El diseño y producción del sistema se puede llevar a cabo de acuerdo con los siguientes pasos:
Diseñe el sistema de control de posición del punto rojo:
Elija un puntero láser rojo adecuado y fíjelo en un cardán bidimensional controlado electrónicamente.
Utilice motores y codificadores para controlar el movimiento horizontal y vertical del cardán controlado electrónicamente.
Diseñe un circuito de control que pueda controlar el movimiento del motor ingresando una señal de control, controlando así la posición del punto de luz roja.
Asegúrese de que el circuito de control pueda recibir información de la posición del objetivo de la entrada del usuario y convertirla en las señales de control del motor correspondientes.
Diseñe el sistema de control de posición del punto verde:
Elija un puntero láser verde adecuado y fíjelo en otro cardán 2D controlado electrónicamente.
Utilice motores y codificadores para controlar el movimiento horizontal y vertical de la panorámica/inclinación controlada electrónicamente, que es lo mismo que el sistema de control de posición del punto rojo.
Diseñe un circuito de control que pueda controlar el movimiento del motor ingresando una señal de control, controlando así la posición del punto de luz verde.
Asegúrese de que el circuito de control pueda recibir la señal del sistema de control de posición del punto rojo, juzgue si el objetivo está dentro del rango del punto rojo y controle la posición del punto verde en consecuencia.
Estructura y colocación del sistema:
El sistema de control de posición de punto rojo y el sistema de control de posición de punto verde están respectivamente instalados en la plataforma de control eléctrico bidimensional.
Coloque el sistema de control de posición del punto rojo en la posición de la Figura 1(a) y asegúrese de que pueda girar libremente tanto en dirección horizontal como vertical.
Coloque el sistema de control de posición del punto verde en la posición de la Fig. 1(a) y asegúrese de que pueda girar libremente en dirección horizontal y vertical.
Sistema de control y seguimiento automático:
Diseñe una interfaz de usuario que pueda ingresar información de la posición del objetivo y pasarla al sistema de control de posición del punto rojo.
Después de que el sistema de control de posición del punto rojo recibe la información de la posición del objetivo, la convierte en la señal de control del motor correspondiente, de modo que el punto rojo se mueve a la posición del objetivo.
El sistema de control de posición del punto de luz verde recibe la señal del sistema de control de posición del punto de luz roja y juzga si el objetivo está dentro del alcance del punto de luz roja.
Si el objetivo está dentro del rango, el sistema de control de posición del punto verde enviará la señal de control del motor correspondiente al punto verde para que siga automáticamente la posición del objetivo.
Si el objetivo está fuera de rango, el sistema de control de posición del punto verde dejará de enviar señales de control del motor y el punto verde dejará de seguir.
El plan específico es el siguiente:
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Función de reinicio de la posición del objetivo de movimiento:
- Algoritmo: use el algoritmo de control PID para ajustar el movimiento del motor midiendo el error de distancia entre el punto de luz roja y el origen, de modo que el error entre el centro del punto de luz y el origen sea ≤2 cm.
- Sensor de hardware: use un sensor fotoeléctrico o una cámara para detectar la distancia entre el punto rojo y el origen.
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Sistema de control de objetivo de movimiento:
- Algoritmo: use el algoritmo de control de velocidad para controlar el movimiento del motor de acuerdo con la ruta de movimiento preestablecida y los requisitos de velocidad, de modo que el punto de luz roja se mueva en el sentido de las agujas del reloj durante una semana a lo largo del perímetro de la pantalla.
- Sensor de hardware: use un sensor fotoeléctrico o una cámara para detectar la distancia entre el punto rojo y la línea lateral.
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Prueba de papel de destino A4:
- Algoritmo: use un algoritmo de procesamiento de imágenes para detectar la posición y el ángulo del papel de destino A4 a través de la tecnología de reconocimiento de imágenes.
- Sensor de hardware: use una cámara para capturar imágenes de papel de destino A4.
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Sistema de seguimiento automático:
- Algoritmo: use el algoritmo de control de retroalimentación para ajustar el movimiento del motor midiendo la distancia entre el punto de luz rojo y el punto de luz verde, de modo que el punto de luz verde siga la posición del punto de luz rojo.
- Sensor de hardware: use un sensor fotoeléctrico o una cámara para detectar la distancia entre el punto de luz rojo y el punto de luz verde.
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Tecla de pausa y funciones de medición:
- Algoritmo: Diseñe un botón de pausa. Después de presionar el botón, detenga el movimiento del motor y mida la distancia del centro del punto de luz.
- Sensor de hardware: use un sensor fotoeléctrico o una cámara para medir la posición del punto de luz rojo y el punto de luz verde.
El sensor de la pieza de hardware se puede seleccionar de acuerdo con la situación específica, y el sensor fotoeléctrico puede usar un interruptor fotoeléctrico o una combinación de un fotodiodo y una fotorresistencia. La cámara puede elegir una cámara USB de alta resolución o un módulo de cámara Raspberry Pi. El circuito de control puede implementarse mediante un microcontrolador o una microcomputadora de un solo chip, y el cálculo del algoritmo de control y la salida de la señal de control del motor se realizan de acuerdo con la señal de salida del sensor. Al mismo tiempo, el módulo de sonido y el módulo LED se pueden utilizar para realizar la función de indicación de sonido y luz.