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REPUBLICA BOLIVARIANA DE VENEZUELA
VICE-RECTORADO ACADEMICO
UNIVERSIDAD FERMIN TORO
CABUDARE - EDO. LARA
DESARROLLO DE UN PROTOTIPO DE PROYECTOR LASER
PARA VISUALIZAR IMÁGENES GEOMETRICAS EN TERCERA
DIMENSION BASADO EN TECNOLOGIA HOLOGRAFICA
Alumno: Sebastian A. Boscarino C.
Exp: 20051-0038
C.I: 17.080.292
FEBRERO DEL 2017
CAPITULO I
PLATEAMIENTO DEL PROBLEMA
Descripción
Los medios visuales son básicos para el eficaz tratamiento de las ideas. Han sido empleados
por el hombre desde el comienzo de su existencia y hoy día tienen una larga tradición como
medios de ayuda a la comunicación oral. Su empleo, como por ejemplo en congresos,
reuniones de empresa o sesiones de presentación de proyectos o productos ofrece un valor
añadido en muchas ocasiones, por encima del contenido del discurso ya que los aspectos
visuales son valorados y, sobre todo, retenidos mucho más que la palabra hablada.
Al respecto Medrano (1993) expresa que los medios visuales ayudan a mostrar relaciones y
describir procesos, favorecen la representación de datos o estadísticas, refuerzan la
información, añaden ímpetu al mensaje verbal y motivan y mantienen el interés. Además
añaden matices y riqueza a la presentación pues el apoyo visual sugiere, tanto al disertante
como al oyente, nuevos caminos en la exposición, establece conexiones entre distintas partes
del discurso y, entre éste y otros anteriores o de dominio de los presentes estimulando la
capacidad oral de quien habla al proporcionarle nuevos recursos para su exposición.
En los últimos años se han estado haciendo grandes avances, y de forma acelerada, en medios
visuales, entre los que se encuentran retroproyectores, video Beam y pantallas 3D, también
llamadas pantallas holográficas (Pardo, 2010). La Holografía a diferencia de los medios
anteriores puede mostrar las tres dimensiones de la imagen proyectada. Esta técnica de
visualización está en una etapa de progreso e investigación en varios países, en donde existen
prototipos como el presentado por investigadores del ICT de la Universidad del Sur de
California (Jones y otros, 2007) y el presentado por Microsoft (Velasco, 2012), que proyectan
imágenes a escala de objetos e inclusive, personas en movimiento. Sin embargo, hasta los
momentos, según los propios investigadores y usuarios muchos de estos equipos aun poseen
ciertas limitaciones por lo que se continúan realizando investigaciones en este campo.
En Venezuela se tiene poco conocimiento de este método de proyección de imágenes, se sabe
de un venezolano que a mediados de los años 70 investigó y utilizó este medio de
visualización en sus obras de arte, un gran aporte en la holocinética (Rodríguez, 2011). La
holografía puede llegar a convertirse en el país en un método de utilidad como ayuda a la
enseñanza en áreas como la educación, medicina, ingeniería, biología, forense, entre otras;
facilitando el desarrollo practico-visual del campo por tratar.
Por consiguiente, se desea contribuir con el desarrollo tecnológico que este campo pudiera
representar, realizando un prototipo que sea capaz de proyectar una imagen donde se aprecien
sus tres dimensiones. Este prototipo se basa en mecanismos que controlan una serie de
espejos para generar un barrido con la implementación de un láser que suministra como
resultado la visualización de la imagen que se desea proyectar. Para su desarrollo, se
procederá inicialmente a generar la imagen en dos dimensiones, y una vez logrado el dominio
bidimensional, se lleva a cabo la inclusión de la tercera dimensión.
Por lo anteriormente expuesto, los autores de la investigación se han formulado las
interrogantes siguientes: ¿Cómo se obtiene la imagen en dos dimensiones? ¿De qué forma se
observa una imagen en tercera dimensión usando una en dos dimensiones? ¿Cuáles son los
materiales a utilizar para la proyección? ¿Qué software se utiliza para la transmisión entre la
unidad de proyección y el computador? ¿Se visualiza la imagen deseada?
OBJETIVOS DE LA INVESTIGACIÓN
Objetivo General
Desarrollar un prototipo de proyector láser para la visualización de figuras geométricas
en tercera dimensión basado en tecnología holográfica
Objetivos Específicos
- Seleccionar el sistema de manipulación y control del barrido laser que cumpla con el
requerimiento de velocidad, precisión y tiempo de repuesta para poder visualizar la
imagen 2D.
- Desarrollar el sistema de control que permita transformar la imagen 2D para visualizarla
3D.
- Diseñar plantillas, figura y secuencias de imágenes que van a ser proyectadas en 3D.
- Determinar las características y especificaciones de componentes para seleccionar los
materiales que se van a utilizar en la proyección de la figura.
- Diseñar la estructura mecánica que soportará todos los elementos que componen el
proyector.
- Seleccionar el software que va a convertir la imagen en datos para el barrido laser.
- Ensamblar las partes del proyector junto con la estructura mecánica del equipo para
verificar su funcionamiento.
CAPITULO II
MARCO TEÓRICO
En este capítulo se presentan algunas investigaciones sobre el uso de la holografía que
verificaron la importancia de la técnica y el empleo de software para el diseño de imágenes
en el desarrollo del prototipo y se incluye la teoría básica de láser, holografía, motores y
software, relacionada con la estructura de un proyector laser, necesaria para una mejor
comprensión del proceso de diseño.
Antecedentes
Toledo y otros, en el año 2009, describen las características distintivas del holograma como
un medio de enseñanza de la física y analizan su utilización en carreras de ingeniería,
mediante la fundamentación, el diseño y construcción de una Exposición Didáctica de
Holografía creada para este propósito. Asimismo, realizaron encuestas de opinión a
estudiantes de ingeniería del Instituto Superior Politécnico José Antonio Echeverría de Cuba,
obteniendo como resultado que más del 90% de los estudiantes reconocen que la actividad
en la exposición didáctica contribuyó a incrementar su motivación por la física.
