Development of an optical accelerometer with a DVD pick-up head

Chu, Chih‐Liang; Lin, Cha-Hao

doi:10.1088/0957-0233/16/12/014

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“…Este DVD lo introdujeron en una unidad de DVD extraída de un computador a la cual adjuntaron un panel. Chu & Lin (2005) desarrollaron un acelerómetro óptico que dirigía el láser de una unidad de DVD sobre la masa sísmica y utilizaba la señal de error de enfoque (FES) detectada por el fotodiodo de cuatro cuadrantes para medir el desplazamiento de la masa sísmica respecto a la base del acelerómetro. Más adelante, desarrollaron un acelerómetro óptico bi-dimensional usando este mismo concepto.…”

Section: Otras Aplicacionesunclassified

Reciclaje Tecnológico al Servicio de la Ciencia

Cardona

Ortiz

Restrepo

2010

TecnoL.

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Resumen:En este trabajo se hace una revisión de los desarrollos científicos logrados a partir del reciclaje tecnológico de partes de computador, más específicamente, de unidades de CD/DVD y ratones. Estos elementos, que con frecuencia son desechados generando serios problemas de contaminación ambiental, son en sí mismos elementos sofisticados y de gran precisión, que al ser producidos en masa pueden adquirirse a muy bajo costo. Estas características los convierten en equipos interesantes para trabajos de investigación científica que buscan alternativas simples, de bajo costo y miniaturización de equipos (laboratorio en un chip). Microscopios, interferómetros, escáneres, odómetros, manómetros, péndulos, codificadores, entre otros, son los desarrollos que se han logrado a partir de la reutilización de estos elementos. Aquí se muestra el principio de funcionamiento de estas partes de computador, las aplicaciones a que han sido objeto desde su invención y otros campos de aplicación potenciales como conclusión de la revisión realizada. Palabras clave:Reciclaje tecnológico, ratón, CD/DVD, laboratorio en un chip, bajo costo.

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Section: Otras Aplicacionesunclassified

Reciclaje Tecnológico al Servicio de la Ciencia

Cardona

Ortiz

Restrepo

2010

TecnoL.

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“…It is a considerable extension of an earlier paper [5] dealing with a similar device but restricted to 1D only. In the awarded paper, not only is the extension to 2D presented, but also a thorough analysis of the system's performance is given.…”

mentioning

confidence: 93%

An adaptive sampling and windowing interrogation method in PIV

Theunissen

Scarano

Riethmuller

2006

Meas. Sci. Technol.

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This study proposes a cross-correlation based PIV image interrogation algorithm that adapts the number of interrogation windows and their size to the image properties and to the flow conditions. The proposed methodology releases the constraint of uniform sampling rate (Cartesian mesh) and spatial resolution (uniform window size) commonly adopted in PIV interrogation. Especially in non-optimal experimental conditions where the flow seeding is inhomogeneous, this leads either to loss of robustness (too few particles per window) or measurement precision (too large or coarsely spaced interrogation windows). Two criteria are investigated, namely adaptation to the local signal content in the image and adaptation to local flow conditions. The implementation of the adaptive criteria within a recursive interrogation method is described. The location and size of the interrogation windows are locally adapted to the image signal (i.e., seeding density). Also the local window spacing (commonly set by the overlap factor) is put in relation with the spatial variation of the velocity field. The viability of the method is illustrated over two experimental cases where the limitation of a uniform interrogation approach appears clearly: a shock-wave–boundary layer interaction and an aircraft vortex wake. The examples show that the spatial sampling rate can be adapted to the actual flow features and that the interrogation window size can be arranged so as to follow the spatial distribution of seeding particle images and flow velocity fluctuations. In comparison with the uniform interrogation technique, the spatial resolution is locally enhanced while in poorly seeded regions the level of robustness of the analysis (signal-to-noise ratio) is kept almost constant.

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“…Cuando se revisa el estado del arte, se encuentran aplicaciones de las unidades de CD en perfilometría [2]- [8], en microscopía de barrido [9], en microscopía de fuerza atómica [10] - [14], para desarrollar un velocímetro [15], [16], para desarrollar un interferómetro de Fizeau multifase homodino [17], para medir rectitud [18], para el desarrollo de una micro-máquina de medición por coordenadas [19] [20], para crear un pulsador electrónico [21], para desarrollar un aceleróme-tro óptico [22][23], en el desarrollo de una sonda táctil tridimensional [24], para desarrollar un biosensor óptico [25], un sistema de análisis celular [26], un sistema de micro-espectroscopia de Rhaman miniaturizado [27], para medir eventos vinculantes bio-moleculares [28], en citometría [29]- [31], para análisis de micro-estructuras [32], en la detección óptica para chips de ADN [33][34], en la detección de bio-información a partir de un bio-chip [35], para desarrollar un autocolimador [36], para detectar drogas y uniones en células biológicas [37].…”

Section: Introductionunclassified

Control PID tipo fraccional para la posición del cabezal de una unidad de CD para aplicaciones en microscopia óptica

Valencia¹,

Cardona²

2012

Iteckne

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Resumen-En este artículo se diseña un control PID tipo fraccional para la posición del cabezal de una unidad de CD que se piensa emplear en el desarrollo de un microscopio óptico motorizado. En dicha aplicación se reemplazará el disco o CD por una placa con la muestra que va a ser estudiada, y se usará el cabezal de la unidad para iluminar la muestra. Con el controlador diseñado se busca que no haya dependencia del subcó-digo escrito en un CD para determinar la posición del cabezal, para lo cual se usará un ratón de computador como sensor de posición. También se busca un control que mejore el desempeño del sistema y que sea robusto frente a las incertidumbres en el modelo de la planta, razón por la cual se empleará un control tipo fraccional (PI^λD^μ) y se ajustarán los parámetros K_p, K_i, K_d, λ, μ con cinco especificaciones de robustez. Para la sintonización del control se utiliza la toolbox de optimización de Matlab con la función fmincon. Al final del artículo se presentan los resultados en simulación, se concluye sobre la resolución obtenida, la robustez del controlador y la viabilidad del sistema de control para ser empleado en un microscopio.Palabras clave-Control de posición, Control Fraccional, Control Robusto, Microscopía óptica, ratón óptico, unidad de CD.Abstract-On this work a fractional PID controller is designed for a CD pickup head position control that is intended to use in the development of a motorized optical microscope. In such an application the disk or CD would be replaced by a plate with the sample to be studied, and the pickup head would be used to illuminate the sample. The controller is designed in such a way that there is no dependence on a CD written subcode to determine the position of the head, and for this, a computer mouse is used as a position sensor. We also look for the controller to improve the system performance and to be robust against model uncertainties of the plant, that is why we use a fractional controller PI^λ D^μ and adjust the parameters K_p, K_i, K_dλ and μ according to five robustness rules. For tuning the control we use the Matlab optimization toolbox together with fmincon function. At the end of the paper we present the simulation results, concluding about the resolution obtained, the robustness of the controller and the viability of the control system to be used in a microscope.

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Development of an optical accelerometer with a DVD pick-up head

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Reciclaje Tecnológico al Servicio de la Ciencia

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An adaptive sampling and windowing interrogation method in PIV

Control PID tipo fraccional para la posición del cabezal de una unidad de CD para aplicaciones en microscopia óptica

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