| | B. Engenharias - 1. Engenharia - 14. Engenharia | | | DESENVOLVIMENTO DE SOFTWARE PARA CONTROLE E AUTOMAÇÃO DE MEDIDAS DE DESEMPENHO EM SCANNERS RESSONANTES | | | Carolina Silva Avelar 1 (autor) carol@dep.fem.unicamp.br | | Felipe Marcus Carneiro 1 (colaborador) 991760@apollo-11.fem.unicamp.br | | Luiz Claudio Marangoni de Oliveira 1 (co-orientador) marangoni@fem.unicamp.br | | Luiz Otávio Saraiva Ferreira 1 (orientador) lotavio@fem.unicamp.br |
| | 1. Depto. de Mecânica Computacional, Universidade Estadual de Campinas, UNICAMP |
| | INTRODUÇÃO:
Scanners ressonantes são dispositivos dedicados à deflexão de um feixe luminoso de maneira controlada. Tais dispositivos constituem o elemento principal de aplicações complexas como impressoras laser, leitores de códigos de barra, entre outras.
De maneira geral, os principais parâmetros de desempenho de scanners são freqüência(s) de ressonância(s) e a amplitude de deflexão do feixe. Outros parâmetros são o fator de qualidade Q, estabilidade da freqüência de ressonância, linearidade de resposta e vida útil do dispositivo. A identificação destes parâmetros constitui um problema à parte e requer a utilização de instrumentação dedicada e software de controle desenvolvido especificamente para cada tipo de teste.
A identificação dos modos fundamentais de vibração do scanner, obtida a partir da resposta em freqüência do dispositivo, e a verificação de sua linearidade de resposta estão entre os testes mais importantes para desempenho do mesmo. A instrumentação utilizada na caracterização é composta basicamente por gerador de sinais, circuito para detecção da posição do feixe luminoso e osciloscópio digital.
O software apresentado neste trabalho tem como objetivo o controle da instrumentação nos testes de caracterização de scanners ressonantes, minimizando a interferência do usuário no processo e aumentando a precisão e a confiabilidade dos resultados. | | METODOLOGIA:
O software foi implementado utilizando o ambiente computacional VEE Pro 6.0 da Agilent, baseado em programação orientada a objetos e que contém os objetos referentes aos instrumentos utilizados na caracterização dos dispositivos.
Inicialmente três módulos foram desenvolvidos e incorporados a um programa principal: módulo de calibração do sensor de posição - CALIBRA, módulo para obtenção da resposta em freqüência do dispositivo - RESPFREQ, e um módulo para verificação da linearidade de resposta do dispositivo - LINEARITY. Para cada módulo foi desenvolvida uma interface gráfica para possibilitar o acompanhamento das medidas em tempo real.
O módulo CALIBRA tem o objetivo de registrar a tensão elétrica na saída do circuito para cada posição do feixe luminoso sobre o sensor de posição, ajustada manualmente. O resultado é uma curva de calibração utilizada em todos os módulos que necessitem a determinação da posição do feixe.
O módulo RESPFREQ atua sobre o sinal enviado ao scanner controlando sua freqüência e mede a amplitude e fase do feixe luminoso defletido. Uma rotina de controle das escalas de amplitude e freqüência do osciloscópio foi especialmente desenvolvida e incorporada a este módulo permitindo a automação desta medida.
O módulo LINEARITY varia a amplitude do sinal de entrada, em uma freqüência fixa, e mede a amplitude de deflexão do feixe luminoso. | | RESULTADOS:
O software foi testado na caracterização de protótipos fabricados em PCB (Printed Circuit Board) que operam em freqüências da ordem de 80 Hz. Neste teste foram ajustados os parâmetros de temporização e sincronismo entre software e a instrumentação.
Os testes iniciais comprovaram a eficiência das rotinas desenvolvidas. Os resultados da caracterização dos dispositivos encontram-se de acordo com valores previamente obtidos sem as rotinas de automação e controle dos instrumentos. Os testes foram realizados num tempo muito menor e sem a necessidade de intervenção do usuário.
Como forma de validar as rotinas implementadas na caracterização de dispositivos “reais”, vários scanners fabricados em Silício foram caracterizados. Tais dispositivos possuem freqüência de ressonância em torno de 1300 Hz com fator de qualidade típico 300. Os resultados obtidos para estes dispositivos encontram-se de acordo com valores previstos teoricamente e encontrados na literatura.
Medidas que anteriormente levavam em média 2 horas, como a obtenção da resposta em freqüência na região de ressonância, foram realizadas em cerca de vinte minutos com a ajuda do novo software. Além disso, os resultados da caracterização puderam ser visualizados em tempo real, permitindo sua pré-análise durante o experimento. | | CONCLUSÕES:
Os módulos e rotinas desenvolvidas neste trabalho e incorporados ao software principal de caracterização de scanners ressonantes possibilitaram a automação do processo de medidas. Tal automação proporcionou maior agilidade, precisão e confiabilidade no processo de caracterização dos scanners uma vez que a intervenção do usuário durante o experimento foi minimizada.
A interface gráfica implementada para o programa principal concentrou os diferentes testes em um único ambiente, o que tornou o processo de caracterização mais fácil e intuitivo para o usuário. Já a interface gráfica adicionada a cada módulo de teste possibilitou a visualização e pré-análise em tempo real dos resultados da caracterização.
A estrutura modular adotada no desenvolvimento deste software, onde cada módulo corresponde a um tipo de teste, possibilita o desenvolvimento dos módulos de maneira independente, o que facilita grandemente o desenvolvimento de novos testes sem prejuízo de módulos já implementados e consolidados. | | | Instituição de fomento: FAPESP | | | Trabalho de Iniciação Científica | | | Palavras-chave: Controle e automação; Scanners ressonantes; Caracterização. |
|
Anais da 56ª Reunião Anual da SBPC - Cuiabá, MT - Julho/2004 |