En el año 2007, Jones, McDowall y otros, realizaron una representación de una pantalla de
campo de luz interactiva de 360º, en la cual presentan gráficos en tercera dimensión. La
pantalla auto-estereoscópica se compone de un proyector de video de alta velocidad, un
circuito para decodificar las señales de video y un espejo giratorio cubierto por un difusor
holográfico. Adicionalmente, la pantalla utilizó una tarjeta estándar de gráficos programables
para realizar más de 5000 imágenes por segundo, proyectándose vistas de 360º. La técnica
de proyección utilizada permite una perspectiva correcta vertical y horizontal.
Considerándose como aporte teórico importante para la presente investigación, debido al tipo
de diseño utilizado como base de proyección, criterios de velocidad de proyección y
materiales utilizados por el mismo para la visualización de las imágenes en tercera
dimensión.
Por otro lado, Chan (2006) desarrolló un proyector láser de calidad profesional para lo cual,
inicialmente realizó el estudio del láser por utilizar, tipo de scanner y motores, además de
fabricar el Galvo-scanner con ciclo realimentado, diseñó y elaboró los motores y
controladores. El proyector construido fue capaz de cumplir con las expectativas del autor.
La revisión de este trabajo permitió conocer la utilización del software MKV2; programa que
se utiliza como herramienta para el diseño de imágenes. De igual manera fue de gran utilidad
y de información respecto al Galvo-scanner, en cuanto a su cualidad de velocidad y precisión
siendo un material útil en el desarrollo de sistemas de proyección laser.
Por su parte Gómez (2001), profesor de la Escuela Superior de Ingenieros de la Universidad
de Sevilla y director del grupo de investigación Física Interdisciplinaria, creó una técnica
utilizando la holografía digital en la aplicación de detección precoz del cáncer de mama y
pulmón. En la actualidad, este sistema se está evaluando en los Hospitales Universitarios
Virgen del Rocío y Valme de Sevilla.
Asimismo, Passera (2001), científico de la Universidad de Purdue, ha desarrollado una nueva
tecnología de captación de imágenes que ha permitido realizar el primer "paseo visual" a
través de un tumor vivo. La técnica llamada Optical Coherence Imaging (OCI), usa láseres,
hologramas y detectores especiales fue utilizada por primera vez realizando un “vuelo”
holográfico para registrar un video del interior de un tumor cancerígeno en una rata. Dicha
técnica tiene muchas aplicaciones, además de las imágenes de diagnóstico en medicina e
industria. Su interés actual reside en que podría permitir comprobar cómo reaccionan los
tumores en tiempo real, mientras son tratados con fármacos experimentales y podría sustituir
a los habituales rayos X.
Lo expuesto anteriormente resalta que el holograma es una técnica que ha ido emergiendo y
siendo utilizado en diferentes áreas como Neurología, Medicina, Física, Mecánica Cuántica,
Informática, Pedagogía, Óptica, Educación, Microscopía, Oftalmología, Biología,
Luminotecnia, Ensayos de Materiales, Electrónica, Fisiología, entre otras, característica que
resalta la importancia de iniciar trabajos en este campo.
Bases Teóricas
Los medios visuales abarcan todo método que se utilice para mostrar o visualizar una
imagen de cualquier tipo. Entre algunas herramientas para la visualización de imágenes,
existe el Proyector Laser, cuyo funcionamiento ha podido apreciarse como forma de
entretenimiento y búsqueda de atención en eventos y dentro del show de luces, en donde se
aprecian sólo figuras en dos dimensiones. Sin embargo, existen otros sistemas de
proyección laser basados en la tecnología Holográfica que ofrecen la posibilidad de ver una
imagen en tres dimensiones.
Un proyector holográfico con una fuente de luz que brilla a través de un patrón de
interferencia plana puede producir una imagen que tiene cualidades tridimensionales, pero
todavía es plana. Para crear una verdadera imagen en 3D, un proyector holográfico puede
utilizar un espejo giratorio para reflejar la imagen para el observador. El espejo envía una
imagen correspondiente al ángulo desde el cual el observador está viendo al sujeto. A
medida que el observador se mueve alrededor del sujeto este lo ve desde diferentes
perspectivas, y ve una imagen tridimensional que flota en el espacio.
El prototipo diseñado consta de varios sistemas que trabajan en común para el fin deseado.
A groso modo el proyector cuenta con cinco sistemas que pueden verse en el siguiente
esquema:
Figura Nº1. Esquema de Sistemas del Proyector
Cada sistema tiene las siguientes funciones:
Proyector
Sistema de
Motores y
Espejos
Sistema
Láser
Sistema de
Comunicacion
y Control
Sistema
de
Imagenes
Sistema
de
Pantalla
- Sistema de Motores y Espejos: Coordina un barrido laser para la proyección.
- Sistema Laser: Activa o desactiva el láser.
- Sistema de Comunicación y Control: Procesa y distribuye la información para los
distintos sistemas.
- Sistema de Imágenes: Diseño y procesamiento de las imágenes por proyectar.
- Sistema de Pantalla: Medio a ser utilizado para visualizar la imagen en tres dimensiones.
Considerando que el trabajo desarrollado parte de esta técnica, se iniciará este apartado
presentando una revisión de los conceptos relacionados con Holografía para luego exponer
las bases conceptuales que sustentaron el diseño del proyector laser propuesto.
Holografía y Hologramas
Como lo expresa Toledo y otros (2009), la holografía es un método de recuperación integral
de la información relativa al campo de irradiación difundido por un objeto real, por lo que
permite obtener imágenes ópticas tridimensionales de distintos tipos de objetos.
