Cómo funcionan estos sistemas de presentación láser

Según camtech hay dos tipos de configuraciones de actuadores (imán móvil y bobina móvil) y dos tipos de sistemas de detección de posicionamiento (óptico y capacitivo) comúnmente utilizados para galvanómetros que llevan espejos láser:

  

El propio galvo tiene dos partes principales: el actuador que manipula la carga del espejo y el detector de posición integral que proporciona información de la posición del espejo al sistema de circuito cerrado. Las configuraciones de dos actuadores comúnmente sirven a los sistemas de alto rendimiento de hoy.

     

El imán móvil, en el cual el imán es parte del rotor y la bobina es parte del estator, proporciona las frecuencias más altas de resonancia del sistema debido a su diseño de rotor uniforme. La bobina móvil, en la cual la bobina es integral al rotor y en la que el imán es parte del estator, ofrece la mayor relación de par a inercia y la mayor eficiencia de torsión.

     

En los dos tipos comunes de detectores de posición, el elemento detector se mueve como parte de la estructura del rotor galvo. En el diseño capacitivo dieléctrico en movimiento, una fuente de radiofrecuencia impulsa dos capacitores variables, y las corrientes diferenciales rectificadas resultantes informan la posición del actuador y espejo galvo. En los nuevos diseños de detectores de posición ópticos, una fuente de luz ilumina partes de cuatro fotocélulas. Entre la fuente de luz y los receptores, una forma similar a una mariposa en movimiento proyecta más o menos sombra en los pares de las celdas del receptor. Las corrientes resultantes informan la posición del actuador galvo y el espejo.

     

El diseño del detector de posicionamiento define en gran medida la precisión de posicionamiento del sistema, y sus características de frecuencia inercial y resonante afectan la velocidad del sistema. Las características compactas, de bajo ruido y baja inercia de los detectores ópticos de posición patentados de Cambridge Technology Inc. ofrecen mayor velocidad, menor tamaño y menor costo en comparación con los dispositivos capacitivos, sin sacrificar la precisión ni la estabilidad. Además, algunos detectores capacitivos pueden emitir un ruido eléctrico de RF que puede interferir con los componentes electrónicos cercanos del sistema, mientras que este ruido se elimina con los detectores ópticos de posición.

La página de eBay a la que se vincula no detalla qué construcción interna tienen los galvanómetros (ni el tipo de actuador ni el tipo de detector de posición), pero sí dice el controlador PID para el circuito de retroalimentación.

No es un motor, es un galvanómetro: un sistema que produce una deflexión proporcional a la corriente. Es muy diferente de un motor paso a paso, ya que no hay "pasos" discretos.

Una página web para una unidad galvo profesional de ejemplo: enlace

Eso tiene la cortesía de explicar cómo funciona

  

La orientación (posición) angular del espejo se codifica ópticamente utilizando una serie de fotocélulas y una fuente de luz, ambas integradas en el interior de la carcasa del galvanómetro. Cada orientación del espejo corresponde a una proporción única de señales de los fotodiodos, que permite el funcionamiento en circuito cerrado del sistema de espejo galvo

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El circuito del servocontrol del derivado proporcional (PD) interpreta las señales del sistema de detección de posición óptica dentro del motor y luego produce la tensión de activación necesaria para rotar el espejo a la posición deseada.

y también la precisión angular de 0.0008 ° (15 µrad) si utiliza su fuente de alimentación limpia especial.

La unidad de espectáculo de luz no especifica una resolución angular, solo la velocidad del escáner en "puntos por segundo" .

De acuerdo con este tipo, un galvanómetro de circuito cerrado le da una señal de retroalimentación que puede usar para Detectar la posición actual de la armadura.
Por lo tanto, envía una señal al galvanómetro que representa la posición que debe tomar, luego amplifica la diferencia entre la señal de realimentación y la señal aplicada para corregir la posición hasta que coincida con la posición deseada.

El ejemplo que vinculé utiliza una retroalimentación capacitiva, pero también hay sistemas ópticos y sistemas basados en potenciómetros.

Entonces, realmente es un galvanómetro y no un tipo de servo u otro motor.

Ese sitio también incluye detalles sobre cómo construir y usar el detector de posición y el circuito de retroalimentación necesario. También hay muchos términos técnicos y abreviaturas que pueden ayudar a encontrar especificaciones más útiles en unidades comerciales.

La precisión y la repetibilidad dependerán de las partes mecánicas (rodamientos) y de los niveles de ruido en los circuitos de control. No pude encontrar nada sobre eso. Creo que necesitas buscar información en los patrones de prueba de ILDA para comenzar en esa dirección.

La resolución angular dependerá (en parte) de la resolución del DAC que esté utilizando para impulsar el galvanómetro y también de la electrónica de conducción y los circuitos de realimentación. También dependerá del ángulo de escaneo. El ángulo de escaneo dividido por la cantidad de bits de su DAC le dará La resolución teórica del escáner.

Para obtener los 50 micrones que necesita a 3 cm de distancia, necesitará una precisión angular de aproximadamente 0.095 grados. Dada una desviación máxima de 40 grados (encuentro notas que es el máximo para sistemas de bucle cerrado) entonces eso es solo unos 420 pasos; un DAC de 10 bits debería ser suficiente, aunque veo unidades disponibles que permiten una entrada digital de hasta 24 bits.

Puntos por segundo es una medida de qué tan rápido puede responder el galvanómetro a los cambios de ángulo.