras mit BNC-Buchse: Länge ca. 2 m – Bestell-Nr. WK-023 • S-Video- Anschlußkabel für den Anschluß von Farbkameras mit 4poliger Mini-DIN-Buchse (S-Video-Ausgang): Länge ca.
Steckverbinder X301 (optional): Shutdown-Anschluß zur Abschaltung der Spannungsversorgung 1.3 Anwendungsgebiete und Sicherheitshinweise Achten Sie beim Einsatz des eGrabber-4plus auf die Einhaltung der spezifizierten Betriebsbedingungen. Lesen Sie vor der Inbetriebnahme diese Anleitung sorgfältig. • Der eGrabber-4plus dient zur Digitalisierung von Videosignalen von Standard-TV-Kameras.
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Lieferumfang / Technische Daten • Der eGrabber-4plus ist für die Verwendung in PC/104plus - Systemen bestimmt. Der eGrabber-4plus muß auf einen masterfähigen PCI-Slot konfiguriert werden. Zusammenstellung und dem Gehäuseeinbau des PC/104-plus- Systems müssen die geltenden CE-Normen beachtet werden. Das Gerät ist für den Einsatz in trockener und sauberer Betriebsumgebung konzipiert.
Lediglich die Position der Karte im PC/104plus System muß mit Hilfe von Jumper JP201 eingestellt werden (siehe Kapitel 2.1). Es können bis zu drei eGrabber-4plus in einem System installiert werden. Die Karten werden dann vom BIOS automatisch auf verschiedene Adressen konfiguriert.
In keinem Fall darf die angelegte Spannung an Buchse X300 +28 V überschreiten. Die Stromentnahme darf 1,5 A nicht überschreiten. Der Ausgang ist durch die Sicherung F1 geschützt (Ersatzsicherungen sind bei PHYTEC erhältlich, Best.Nr. KF012). • Versorgung aus dem PCI-Bus mit +12 V...
1.10 Integrierte Spannungsversorgung (nur Modelle - X2) Der eGrabber-4plus ist in den Modellversionen EPC-032-X2 und EPC-032-X1-X2 mit einem Spannungsversorgungsteil ausgestattet. Die integrierte Spannungsversorgung erlaubt den Betrieb des Grabbers und weiterer Komponenten des PC/104-Systems an einer ungeregelten Gleichspannung, zum Beispiel aus einer Schaltschrank- versorgung oder einer Fahrzeugbatterie.
Lieferumfang / Technische Daten CPU-Karten aus der MOPS-Serie der Firma Jumptec können auf Wunsch direkt mit dem Netzteil des eGrabber-4plus verbunden werden. Dazu befindet sich die Buchse X303 ( ) exakt an der gleichen Position wie der Spannungseingang der MOPS-CPU-Karten.
Position eingestellt werden. Das System bootet in diesem Fall meist gar nicht. PC/104plus-CPU-Karten stellen in der Regel bis zu vier Positionen zur Verfügung. • Prüfen Sie, welche Positionen ihre CPU-Karte zur Verfügung stellt. Die für den eGrabber-4plus benötigte Position muß masterfähig sein. • Prüfen Sie, welche...
Hochfrequente Störungen auf der Masse können über die Kabelschirmung der Videokabel abgestrahlt werden. Günstig ist in diesem Fall die Verbindung der Betriebsmasse mit einer Schirmmasse (Gehäuse oder PE-Anschluß) in der Nähe der Eingangsbuchsen. Der eGrabber-4plus bietet unterschiedliche Möglichkeiten der Masseanbindung Anpassung unterschiedliche Betriebssituationen.
Position 3 oder 4 darf bei manchen Systemen nur jeweils ein Master installiert sein. • Stecken Sie nun den eGrabber-4plus vorsichtig auf die PC/104 und PC/104plus-Steckerleiste der Hauptplatine auf. Der Grabber kann auch auf andere Karten im System gesteckt werden, es muß nur gewährleistet sein, daß...
• Schalten Sie das PC/104plus-System ein. Beim Hochfahren sollte das BIOS des Rechners die Karte automatisch erkennen. Viele BIOS-Versionen zeigen kurz eine Liste der gefundenen PCI-Geräte. Der eGrabber-4plus wird in dieser Liste zwei Mal als „Multimedia Device“ aufgeführt. Es gibt nun zwei Möglichkeiten: 1.