El holograma es el resultado del proceso holográfico, de manera similar a la foto que es el
resultado del proceso fotográfico. Para que se pueda comprender con mayor facilidad que es
un holograma, se puede decir que es una foto realizada con el empleo de un láser y que la
principal característica que posee es el carácter tridimensional de la imagen, otra forma de
describir es, permite la reproducción de imágenes tridimensionales fieles al objeto original
registrando las ondas de luz reflejadas por dicho objeto, de manera que sea posible su
reconstrucción con el mismo comportamiento físico.
Según Beléndez y Pacual (1988), holografía o “técnica de la reconstrucción del frente de
onda es un método de producción en dos etapas, denominadas registro y reconstrucción, de
imágenes tridimensionales. En la primera etapa del método holográfico se hacen interferir
las ondas emitidas por cada uno de los puntos del objeto, con un haz de referencia. En la
segunda etapa se ilumina el holograma con un haz similar al de referencia empleado en el
registro, obteniéndose la imagen tridimensional del registro.
Al mirar un holograma el espectador tiene la impresión de ver, a través de una placa de vidrio,
un objeto realmente existente y puede observarlo desde diferentes ángulos. El holograma
refleja las zonas de luz y sombra, y la textura del material resulta visible, lo que acrecienta la
impresión de relieve. En realidad el objeto no existe en la placa holográfica pero crea la
ilusión óptica de su presencia ya que el holograma envía al espectador ondas luminosas
idénticas a las que reflejaría el objeto real. Básicamente, la singular cualidad que permite al
holograma producir un duplicado óptico de un objeto indujo a estudiar las posibilidades de
su utilización como medio de enseñanza de la física.
Desde el punto de vista óptico, un holograma o un patrón digital de interferencia holográfica
solo funcionan con un color, ya que el patrón viene de la interferencia de una sola longitud
de onda de luz. Para obtener el color, los proyectores holográficos tendrían que utilizar el
láser de colores que iluminan los patrones correspondientes a sus colores
En otro sentido, algunas de las diferencias fundamentales del mismo en comparación con su
antecesor más cercano, la fotografía, lo que ayudará en la comprensión de las características
particulares y distintivas que posibilitan no solo su utilización en la docencia y en la
educación de la población, sino también en múltiples aplicaciones en la técnica y en la vida
cotidiana. (Toledo y otros, Ob. cit.). La tabla 1 muestra un cuadro comparativo de las ventajas
que esta técnica tiene sobre la fotografía y que la hacen interesante en los diferentes campos
del saber.
Tabla Nº1. Comparación entre Holografía y Fotografía.
FOTOGRAFIA HOLOGRAFIA
1. Resolución del material baja 1. Resolución del material alta.
2. Se utiliza para iluminar el objeto
cualquier fuente de luz normal.
2. Se utiliza para iluminar el objeto un
láser.
3. Se utiliza una lente para formar la
imagen en el medio del registro.
3. No usa una lente y no forma la imagen
en el medio registro. Lo que se forma en el
mismo es un patrón de interferencia.
4. Almacena la información relacionada
con la intensidad.
4. Almacena la información relacionada
con la intensidad y con la fase.
5. Los puntos individuales brillantes y
oscuros son la imagen.
5. Las áreas brillantes y oscuras son
franjas de interferencia microscópica que
no son la imagen del objeto
6. Se obtiene un negativo y la foto se hace
a partir del negativo.
6. Se obtiene directamente el holograma.
7. La foto resultante es una imagen plana
o bidimensional del objeto sin paralaje.
7. La imagen resultante en el holograma
es tridimensional con paralaje total.
Fuente: Toledo y otros (2009)
De lo expuesto por Toledo y otros (Ob. cit): los hologramas tienen las características
distintivas dentro de las cuales se pueden mencionar como un medio de enseñanza y de
educación social son las siguientes:
- Brinda una imagen tridimensional exacta del objeto real con paralaje total y visualización
de las zonas de luz y sombra, que puede sustituir satisfactoriamente al objeto real para
múltiples aplicaciones.
- En la construcción del mismo se aplican leyes y conceptos de la física, en particular de
la óptica y el láser, lo que lo convierte además en objeto de enseñanza cuando se utiliza
curricularmente.
- Los estudiantes pueden construir el medio de enseñanza en prácticas de laboratorio de la
disciplina física.
- Permite visualizar efectos no apreciables a simple vista (estados tensionales y
deformaciones de los cuerpos del orden de 10-6m). Esto se logra mediante la holografía
de doble exposición y constituye una técnica de ensayo óptico no destructivo.
- Permite obtener imágenes tridimensionales de objetos con perspectiva invertida.
- Permite mostrar en el aula una imagen tridimensional de objetos imposibles de mostrar
directamente por sus características, medidas excepcionales de seguridad y conservación,
etc.
- Permite obtener imágenes con ampliación o reducción del tamaño real del objeto
(hologramas de imagen enfocada). Especialmente importante para que el estudiante o el
público en general pueda apreciar detalles muy pequeños, no perceptibles a simple vista.
- Se puede lograr el cambio de color de la imagen del objeto al cambiar la posición de
observación (hologramas de arcoíris).
Existen algunas limitantes en la utilización de hologramas como medios de enseñanza y de
educación social entre las cuales pueden destacarse las siguientes (Toledo y otros, Ob. cit.):
- Existen algunos objetos que por sus características no son holografiables.
- Existe limitación en la realización de hologramas de objetos con mucha profundidad.
- Para poder ver los hologramas se necesita una fuente de luz blanca puntual o con
filamento estrecho.
- Los hologramas poseen un ángulo de visión relativamente restringido por lo que no se
pueden ver desde cualquier posición del observador.
- Es un medio relativamente costoso y para su construcción deben crearse las condiciones
materiales necesarias.
