Control automático de velocidad para un motor DC mediante procesamiento de imágenes

Abstract

El constante avance de las empresas en Colombia (que su mayoría pertenecen al sector privado) facilita el empleo de nuevos métodos y tecnologías para mejorar la productividad y calidad. Sin embargo aún es un problema la falta tecnologías en control digital que cumplan con los requerimientos específicos de las empresas en los distintos sectores industriales, por lo que se hace cada vez más necesario el desarrollo e implementación de sistemas más universales. Por lo anterior se pensó en la realización de este proyecto, en donde se desarrolló un sistema que mediante el procesamiento de imágenes desde una cámara web permite generar acciones de control de velocidad de un motor DC en un sistema cuyo fin principal es meramente el estudio académico. Esto fue posible mediante un control en lazo cerrado, cuya variable de retroalimentación fue la velocidad de giro del motor determinada en el procesamiento de imágenes en un disco acoplado solidariamente al eje del motor. El montaje consta de un motor DC controlado por PWM que es generado en un microcontrolador, el cual a su vez es alimentado con información proveniente de un sistema de cómputo en el que se realiza el reconocimiento de imágenes, toma de decisiones, entrada de datos requeridos, etc. Por medio de una cámara web se capturan las imágenes de un disco (en blanco y negro) montado sobre el eje del motor. Dependiendo de la velocidad de captura (entre imágenes) y la diferencia en la posición de una marca intencional en el disco, se determina el ángulo recorrido y la velocidad del motor. Los datos de la velocidad de rotación del disco en cada ciclo son comparados con el punto de consigna definido por el usuario y se ejecutan las acciones pertinentes para lograr el control y la estabilidad del sistema.

The steady growth of companies in Colombia (which mostly belong to the private sector) facilitates the use of new methods and technologies to improve productivity and quality. But it is still a problem the lack digital control technologies that meet the specific requirements of companies in different industries, so it becomes increasingly necessary to the development and implementation of universal systems. Therefore, it was thought in the realization of this project, which developed a system by processing images from a web camera to generate control actions of a DC motor speed in a system whose primary purpose is purely academic study. This was made possible by a closed-loop control, which was the feedback variable motor speed determined in the image processing on a disk integrally attached to the motor shaft. The assembly consists of a PWM controlled DC motor which is generated in the microcontroller, which in turn is fed information from a computer system which performs image recognition decision making required input etc.. Through a web camera captures the images on a disc (black and white) mounted on the motor shaft. Depending on the capture rate (between frames) and the difference in the position of a mark on the disc intentional, path angle is determined and the engine speed. The data from the disk rotational speed at each cycle are compared with the setpoint defined by the user and run the necessary actions to achieve control and system stability.