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Hardwarekomponente gefunden. Darin wählen Sie die Option Andere Position aus und bestätigen mit OK. Nun erscheint ein weiteres Fenster Andere Position auswählen. Legen Sie die PHYTEC Vision Utilities CD in Ihr CD-ROM Laufwerk. Wählen Sie Durchsuchen und im darauf erscheinenden Fenster das CD-ROM Laufwerk aus.
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Treiber für das Gerät suchen aus und bestätigen Sie mit OK. Im darauffolgenden Fenster wählen Sie Geben Sie eine Position an. Legen Sie die PHYTEC Vision Utilities CD in Ihr CD-ROM Laufwerk. Wählen Sie Durchsuchen und im darauf erscheinenden Fenster das CD-ROM Laufwerk aus.
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• Windows NT4.0 (mit ServicePack 6): WindowsNT erkennt die Karte nicht automatisch. Der Treiber muß manuell installiert werden. Legen Sie die PHYTEC Vision Utilites CD in Ihr CD-ROM Laufwerk. Wählen Sie unter WindowsNT im Hauptverzeichnis der CD das Programm Start.exe aus.
Sie bitte das LabView Handbuch. Wenn Sie die Treiber installieren möchten: Legen Sie die PHYTEC Vision Utilities CD in Ihr Laufwerk und starten Sie aus dem Hauptverzeichnis der CD die Datei start.exe. Im folgenden Fenster wählen Sie PCI-Grabber aus. Sie sehen in der darauf erscheinenden Installationsfenster unter anderem die zwei Einträge:...
Kamera, die Karte zu testen, Bildparameter zu modifizieren, und einfache Bildoperationen durchzuführen. Die Installation des Programmes: • Legen Sie die PHYTEC Vision Utilities CD in Ihr CD-ROM Laufwerk. • Dann wird das CD-ROM Laufwerk ausgewählt und das Programm start.exe aus dem Hauptverzeichnis der CD gestartet.
/ und an der 26pol Pfostenleiste X3 . Durch die Leiste X3 ist auch die Spannungsversorgung einer Kamera möglich. Die dafür benötigten Kabel können Sie bei PHYTEC beziehen (siehe Kapitel 1,“Zubehör“). S-Video-Signale können an der Mini-DIN-Buchse eingespeist werden. Wahlweise können S-Video-Quellen auch über die Leiste X3 angeschlossen werden.
Anschlußmöglichkeiten Videoquellen an den Grabber gezeigt. Die gezeigten Kabel können Sie alle bei PHYTEC beziehen. Die Legende der verwendeten Kabel beinhaltet die Bezeichnung und die PHYTEC-Bestellnummer (siehe Bild 22). Bild 22: Video-Abschlußkabel – Legende: (Bezeichnung, PHYTEC Best.Nr.) Ziehen Sie bitte die Anleitung ihrer Videoquelle zu Rate, um die Anschlußkompatibilität zu überprüfen.
Der Eintrag Basic Settings beinhaltet folgendes Menü: Bild 31: Basic Settings Menü Sie können mehrere eGrabber-4plus in einem PC/104-System betreiben. Um dem Demoprogramm mitzuteilen, welchen Grabber es ansprechen soll, wählen Sie die entsprechende Nummer im Feld Grabber selection. Ist nur ein Grabber installiert, wird dieser automatisch aktiviert und mit 1 bezeichnet.
Mit Exit verlassen Sie das Programm. 4.8 Inbetriebnahme unter Linux Zum Betrieb des pciGrabber-4plus / eGrabber-4plus kann der BTTV- Grabbertreiber verwendet werden. Dieser Treiber ist bereits in den meisten Linux-Distributionen enthalten. Sie können also ohne besonderen Treiber arbeiten.
Treiber-Software 5 Treiber-Software Dieser Kapitel erklärt, wie Sie den eGrabber-4plus aus eigenen Programmen heraus ansprechen können. Die Treiber-Bibliotheken stellen Ihnen einen Satz von Funktionen zur Verfügung, mit denen Sie die Einstellungen des Grabbers verändern können, Statusinformationen abfragen und die Digitalisierung von Bildern einleiten können.
5.1 Technische Grundlagen 5.1.1 Aufbau des eGrabber-4plus Bild 38: Blockschaltbild eGrabber4plus Bild 38 zeigt das Blockschaltbild des eGrabber-4plus. Das Composite-Eingangssignal wird zunächst über einen 9:1-Video- multiplexer geführt, den der Anwender über den PCI-Bus steuern kann. Der nachfolgende A/D-Wandler digitalisiert dieses Signal. Als Bildquellen eignen sich alle Geräte, die ein Farb-Videosignal gemäß...