Algunos tipos de hologramas son los siguientes (Beléndez, 1988):
Holograma en Eje y fuere de Eje: en primer caso, se refiere a que los haces de reconstrucción
posee la misma dirección de los haces del objeto. En segundo caso, lo haces de reconstrucción
y del objeto poseen una diferencia gradual entre ellos.
Holograma por Transmisión y Reflexión: se depende del sentido de los haces, si se tiene el
mismo sentido en ambos haces se dice que es por transmisión, si a cambio poseen diferentes
sentidos se dice que es por reflexión.
Holograma de Amplitud y Fase: de Amplitud consiste en la variación de la onda de
reconstrucción en cuanto a amplitud, y de Fase en la variación de la onda de reconstrucción
en cuanto a fase.
Holograma de Plano y de Volumen: estos dependen del espesor del plano de registro a
proyección. Si el espesor del plano es despreciable con respecto al espesor del holograma es
de carácter Plano, en caso contrario es un holograma de Volumen.
Se hace notar, que los tipos no son excluyentes entre sí, se puede tener un holograma fuera
de eje de volumen por transmisión y fase.
Por otra parte, el Instituto Latinoamérica de Comunicación Educativa definen los siguientes
tipos:
Hologramas de Fresnel: estos son los hologramas más simples. También son los hologramas
más reales e impresionantes, pero tienen el problema de que sólo pueden ser observados con
la luz de un láser.
b) Hologramas de reflexión: se diferencian de los de Fresnel en que el haz de referencia, a la
hora de tomar el holograma, llega por detrás y no por el frente, como se muestra en la figura
39. La imagen de este tipo de hologramas tiene la enorme ventaja de que puede ser observada
con una lámpara de tungsteno común y corriente. En cambio, durante la toma del holograma
se requiere una gran estabilidad y ausencia de vibraciones, mucho mayor que con los
hologramas de Fresnel.
c) Hologramas de plano imagen. Un holograma de plano imagen es aquel en el que el objeto
se coloca sobre el plano del holograma. Naturalmente, el objeto no está físicamente colocado
en ese plano, pues esto no sería posible. La imagen real del objeto, formada a su vez por una
lente, espejo u otro holograma, es la que se coloca en el plano de la placa fotográfica. Al
igual que los hologramas de reflexión, éstos también se pueden observar con una fuente
luminosa ordinaria, aunque sí es necesario láser para su exposición.
d) Hologramas de arco iris. Estos hologramas fueron inventados por Stephen Benton, de la
Polaroid Corporation, en 1969. Con estos hologramas no solamente se reproduce la imagen
del objeto deseado, sino que además se reproduce la imagen real de una rendija horizontal
sobre los ojos del observador. A través de esta imagen de la rendija que aparece flotando en
el aire se observa el objeto holografiado, como se muestra en la figura 40. Naturalmente, esta
rendija hace que se pierda la tridimensionalidad de la imagen si los ojos se colocan sobre una
línea vertical, es decir, si el observador está acostado. Ésta no es una desventaja, pues
generalmente el observador no está en esta posición durante la observación. Una segunda
condición durante la toma de este tipo de hologramas es que el haz de referencia no esté
colocado a un lado, sino abajo del objeto.
Este arreglo tiene la gran ventaja de que la imagen se puede observar iluminando el
holograma con la luz blanca de una lámpara incandescente común. Durante la reconstrucción
se forma una multitud de rendijas frente a los ojos del observador, todas ellas horizontales y
paralelas entre sí, pero de diferentes colores, cada color a diferente altura. Según la altura a
la que coloque el observador sus ojos, será la imagen de la rendija a través de la cual se
observe, y por lo tanto esto definirá el color de la imagen observada. A esto se debe el nombre
de holograma de arco iris.
Hologramas de color: Si se usan varios láseres de diferentes colores tanto durante la
exposición como durante la observación, se pueden lograr hologramas en color.
Desgraciadamente, las técnicas usadas para llevar a cabo estos hologramas son complicadas
y caras. Además, la fidelidad de los colores no es muy alta.
Hologramas prensados: estos hologramas son generalmente de plano imagen o de arco iris,
a fin de hacerlos observables con luz blanca ordinaria. Sin embargo, el proceso para
obtenerlos es diferente. En lugar de registrarlos sobre una placa fotográfica, se usa una capa
de una resina fotosensible, llamada Fotoresist, depositada sobre una placa de vidrio. Con la
exposición a la luz, la placa fotográfica se ennegrece. En cambio, la capa de Fotoresist se
adelgaza en esos puntos. Este adelgazamiento, sin embargo, es suficiente para difractar la luz
y poder producir la imagen. Dicho de otro modo, la información en el holograma no queda
grabada como un Sistema de franjas de interferencia obscuras, sino como un sistema de
surcos microscópicos.
El siguiente paso es recubrir el holograma de Fotoresist, mediante un proceso químico o por
evaporación, de un metal, generalmente níquel. A continuación se separa el holograma, para
que quede solamente la película metálica, con el holograma grabado en ella. El paso final es
mediante un prensado con calor: imprimir este holograma grabado en la superficie del metal,
sobre una película de plástico transparente. Este plástico es el holograma final.
Este proceso tiene la enorme ventaja de ser adecuado para producción de hologramas en muy
grandes cantidades, pues una sola película metálica es suficiente para prensar miles de
hologramas. Este tipo de hologramas es muy caro si se hace en pequeñas cantidades, pero es
sumamente barato en grandes producciones.
Hologramas de computadora: las franjas de interferencia que se obtienen con cualquier objeto
imaginario o real se pueden calcular mediante una computadora. Una vez calculadas estas
franjas, se pueden mostrar en una pantalla y luego fotografiar. Esta fotogralía sería un
holograma sintético. Tiene la gran desventaja de que no es fácil representar objetos muy
complicados con detalle. En cambio, la gran ventaja es que se puede representar cualquier
objeto imaginario. Esta técnica se usa mucho para generar frentes de onda de una forma
cualquiera, con alta precisión.
