Modelatge i disseny d'un sistema ball & plate

Abstract

Aquest projecte consisteix a la fabricació d’un sistema de control Ball&Plate. La maqueta Ball&Plate consisteix en un pla amb dos graus de llibertat, i una pilota que es mou a través del pla. La finalitat del sistema és controlar la posició de la pilota al pla inclinat. Per aconseguir-ho, es llegeix el centre de la bola mitjançant un algoritme de processat de imatge, que s’obtenen a través d’una càmera web. Un cop obtingut el centre, s’estudien diferents variables (posició de la pilota, posició desitjada, velocitat...) per determinar quina serà la nova inclinació del pla per aconseguir portar la pilota fins la posició desitjada. Estudiant la maqueta, podem dir que aquest projecte es divideix en dues parts bastant diferenciades: una part de visió, on estudiarem l’adquisició i el processament d’imatges capturades per una càmera web de forma constant; i una part de control. El gruix d’aquest projecte és aquesta part de control. El moviment de la plataforma es dur a terme a través de dos servomotors de corrent continu, anomenats micro-servos, que es controlen mitjançant senyals PWM provinents des del microcontrolador Arduino UNO R3. Els servomotors s’alimenten directament a través de l’Arduino a 3.3 V. Per poder controlar de forma adient la posició de la bola, s’ha creat un algorisme per detectar la posició d’aquesta en tot moment Tota la part de programació, tant del processat de la imatge com de la part de control, passant pels codis principals de definició de variables, s’han desenvolupat en llenguatge de programació M, un llenguatge propi del nostre software MATLAB. Aquest programa està dissenyat per realitzar tot tipus de càlculs i operacions numèriques treballant amb matrius.