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Treiber-Software An den eGrabber-4plus lassen sich selbstverständlich auch Schwarz- weiß-Bildquellen anschließen. Die Verarbeitung von Grauwert-Bildern mit 256 Graustufen ist im Grabber vorbereitet und kann per Software aktiviert werden. Beim Einsatz von Schwarzweiß-Bildquellen können Sie die Bildschärfe verbessern, indem Sie die Farbfalle deaktivieren. Dies ist softwaremäßig möglich.
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Der eGrabber-4plus kann die Bilder in das RGB-Format umrechnen und als RGB-Farbtripel im Bildspeicher ablegen. Bilder in diesem Format können gut weiterverarbeitet und angezeigt werden. Zur Speicherung der Bildinformation oder zu Übertragungszwecken ist das YCrCb-Format oftmals günstiger, da es weniger Datenvolumen impliziert.
Im Bedarfsfall müssen sie an die zu übertragende Datenrate, die Systemkonfiguration und die Bus-Performance angepaßt werden. Der eGrabber-4plus weist eine hohe Flexibilität auf, was die Datenspeicherung betrifft. Der Anwender kann Ziel und Format der Bilddaten in gegebenen Rahmen frei bestimmen. Dazu ist ein Mechanismus erforderlich, den kontinuierlichen Bilddatenstrom zu partitionieren und an die gewünschte Speicheradresse zu lenken.
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Beim eGrabber-4plus wird dies mit Hilfe der pixel instruction list gelöst. Dabei handelt es sich um ein RISC-Programm, welches den DMA-Controller entsprechend steuert. Dieses RISC-Programm muß von der Anwendung entsprechend der Aufgabenstellung, dem Daten- und Bildformat erstellt werden. Es ist also individuell an jedes Problem angepaßt.
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Es kann sich dabei - wie in Bild 42 gezeigt - um zwei getrennte Bereiche für Odd- und Even-Bild handeln oder aber um einen Speicherbereich, in dem der eGrabber-4plus ein Vollbild entsprechend der oben diskutierten Verzahnung von Odd- und Even-Bild aufbaut.
Die erstellte Applikation ist unter den Betriebssystemen Microsoft Windows`95/98/ME/XP™ und Windows NT4.0/2000 einsetzbar. Achtung! Zum Betrieb des eGrabber-4plus unter Windows ist es erforderlich, daß der Gerätetreiber und die zugehörige DLL in das Windows- Systemverzeichnis kopiert werden. Zusätzlich muß der Treiber dem System durch Eintrag in die Registry-Table bekannt gemacht werden.
5.2.2 Einrichten des VxD-Treibers für Windows'95 Der VxD-Treiber dient dazu, physikalisch zusammenhängenden Speicher zu allokieren, der als Bildspeicher fungiert. Da der eGrabber-4plus per DMA-Zugriff auf diesen Speicher zugreift, ist es erforderlich, daß es sich um physikalisch fixierten und kontinuierlich adressierbaren Speicher handelt.
Bei der Deinstallation des Anwenderprogramms sollte in jedem Fall der Gerätetreiber entfernt werden. Dazu ist er aus der Registry-Table auszutragen und aus dem System-Verzeichnis zu löschen. Der Treiber belegt für den eGrabber-4plus einen Arbeitsspeicher- bereich von ca. 1,2 MByte, der anderen Applikationen nicht zur Verfügung steht.
Treiber-Software 5.2.5 Anwendung der DLL Aufgabe der DLL ist die Kommunikation zwischen Anwenderpro- gramm und eGrabber-4plus. Über die DLL können die Einstellungen des Grabbers vorgenommen und Digitalisierungsvorgänge gesteuert werden. Sie ermöglicht weiterhin den Zugriff auf die digitalisierten Bilddaten im Arbeitsspeicher.
Treiber-Software 5.2.8 Beschreibung der in der DLL vorhandenen Funktionen Über die Funktionen der DLL steuern Sie alle Vorgänge im eGrabber-4plus und können den aktuellen Status sowie die eingestellten Werte zurücklesen. Im folgenden werden diese Funktionen ausführlich beschrieben. Zur besseren Übersicht sind die Funktionen in fünf Gruppen aufgeteilt.