Por otra parte, teniendo en cuenta de que se trata la Holografía y algunas formas de cómo
realizar un holograma, avancemos a la herramienta utilizada para la proyección de las
imágenes en tres dimensiones, la cual es el proyector.
Proyector Láser
Los proyectores holográficos generan la imagen proyectada por refracción en frente del
proyector Haciendo pasar una luz láser o una luz blanca pura a través de una pantalla
digital que está programada con patrones de interferencia que corresponden a una serie de
imágenes; Pueden ser muy pequeños y apenas pierden luz generando muy poco calor por lo
que operan de manera más eficiente El proceso crea una imagen
Básicamente, consiste en un dispositivo que ejecuta movimientos rápidos de dos mini-
espejos, junto con el disparo de un láser que coordinados, dando como resultado la
proyección de imágenes. Se fundamenta en cinco sistemas: sistema de motores y espejos,
sistema laser, sistema de comunicación y control, sistema de imágenes y sistema de pantalla.
Sistema de Motores y Espejos
Se encarga del movimiento horizontal y vertical de dos espejos, respectivamente, a alta
velocidad, de forma coordinada para abarcar un área deseada. Con este sistema se estipula
el tamaño del área por proyectar. Se puede decidir qué recorrido se desea al momento de
configurar el movimiento de los espejos, puede ser H-V (Horizontal a Vertical), quiere
decir, que primero se barrerá horizontalmente y se pasará poco a poco verticalmente; o
puede ser de forma contraria V-H (Vertical a Horizontal).
Dentro de este sistema se pueden encontrar micro-controladores, motores eléctricos paso a
paso o servomotores y espejos. En el caso de los espejos no hay un patrón a seguir para su
selección en cuanto al desarrollo de un proyector, basta con una superficie pulida cubierta
con una película dieléctrica de alta calidad, sin embargo, se hace notar que existen
materiales utilizados como espejos, uno de ellos instalado en impresoras láser es un vidrio
pulido con una cubierta dorada y una película dieléctrica.
Este sistema se conforma de los espejos como tal, cuya selección no es muy específica,
basta con disponer de una superficie pulida cubierta con una película dieléctrica de alta
calidad, e incluso, materiales utilizados como el vidrio pulido instalado en impresoras láser
revestido de una cubierta dorada y una película dieléctrica pueden usarse como espejos.
Para llevar a cabo los barridos se requiere la utilización de motores, que pueden ser paso a
paso o servomotores, según se requiera velocidad, potencia, precisión, tamaño de los
espejos…?? (o de que depende que sea uno u otro). Asimismo es necesario controlar las
altas velocidades requeridas durante el barrido de las imágenes y con gran precisión por lo
que es necesario contar con un sistema de comunicación y control que para el proyecto en
estudio se logró con un microcontrolador.
Características básicas de los Motores Eléctricos
Se tiene 4 tipos de motores eléctricos: Motor paso a paso, Servo-motor, Motor DC o de
Corriente Continua y Galvomotores. Se considera importante una breve explicación de estos
4 tipos de motores.
Motor Paso a Paso
Tal como lo señala Carletti (2009), los motores paso a paso son dispositivos electromecánicos
que convierten, una serie de impulsos eléctricos en desplazamientos angulares discretos, lo
que significa, que son capaces de avanzar una serie de grados (paso) dependiendo de sus
entradas de control. El motor paso a paso se comporta de la misma manera que un conversor
digital-analógico y puede ser gobernado por impulsos procedentes de sistemas lógicos.
Este motor presenta las ventajas de tener alta precisión y repetitividad en cuanto al
posicionamiento. Entre sus principales aplicaciones destacan: motor de frecuencia variable,
motor de corriente continua sin escobillas, servomotores y motores controlados digitalmente.
Deben indicar en el texto cualquier figura que incluyan,
Figura N°3. Motor Paso a Paso
Fuente: Plus Electronics C.A. (2014)
Servo-motor
Un servomotor (también llamado servo) es un tipo de motor paso a paso, que tiene la
capacidad de ubicarse en cualquier posición dentro de su rango de operación, y mantenerse
estable en dicha posición y que cuenta con la capacidad de ser controlado, tanto en velocidad
como en posición. Funciona u opera por medio de la onda eléctrica que le sea suministrada.
(Kosow, 1993)
Fuente: Plus Electronics C.A. (2014)
Figura N°4. Servo-Motor
Motor DC o de Corriente Continua
El motor de corriente continua (C.C.) es la máquina eléctrica más antigua empleada en
aplicaciones de potencia y tracción. Su sencillo principio de funcionamiento y gran
versatilidad han permitido que siga vigente hasta nuestros días, a pesar de ser
constructivamente más complejo que las máquinas de corriente alterna más modernas. Su
velocidad fácilmente controlable, posibilidad de girar en ambos sentidos y capacidad de altos
torques de partida, lo hacen ideal para aplicaciones de tracción. Estos motores se conocen
como motores lineales. Su principal inconveniente es el mantenimiento, muy caro y
laborioso. (Maureira, 2010)
Fuente: Plus Electronics C.A. (2014)
Figura N°5. Motor de Corriente Continua
Galvomotores
Son dispositivos capaces de ejercer un movimiento rotatorio de forma rápida y precisa por
medio de impulsos eléctricos junto a la intensidad necesaria. Cambridge Technology (s/f)
comenta que son motores de rotación limitada de DC que impulsan espejos de dirección de
rayo láser o aplicaciones de escaneo. El movimiento controlado se consigue con un detector
de posición interna o PD, que permite el servo control de bucle cerrado del motor,
proveyendo una señal proporcional a la posición de la rotación del eje del motor. Este tipo
de motor fue el seleccionado para el desarrollo del prototipo de proyección laser.
