ACTUALIZACIÓN DEL HARDWARE DEL EQUIPO DIDÁCTICO BOLA SOBRE PLATAFORMA INCLINADA.

Abstract

Este trabajo detalla la actualización del sistema usado para controlar la posición de una bola sobre una plataforma, buscando mejorar el funcionamiento del sistema en general, así como el control del mismo, usando como referencia las pruebas realizadas sobre el sistema y los resultados obtenidos en trabajos anteriores sobre éste. El sistema usa visión artificial para determinar la posición de la bola, mientras que la actuación del sistema, correspondiente a la inclinación de la plataforma respecto a los ejes x e y, es regulada por dos servomotores BLDC con controladores independientes. La actualización consiste principalmente en el reemplazo del control y procesamiento efectuado en conjunto por un computador de instrumentación y uno externo de control, comunicados en forma serial, por un solo computador de control y supervisión. La medición de la posición de la bola, realizada mediante procesamiento de imágenes en el computador de instrumentación, las que son obtenidas con una cámara análoga y una interfaz digitalizadora de vídeo, se cambia por una cámara digital GigE y procesamiento de imágenes mediante software LabVIEW. El procesamiento consiste en el cambio de ganancia del valor de luminiscencia de los píxeles de cada imagen, la rotación de ésta en casi 180?, la aplicación de una función de detección de círculos y la calibración de los resultados para que coincidan con las coordenadas del mundo real. La actuación sobre la inclinación de la plataforma conserva ambos servomotores con sus respectivos controladores, pero se cambia la configuración de funcionamiento de estos últimos para recibir seales de referencia de actuación análogas, en vez de recibirlas por comunicación serial, definiéndose la relación entre los voltajes de referencia y la inclinación de la plataforma. Además se incluye una nueva secuencia de inicio, se configura la protección de límites de movimiento y se disea un circuito para determinar la posición angular efectiva de la plataforma a partir de las seales de los sensores de efecto Hall de los servomotores. Finalmente, el desempeo del nuevo sistema se prueba por medio de una estrategia de control PD descentralizada implementada en el software LabVIEW, controlador que es programado en conjunto con la rutina de análisis de imágenes para la medición de posición de la bola, obteniéndose un método de control que permite un tiempo de muestreo de 50 [ms]. Al introducir modificaciones en el controlador PD para mejorar la respuesta, se consigue un error estacionario de control de alrededor de un 5% para la posición de la bola en un punto fijo en la plataforma, logrando compensar perturbaciones manuales y condiciones variadas de iluminación. Los resultados permiten expandir las pruebas asignando a la bola distintas trayectorias geométricas como referencia de movimiento sobre la plataforma, de las cuales se logran de forma aceptable las referencias de movimiento rectangular y elíptica.