Diseño y desarrollo de un sistema integrado de iluminación para la realización de demostraciones comerciales de productos en Photonic Sensors and Algorithms S.L.

Abstract

[ES] En Photonic Sensors and Algorithms S.L. donde el alumno se encuentra realizado prácticas, se desarrollan cámaras 3D de una sola lente que permiten medir profundidad y obtener una imagen 2D simultáneamente.

Actualmente se utiliza, tanto internamente como en ferias, un domo de iluminación comercial para demostrar estas capacidades. La solución, por su diseño estandarizado, presenta limitaciones de espacio y flexibilidad, resultando costosa y poco adaptable a nuestras necesidades. Para mejorar esta situación se plantea diseñar y construir un sistema mecatrónico integrado de iluminación.

Mecánicamente realizaremos un rediseño del domo actual, modelando todas las piezas necesarias para su fabricación y ensamblaje y un túnel de iluminación que sea a capaz de controlar una cinta transportadora, ambos fabricados en impresión 3D. El diseño mecánico se realizará utilizando SolidWorks para garantizar precisión y eficiencia del ensamblaje.

Ambos dispositivos serán compatibles con un mismo módulo de control.

Eléctrica y electrónicamente se diseñarán las correspondientes PCBs para garantizar una iluminación uniforme y ajustable. El módulo de control intercambiable se basa en la Raspberry Pi Pico (RP2040). Se implementará un conector USB-C, incluyendo capacidad de Power Delivery para suministrar hasta 20V y 3A; con la capacidad de detectar el dispositivo conectado para suministrar la alimentación necesaria.

La regulación de la intensidad de alimentación se realiza mediante señal PWM sobre un transistor de control. La señal PWM, emitida por la RP2040, presenta dos modos de control: mediante potenciómetros (regulación analógica), o a través de comandos enviados (control digital) bien por puerto serie o mediante las cámaras, ya que integraremos un conector específico para ello.

El proyecto implica, por tanto, el diseño, desarrollo y prueba de tanto las piezas mecánicas, elementos de tracción y electrónica de control (hardware y firmware) para proporcionar una solución integrada y personalizada que mejore la calidad y adaptabilidad de las demostraciones.

[EN] At Photonic Sensors and Algorithms S.L., where the student is doing an internship, single-lens 3D cameras are being developed to measure depth and obtain a 2D image simultaneously.

A commercial lighting dome is currently being used, both internally and at trade fairs, to demonstrate these capabilities. The solution, due to its standardized design, has limitations of space and flexibility, making it costly and not very adaptable to our needs. To improve this situation we propose to design and build an integrated mechatronic lighting system.

Mechanically, we will redesign the current dome, modeling all the necessary parts for its manufacture and assembly and a lighting tunnel capable of controlling a conveyor belt, both manufactured in 3D printing. The mechanical design will be done using SolidWorks to ensure accuracy and efficiency of the assembly.

Both devices will be compatible with the same control module. Electrically and electronically, the corresponding PCBs will be designed to ensure uniform and adjustable lighting. The interchangeable control module is based on the Raspberry Pi Pico (RP2040). A USB-C connector will be implemented, including Power Delivery capability to supply up to 20V and 3A; with the ability to detect the connected device to supply the necessary power. The power supply intensity is regulated by means of a PWM signal on a control transistor. The PWM signal, emitted by the RP2040, has two control modes: through potentiometers (analog regulation), or through commands sent (digital control) either by serial port or through the cameras, since we will integrate a specific connector for this purpose. The project involves, therefore, the design, development and testing of both mechanical parts, traction elements and control electronics (hardware and firmware) to provide an integrated and customized solution that improves the quality and adaptability of the demonstrations.