Scanner 2D para aplicaciones de imágenes sub-THz

Abstract

[ES] La espectroscopia de imagen de terahercios es una técnica emergente. La radiación que emplea es capaz de penetrar la mayoría de los materiales no polares o metálicos. Una amplia variedad de materiales dieléctricos que son opacos o altamente dispersores de las frecuencias ópticas son, en cambio, transparentes a las frecuencias de terahercios. Este tipo de medida se puede aplicar para detectar defectos en materiales, cuadros o pinturas. Actualmente, el escaneo de imágenes de terahercios se realiza con un sistema de posicionamiento manual, lo que dificulta la obtención de movimientos precisos y repetibles. Por ello, existe la necesidad de implementación de una solución para realizar dichas imágenes con un sistema de movimiento automático y de bajo coste. El presente proyecto consiste en el diseño y programación de un sistema de control para una mesa XY, incluyendo la elección de cada uno de los componentes que forman el sistema: motores, microcontrolador, controlador de motores y el software para la interfaz de usuario. El sistema se ha diseñado y programado específicamente para esta aplicación, integrando todos los componentes en un circuito electrónico sencillo. El programa diseñado para el microcontrolador se encarga de recibir unos comandos (que se envían a través de la interfaz gráfica), e interpretarlos para realizar el movimiento de los motores requerido por el usuario. Por otra parte, se ha desarrollado una interfaz gráfica que permite al usuario establecer, desde una aplicación ejecutable en el ordenador, los parámetros de movimiento para que el escáner pueda captar las imágenes correspondientes (distancia a recorrer en los ejes X e Y, tiempo de espera para captar la imagen, y distancia entre medidas). También permite realizar un ajuste manual, para indicar la posición inicial del barrido de dicho escáner. Se trata pues de un diseño completamente personalizado en cuanto a software y hardware, que proporciona una solución precisa al problema planteado, que es el diseño y la programación del control de movimiento de una mesa XY.

[EN] Terahertz imaging spectroscopy is an emerging technique. The radiation it employs is capable of penetrating most nonpolar or metallic materials. A wide variety of dielectric materials that are opaque or highly dispersive at optical frequencies are instead transparent at terahertz frequencies. This type of measurement can be applied to detect defects in materials, pictures or paintings. Currently, terahertz image scanning is done with a manual positioning system, which makes it difficult to obtain precise and repeatable movements. For this reason, there is a need to implement a solution to scan that images with an automatic and low-cost movement system. This project consists of the design and programming of a control system for an XY table, it also includes the choice of each of the components that make up the system: motors, microcontroller, motor controller and the software for the user interface. The system has been designed and programmed specifically for this application, integrating all the components in a simple electronic circuit. The program that has been designed for the microcontroller is in charge of receiving some commands, which are sent through the graphical interface, and interpreting them to carry out the movement of the motors required by the user. On the other hand, a graphic interface has been developed that allows the user to establish from an executable application on the computer the movement parameters so that the scanner can capture the corresponding images (distance to travel in the X and Y axes, waiting time for capture the image and distance between measurements), as well as perform a manual adjustment to indicate the initial position of the sweep of the scanner. It is therefore a completely customized design in terms of software and hardware that provides a precise solution to the problem that is the design and programming of the movement control of an XY table.