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(EPC-031 bzw. EPC-031-X1). Programme, die für den eGrabber-2 geschrieben wurden, arbeiten also auch mit dem eGrabber-4plus. Um die neuen Funktionen des eGrabber-4plus nutzen zu können, besitzt der Treiber einige neue oder anders gestaltete Funktionen. Funktionen, die nicht zu alten Treiber-Versionen für den eGrabber-2 kompatibel sind, sind im folgenden mit einem Stern ( ) gekennzeichnet.
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4 = Grabber nicht gefunden 5 = unbekannter Parameterwert 6 = nicht unterstützt 7 = neuere Treiberversion wird benötigt (Update) 8 = kein PHYTEC-Grabber gefunden 9 = kein Acknowledge 10 = ungültige Adresse 11 = Schreiben nicht möglich Jede Ausführung einer Treiberfunktion sollte auf ihren Erfolg überprüft werden.
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Gerätenummern (device number = ) umgesetzt. nDevNo Jede im System befindliche eGrabber-4plus - Karte erhält im Treiber eine eindeutige Gerätenummer zugeordnet. Welche Karte welcher Nummer zugeordnet wird, ist nicht unbedingt vorhersagbar, da dies von der Topologie des PCI-Busses und der Funktion des BIOS abhängt.
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A/D-Referenzspannung erhöht, wodurch sich der Eingangsspannungs- bereich der eGrabber-4plus weiter erhöht. Im allgemeinen ist es ausreichend, den eGrabber-4plus mit nicht adaptiver Verstärkungsregelung zu betreiben. In Anwendungen, bei denen sich das Regelverhalten der adaptiven AGC störend auswirken kann (das ist besonders dann der Fall, wenn mit absoluten Helligkeitswerten gearbeitet wird), sollte die nicht- adaptive AGC verwendet werden.
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Field wird als erstes ausgelassen nDecRat: Anzahl auszulassender Fields / Frames Der eGrabber-4plus ermöglicht es, bei kontinuierlicher Digitali- sierung, die Anzahl der pro Sekunde digitalisierten Bilder einzustel- len. Defaultmäßig werden 50 bzw. 60 (NTSC) Bilder pro Sekunde digitalisert (Video-Norm).
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Anzahl der digitalisierten Bilder verfolgen Beim eGrabber-4plus ist es möglich, die Anzahl der digitalisierten Bilder zu verfolgen. Dazu stehen die folgenden zwei Funktionen zur Verfügung. Diese Funktionen sind nicht kompatibel zum pciGrabber-4. BYTE Get_CaptureCounter (WORD nDevNo) Rückgabewert: Anzahl der gegrabbten Fields modulo 256 Die Funktion gibt die Anzahl der digitalisierten Halbbilder wieder.
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Daten, die über den GPIO-Port ausgegeben werden sollen Rückgabewert Get_GPIO_Data(): Daten, die vom GPIO-Port gelesen werden Der eGrabber-4plus besitzt 12 Erweiterungsportpins, welche getrennt zum Einlesen oder zum Ausgeben von beliebigen Digitalsignalen genutzt werden können. Mit den GPIO-Funktionen steuern Sie den Erweiterungsport.
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Treiber-Software Kontrollieren des I/O-Pins Der eGrabber-4plus besitzt einen extern verfügbaren, transistor- getriebenen I/O-Pin, der wahlweise zur Eingabe oder Ausgabe von Steuersignalen dienen kann. Dieser Pin kann mit den folgenden beiden Funktionen kontrolliert werden. Wie Sie Geräte an den I/O-Pin anschließen, erfahren Sie in Kapitel 1.6.
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Treiber-Software Für den Fall, daß der Anwender direkt Register des eGrabber-4plus beinflussen möchte, stehen diese beiden Funktionen zur Verfügung, mit denen sich alle Register des Videoprozessors lesen und beschreiben lassen. Sollten Sie weitere Informationen über die Register des eGrabber-4plus benötigen, wenden Sie sich bitte an den PHYTEC-Support.
PCI4GRAB ansprechen können. 5.3.1 Voraussetzungen Zum Betrieb des eGrabber-4plus unter DOS ist es erforderlich, daß der gesamte physikalische Adreßbereich des PCs linear adressierbar ist. Dies ist deshalb notwendig, da das PCI-BIOS den Registerbereich der Karte beliebig im Speicher konfiguriert, ohne daß der Anwender darauf Einfluß...