Fuente: Cambridge Technology (s/f)
Figura N°6. Galvomotores
Una ejemplo de un sistema con Galvomotores, es el PT-30K que es un sistema de alta
velocidad y consiste en dos galvanómetros movidos por un controlador de lazo cerrado de
doble canal alimentado por una fuente de ±18V, cada galvomotor puede moverse de 4º a 5º
a una velocidad de hasta 50 mil veces por segundo, esta velocidad disminuye a medida que
aumenta la cantidad de grados de cada movimiento (TE-LIGHTING, s/f).
Tabla Nº1. Relación entre Angulo de Apertura o Deflexión y Velocidad del Sistema PT-30K
Angulo de Deflexión Velocidad
20º 30Kpps
15º 32Kpps
10º 35Kpps
8º 40Kpps
5º 50Kpps
*pps: Puntos por segundo.
Fuente: TE-LIGHTING (s/f)
Figura Nº7. PT-30K. ¿?? Que es esto por eso hace falta mencionar toda figura en el texto
Fuente: TE-LIGHTING (s/f)
Micro-Controladores y Lenguajes de Programación
Según Torres (2007), los microcontroladores son computadores digitales integrados en un
chip que cuentan con un microprocesador o unidad de procesamiento central (CPU), una
memoria para almacenar el programa, una memoria para almacenar datos y puertos de
entrada salida. A diferencia de los microprocesadores de propósito general, como los que se
usan en los computadores PC, los microcontroladores son unidades autosuficientes y más
económicas.
El funcionamiento de los microcontroladores está determinado por el programa almacenado
en su memoria. Este puede escribirse en distintos leguajes de programación. Además, la
mayoría de los microcontroladores actuales pueden reprogramarse repetidas veces. Por las
características mencionadas y su alta flexibilidad, los microcontroladores son ampliamente
utilizados como el cerebro de una gran variedad de sistemas embebidos que controlan
máquinas, componentes de sistemas complejos, como aplicaciones industriales de
automatización y robótica, domótica, equipos médicos, sistemas aeroespaciales, e incluso
dispositivos de la vida diaria como automóviles, hornos de microondas, teléfonos y
televisores. Frecuentemente se emplea la notación μC (Abreviatura de Micro-Controlador) o
las siglas MCU (por microcontroller unit para referirse a los microcontroladores. De ahora
en adelante, los microcontroladores serán referidos en este documento por μC.
Características de los Microcontroladores.
Las principales características de los μC son:
- Unidad de Procesamiento Central (CPU): Típicamente de 8 bits, pero también las hay
de 4, 32 y hasta 64 bits con arquitectura Harvard, con memoria/bus de datos separada de
la memoria/bus de instrucciones de programa, o arquitectura de von Neumann, también
llamada arquitectura Princeton, con memoria/bus de datos y memoria/ bus de programa
compartidas.
- Memoria de Programa: Es una memoria ROM (Read-Only Memory), EPROM
(Electrically Programable ROM), EEPROM (Electrically Erasable/Programable ROM) o
Flash que almacena el código del programa que típicamente puede ser de 1 kilobyte a
varios megabytes.
- Memoria de Datos: Es una memoria RAM (Random Access Memory) que típicamente
puede ser de 1, 2 4, 8, 16, 32 kilobytes.
- Generador del Reloj: Usualmente un cristal de cuarzo de frecuencias que genera una
señal oscilatoria de entre 1 a 40 MHz, o también resonadores o circuitos RC.
- Interfaz de Entrada/Salida: Puertos paralelos, seriales (UARTs, Universal
Asynchronous Receiver/Transmitter), I2C (Inter-Integrated Circuit), Interfaces de
Periféricos Seriales (SPIs, Serial Peripheral Interfaces), Red de Area de Controladores
(CAN, Controller Area Network), USB (Universal Serial Bus).
Otras opciones:
- Conversores Análogo-Digitales (A/D, analog-to-digital) para convertir un nivel de
voltaje en un cierto pin a un valor digital manipulable por el programa del
microcontrolador.
- Moduladores por Ancho de Pulso (PWM, Pulse-Width Modulation) para generar ondas
cuadradas de frecuencia fija pero con ancho de pulso modificable.
Fuente: MikroElektronika (s/f)
Figura Nº8. Componentes de un Microcontrolador
En el caso del micro-controlador, para el desarrollo de este prototipo se necesita una gran
velocidad en conjunto con una gran precisión, para ello se tiene utilizó un Micro-controlador
denominado “dsPIC”, debido a que dentro de sus datos técnicos puede realizar operaciones
amplias en bajos tiempos, lo cual cumple con la necesidad de velocidad. Una breve definición
de los dsPIC, tal como lo señala Pavón y Cruz (2010) dsPIC es un nombre genérico que se
utiliza para referirse a los controladores digitales de señales (DSC) que ha diseñado
Microchip Technology Inc. para facilitar a los usuarios, la transición al campo de las
aplicaciones de los procesos digitales de señales, que van a proporcionar en los próximos
años un crecimiento espectacular en los próximos años en áreas como las comunicaciones,
los sensores, el procesamiento de las imágenes y el sonido, el tratamiento matemático de las
señales, los sistemas de alimentación, el control de motores, la electromedicina, los sistemas
multimedia, la automoción e internet.
Los dsPIC son el penúltimo lanzamiento de Microchip, comenzando a producirlos a gran
escala a finales de 2004. Son los primeros PICs con bus de datos inherente de 16 bits.
Incorporan todas las posibilidades de los anteriores PICs y añaden varias operaciones de DSP
(Procesamiento Digital de Señales) implementadas en hardware, como multiplicación con
suma de acumulador (Multiply-Accumulate, o MAC), barrel shifting, bit reversión o
multiplicación 16x16 bits. (Pavón y Cruz, Ob. cit.)
