Automatizzare il David laser Scanner?

Sono notevoli i vantaggi apportati dall'automazione del sistema David Laser Scanner, primo fra tutti la maggiore accuratezza.

Grazie ad Arduino e pochi altri semplici componenti è possibile automatizzare David Laser Scanner!

In questa modalità deve essere calibrato un asola volta all'inizio, poi è possibile operare senza pannelli di riferimento.

Grazie a questo metodo è possibile creare scansioni di qualità superiore che è impossibile ottenere con metodi manuali.

 

Per fare questo si usa un set di calibrazione composto da un paio di pannelli ortogonali su cui sono state stampate delle mire che il software è istruito a riconoscere.

Una volta effettuata la scansione due cose devono rimanere immutate e queste sono la posizione esatta della telecamera ed il set di calibrazione, invece l'oggetto e la lama laser si possono muovere liberamente.

Questo sistema è estremamente pratico, poiché il laser può essere movimentato a mano, quindi senza complesse operazioni e apparecchiature è possibile compiere scansioni di tutto rispetto nel modo più diretto e semplice possibile.

Tuttavia seppur diretto e conveniente questo metodo non può essere una soluzione sempre valida ed i limiti si notano su più fronti.

Il primo grande limite consiste nel fatto che questo metodo di base non può essere usato per rilevare oggetti dietro ai quali non si può piazzare un set di calibrazione e che non possono essere mossi.

Un secondo grande limite è che questo metodo non permette di avvicinarsi molto agli oggetti da rilevare. Dal momento che è cruciale poter riprendere l'oggetto dalla distanza minima possibile si capisce che per determinati generi di scansioni questo è un limite molto sconveniente.

Nei fotogrammi con questo metodo devono essere presenti due spezzoni di linea retta sui due pannelli di sfondo rispettivamente a destra e sinistra dell'oggetto, avvicinandosi troppo queste linee non vengono viste ed il sistema non può compiere il calcolo.

Ritorniamo al punto della calibrazione.

E' possibile compiere una calibrazione in cui oltre a riconoscere i punti di riferimento il software viene settato per rilevare anche il volume del set di calibrazione e registrare il movimento laser.

Calibrando il sistema con questa modalità, che chiameremo da qui in poi "panel less", sarà poi possibile eliminare i pannelli di calibrazione e proseguire a far scansioni.

Questo sarà possibile poiché con i dati raccolti dal software i punti di riferimento in questo modalità sono diversi.

In questo caso i tre punti fermi sono la posizione della telecamera, la posizione del laser e, cosa molto importante, il movimento del laser.

Quest'ultimo deve essere immutato ed identico ogni volta, ovvero dovrà essere sempre perfettamente uguale a quello registrato durante la calibrazione.

Ed è questa la parte un po più difficile.

Naturalmente esiste una via di mezzo, ovvero si può movimentare il laser con un motore od altro meccanismo, ma se non si si può creare un movimento ripetibile e perfetto, bisognerà accontentarsi di dover continuare ad usare anche i pannelli di calibrazione.

Questa soluzione intermedia è comunque migliore del metodo manuale, è validissima quando non è necessario avvicinarsi molto all'oggetto ed è possibile usare i pannelli.

Per poter creare un movimento ripetibile, fluido e lento è necessario usare un motore passo passo (o servo, ma parlerò solo dei passo dato che sono più adatti in questa situazione) in combinazione con un buon moto riduttore epicicloidale.

Il blocco motore e riduttore è il componente che è in grado di posizionare e muovere fisicamente il laser sempre nello stesso modo.

Per poter controllare il motore occorre un controller passo passo, questo a sua volta deve essere gestito da un controller che sia in grado di comunicare con il software David Laser Scanner.

Questo controller intermedio è Arduino, un congegno elettronico open source hardware e software, vanto della creatività italiana nel mondo, economico e facilmente programmabile, molto versatile, potente e sofisticato.

Arduino è un controller ottimale per questo scopo, ha tutte le caratteristiche giuste per svolgere bene il lavoro, la scheda Arduino UNO, una delle più recenti, è compatibile con David Laser Scanner.

Arduino UNO si connette al PC con un cavo USB e viene visto su una porta seriale virtuale dopo aver installato il suo driver.

In conclusione il motore va collegato al controller CNC (un unico asse è sufficiente) al quale va opportunamente collegato Arduino, che a sua volta va collegato al PC e dunque infine al David Laser Scanner per mezzo della porta COM virtuale.

Un software di gestione da installare su Arduino permetterà di far interagire David con la sua estensione motorizzata.

Questo è lo scenario generale, nei dettagli occorrono una manciata di componenti elettronici semplici, i due controller menzionati ed un minimo di dimestichezza con i circuiti elettronici.

Gli ingredienti fondamentali per creare un kit David Laser Scanner con motorizzazione sono:

• Software David laser Scanner USB PRO

• Software di comunicazione con Arduino UNO (da installare su Arduino)

• Telecamera (sempre meglio se industriale con CCD B/N ed ottica fotografica, vedi nel nostro negozio i tre modelli disponibili)

• Set di calibrazione (varie misure per oggetti di dimensioni diverse)

• Modulo laser a linea, il più fine e brillante possibile (se con telecamera a colori è meglio che sia verde)

• Controller Arduino UNO

• Controller CNC ad un asse

• Display LCD

• Potenziometri

• Condensatori

• Resistenze

• Diodi

• Connettori jack

• Interruttori on-off-on

• Pulsanti

• Alimentatore

• Cavetteria

• Riduttore epicicloidale con rapporto da 60:1 fino a 100:1

• Motorino passo passo

• Ruota con fermo per il laser

• Elastico

• Scatole per elettronica e motore

• Piastre per fissare i vari pezzi

• Circuito stampato o mille fori

• Stativo fotografico

• Staffa adeguata per posizionare e bloccare telecamera e laser motorizzato su uno stativo fotografico

L'alimentatore deve essere a 9 v. stabilizzato.

Il motore passo passo può essere piccolo e senza pretese di grandi coppie, infatti deve muovere poco più che se stesso, la ruota ed il modulo laser sono poco più che un appendice del sistema e non oppongono alcuno stress particolare.

Il tutto va montato in una scatola per l'elettronica, il motore è meglio montarlo in una sua scatola, anche se non necessario.

Nel nostro negozio trovi tutto il necessario a costruire il tuo sistema motorizzato, per maggiori informazioni scrivici o telefonaci.