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(EPC-032 bzw. EPC-032-X1). Programme, die für den eGrabber-2 geschrieben wurden, arbeiten also auch mit dem eGrabber-4plus. Um die neuen Funktionen des eGrabber-4plus nutzen zu können, besitzt der Treiber einige neue oder anders gestaltete Funktionen. Neue Programme, die diese Funktionen verwenden, können nicht mit dem eGrabber-2 zusammenarbeiten.
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Dazu muß von der Interrupt-Behandlungsroutine die Funktion Reset_Interrupt aufgerufen werden. Anzahl der digitalisierten Bilder verfolgen Beim eGrabber-4plus ist es möglich, die Anzahl der digitalisierten Bilder zu verfolgen. Dazu stehen die folgenden zwei Funktionen zur Verfügung. Diese Funktionen sind nicht kompatibel zum pciGrabber-4.
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Treiber-Software internes EEPROM verwenden Der eGrabber-4plus besitzt einen internen, nichtflüchtigen Speicher, der vom Anwender benutzt werden kann, um beliebige Parameter zu speichern. Insgesamt stehen in diesem Speicher 256 Bytes zur Verfügung. Hinweis: Da das Vorgängermodell eGrabber-2 keinen internen Speicher besitzt, sind die nachfolgenden Funktionen nicht kompatibel.
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Kontrollieren des I/O-Pins Der eGrabber-4plus besitzt einen extern verfügbaren, transistor- getriebenen I/O-Pin, der wahlweise zur Eingabe oder Ausgabe von Steuersignalen dienen kann. Dieser Pin kann mit den folgenden beiden Funktionen kontrolliert werden. Diese Funktion ist beim eGrabber-2 nicht vorhanden.
Digitalisierung des Bilds (Snapshot). Unser Bildformat soll 256 x 256 Bildpunkte betragen. Wir gehen davon aus, daß sich nur ein eGrabber-4plus im Recher befindet. Sollten mehrere Grabber vorhanden sein, wird nur der erste Grabber benutzt. Zuerst wird ein Objekt „...
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#include "pci4grab.h" PCI_GRABBER4 Grabber; // Objekt zum Zugriff auf den Grabber static unsigned char pEWert[256*256*3]; // Speicher fuer EVEN-Bild main () if((Grabber.Max_Device_Number())==0) printf("Es wurde kein eGrabber-4plus gefunden!!") ; exit(1) ; Grabber.Initialize(1) ; // Grabber zuerst initialisieren! Grabber.Set_Channel(1,1) ; // Eingangskanal wählen und delay(100);...
Unter Windows sind keine Änderungen an vorhandener Applikationssoftware notwendig. Es muß jedoch der neue Gerätetreiber für den eGrabber-4plus installiert werden. Der eGrabber-4plus stellt dann die gleichen Leistungsmerkmale zur Verfügung wie der eGrabber-2. Die zusätzlichen Funktionen des eGrabber-4plus können natürlich nicht zusammen mit alter...
An der Stiftleiste X3 sind beim eGrabber-4plus einige neue Signale hinzugekommen. Die Stiftleiste bestitzt daher mehr 6 Pins als die des eGrabber-2. Möchten Sie den eGrabber-4plus in einer bestehenden Applikation als Ersatz für einen eGrabber-2 verwenden, so können Sie einfach die letzten sechs Pins der Stiftleiste X3 mit einem Seitenschneider abtrennen.
Die Farbdarstellung im Windows-Demo-Programm ist stark reduziert. • Prüfen Sie die Einstellung Ihrer Grafikkarte. Um die volle Farbtiefe des eGrabber-4plus darstellen zu können, muß die Grafikkarte auf mindestens 16 Mio. Farben konfiguriert sein. Es ist nur ein blaues Bild zu sehen. •...
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Karten bestimmter Hersteller geeignet ist (z.B. Jumptec, MOPS-Serie). Damit es nicht zu Konflikten mit anderen Komponenten oder Steckern von nicht-kompatiblen Karten kommt, wird der Stecker von Phytec nicht aufgelötet. Beim Einschalten läuft das System nicht richtig hoch oder die grünen Kontroll-LEDs flackern.
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Störungssuche Wie können mehrere eGrabber-4plus gleichzeitig unter Windows’95 betrieben werden? • Unter Windows’95 benutzen alle eGrabber-4plus den gleichen Bildspeicher im Arbeitsspeicherbereich des PCs. Es kann daher Digitalisierungsvorgang einem Zeitpunkt durchgeführt werden. Während ein Grabber digitalisiert, können andere Grabber jedoch angesprochen werden und ihre Parameter ausgelesen oder verändert werden.