Fuente: Plus Electronics C.A. (2014)
Figura Nº9. dsPIC30F3011
Con respecto al lenguaje de programación, se utiliza el Lenguaje C, el cual es un lenguaje
estructurado, en el mismo sentido que lo son otros lenguajes de programación tales como el
lenguaje Pascal, el Ada o el Modula-2, pero no es estructurado por bloques, o sea, no es
posible declarar subrutinas (pequeños trozos de programa) dentro de otras subrutinas, a
diferencia de como sucede con otros lenguajes estructurados tales como el Pascal. Además,
el lenguaje C no es rígido en la comprobación de tipos de datos, permitiendo fácilmente la
conversión entre diferentes tipos de datos y la asignación entre tipos de datos diferentes. Todo
programa de C consta, básicamente, de un conjunto de funciones, y una función llamada
main, la cual es la primera que se ejecuta al comenzar el programa, llamándose desde ella al
resto de funciones que compongan nuestro programa. (Bonet,s/f).
En tal sentido, desde su creación, surgieron distintas versiones de C, que incluían unas u otras
características, palabras reservadas, etc. Este hecho provocó la necesidad de unificar el
lenguaje C, y es por ello que surgió un standard de C, llamado ANSI-C,que declara una serie
de características, que debe cumplir todo lenguaje C. Por ello, y dado que todo programa que
se desarrolle siguiendo el standard ANSI de C será fácilmente portable de un modelo de
ordenador a otro modelo de ordenador, y de igual forma de un modelo de compilador a otro,
en estos apuntes explicaremos un C basado en el standard ANSI-C. (Bonet,s/f).
El lenguaje C posee un número reducido de palabras reservadas (tan solo 32) que define el
standard ANSI-C. Estas palabras reservadas pueden verse en la tabla siguiente:
Tabla Nº2. Comandos del Lenguaje C.
Fuente: Bonet (s/f)
Sistema de Laser
Su función es activar y desactivar el dispositivo laser de forma rápida y precisa en el
momento deseado. Este sistema, coordina el pixel que se desea mostrar para formar la
imagen, el cual consiste en controlar la fuente de poder que nutre el láser por medio de un
dispositivo capaz de conmutar de un estado a otro (activado o desactivado) al momento de
introducirle una señal.
Emisiones Laser
Para Martínez y Sendra (s/f), la palabra láser es un acrónimo de las palabras inglesas: Light
Amplification by Stimulated Emisión of Radiation, es decir, amplificación de luz mediante
emisión estimulada de radiación. Realmente representa el nombre de un dispositivo
cuántico, que sirve para generar ondas electromagnéticas de la gama óptica. Tiene un
antecedente inmediato en el acrónimo máser, correspondiente a Microwave Amplification
by Stimulated Emission of Radiation, con el que, en 1950, Townes, Gordon y Zeigev
designaron el primer oscilador en la gama milimétrica construido por ellos.
Para la emisión de luz visible a partir de un foco, debe comunicarse a éste una energía por
ejemplo: térmica, eléctrica o química, que excite sus átomos. Generalmente se producirá una
desexcitación inmediata con emisión continua de radiaciones, con las características
siguientes:
- Son heterocromáticas (de distinta longitud de onda).
- No son coherentes (no se encuentran en fase).
- Se propagan en todas las direcciones del espacio.
La radiación láser posee todas las propiedades de la luz; sin embargo, se caracteriza por ser:
monocromática (todos sus fotones tienen igual longitud de onda), coherente (todos los
fotones se encuentran en fase temporal y espacial) y direccional (el haz de radiación presenta
escasa divergencia, fruto de las dos características anteriores). La principal utilidad práctica
de la radiación láser reside en que concentra un gran número de fotones por unidad de
superficie. (Martínez y Sendra, Ob. cit.)
Sistema de Comunicación y Control:
Puede separarse en dos partes, la primera parte, se encarga de la comunicación, que consiste
en transmitir información, ya sea entre el Sistema de Espejos y el Sistema de Laser, como
también entre los sistemas anteriores con el computador o Base de Datos de imágenes que
serán mostradas. Y que conforma esta primera parte? Creo que al separar comunicación y
control se hace más difícil explicar sus funciones.
La segunda parte, se encarga del control y coordinación de los sistemas antes mencionados,
consiste en manejar la información transmitida y distribuirla a cada uno de los sistemas.
Ejemplo la señal de activación procesada para iniciar la activación o desactivación del láser,
el control de giro de cada motor, la coordinación entre giro y disparo laser para la correcta
visualización, entre otros.
Se puede ilustrar el conjunto de sistemas en función de la manera siguiente:
Supóngase que se tiene una resolución de 3x3 que posee 9 pixeles y se quiere mostrar la letra
T, se toma un recorrido H-V (Primero un barrido Horizontal y luego un salto en vertical); se
marcarán las columnas como A, B y C, y las filas como 1,2 y 3 de forma de Matriz. En la
Figura N°1 se puede apreciar cómo se va formando la imagen y el producto final a alta
velocidad. Nota: El color verde indica la activación del láser y el Rojo que se encuentra
desactivado. De igual forma, en la Figura Nº2, se tiene el mismo ejemplo pero con un
recorrido V-H. Y en este ejemplo, que hace el sistema de comunicación y control? Envía las
señales para que se prenda y apague el láser de acuerdo al patrón?, quien mueve que cosa
cuando se tiene un recorrido V-H o H-V? Eso es lo que deben explicar pues están en el
sistema de control.
Figura N° 1. Formación de la imagen a alta velocidad.
Figura N°2. Recorrido V-H.
Para efecto de este proyecto, el sistema utilizado es más avanzado, ya que el controlador y el
sistema de espejos son capaces de ir a una posición requerida sin necesidad de posicionarse
en lugares no deseados, que retardan la proyección o la visualización de la imagen. En el
caso de el desarrollo de las imágenes se tienes software q se encargan de procesar la
información en el computador con referencia a los diseños y adecuarla para su posterior
transmisión al sistema encargado para la proyección.
Herramientas de modelado y Diseño de figuras
Para el procesamiento de la información necesaria para la proyección de imágenes, se
utilizaron ciertos programas como herramienta de modelado y diseño de figuras, así como
también, para establecer la comunicación entre el ordenador y el sistema de proyección. Por
ello, se define a groso modo cada software utilizado.
Google SketchUp 8
Es un software libre, Google SketchUp que permite crear modelos 3D de cualquier cosa que
guste. Modelar cualquier cosa que se pueda imaginar, redecorar una sala de estar, diseño de
una nueva pieza de mobiliario, exportación de una animación y compartirlo en YouTube. No
hay límite de lo que se pueda crear con SketchUp. Los profesores están usando en muchos
niveles y en muchas áreas de la tecnología informática a las matemáticas, la geografía y la
ciencia. (Valentini, 2011).
Una vez utilizado este recurso, los autores de esta investigación pueden definir este programa
como una herramienta para diseñar, modelar y elaborar imágenes y secuencias de imágenes,
pudiéndose observar su perspectiva en 3D, las cuales pueden posteriormente ser usadas como
plantillas. El Software posee una interfaz de fácil uso siendo así una opción llamativa en este
desarrollo.
Fuente: Williams (2013)
Figura Nº10. Bosquejo del interior de una Casa usando Google SketchUp
I-Show ILDA Laser Software de control de luz y de interfaz USB
Es un programa que permite diseñar imágenes en dos dimensiones o con apariencia en tres
dimensiones que son usadas como información por un proyector laser. Dicho software iShow
es un programa compatible para sistemas operativos Windows 98-2000-XP, además este
programa sirve de enlace entre la PC y el Proyector tipo Scanner PT-30k a través de un
hardware que decodifica los datos enviados desde el PC por puerto USB a un puerto Paralelo
ILDA DB25F que comunica con la unidad PT-ITURS.
El software cuenta con una interface de usuario sencilla que divide las funciones de este en
7 categorías:
Fuente: Propia (2013)
Figura Nº11. Menú Inicial del Software Ishow
- Picture Edit: interface donde el usuario puede dibujar imágenes, figuras o secuencias de
imágenes.
Fuente: Propia (2013)
Figura Nº12. Vista del panel de función Editar Figura
- Quick Play: en esta interface el usuario puede seleccionar las imágenes o secuencias de
imágenes que quiere proyectar.
Fuente: Propia (2013)
Figura Nº13. Vista del panel de función Quick Play
- Segment Edit: el usuario personaliza la proyección de las imágenes haciendo cambios de
algunos valores, también se pueden unir diferentes imágenes para crear secuencias de
imágenes personalizadas.
Fuente: Propia (2013)
Figura Nº14. Vista del panel de función Editar Segmentos
- Show Edit: en esta categoría encontramos opciones para conectar varios proyectores y
sincronizar las secuencias de imágenes en cada uno de ellos.
Fuente: Propia (2013)
Figura Nº15. Vista del panel de función Show Edit
- Converter: parte importante de este software ya que, las imágenes que se crean en Picture
Edit son guardadas en un formato .ddr que para convertirlas en secuencias de imágenes
para su proyección deben transformarse en archivos con extensión .ILD.
Fuente: Propia (2013)
Figura Nº16. Vista del panel de función Converter
- Detect device: Esta opción muestra los dispositivos de proyección conectados a la PC por
puerto USB.
Fuente: Propia (2013)
Figura Nº17. Vista del panel de función Dispositivo Detectado
- Select Device: la opción proporciona la elección entre los dispositivos de proyección
conectados por puerto USB.
Fuente: Propia (2013)
Figura Nº18. Vista del panel de función Selección de Dispositivo
Sistemas de Pantalla y de Control de Pantalla
Falta una descripción de este apartado, Que es y para qué es necesario en un proyector contar
con este sistema
Sistema de Control de Pantalla:
Se encarga de controlar el giro de un motor de gran precisión y velocidad que posee un
material que sirve de fondo para la proyección de la imagen. Se puede decir que es el Driver?
este se encarga de hacer funcionar la base de proyección para la visualización, consta de una
serie de TIPs debidamente configurados y controlados por un dsPIC para hacer girara de
manera rápida y precisa un motor paso a paso. La velocidad de la base puede variar en función
de la imagen a proyectar, esto es debido a la cantidad de puntos de necesarios para la
elaboración de la imagen.
Sistema de Pantalla:
Su función es servir como base de proyección, consta de un material poco refractivo que
posee poco peso, ya que si este es elevado ¿?que pasa si es elevado?. Se tiene una ilustración
de la base utilizada para cumplir el objetivo de la imagen en tercera dimensión.
Fuente: Propia (2012).
Figura N°19. Base de Proyección, L: Vista lateral, F: Vista frontal.
CAPITULO III
MARCO METODOLÓGICO
Naturaleza y Tipo Investigación
De acuerdo con la estrategia empleada por los investigadores, este estudio corresponde a una
investigación de naturaleza aplicada de tipo proyecto especial.
Una investigación de naturaleza aplicada, para Murillo (2008), recibe el nombre de
“investigación práctica o empírica”, que se caracteriza porque busca la aplicación o
utilización de los conocimientos adquiridos, a la vez que se adquieren otros, después de
implementar y sistematizar la práctica basada en investigación. El uso del conocimiento y los
resultados de investigación que da como resultado una forma rigurosa, organizada y
sistemática de conocer la realidad (citado por Vargas, 2009).
Por otro lado, el Manual de Trabajo de Grado de Especialización, Maestría y Tesis Doctoral
de la Universidad Pedagógica Experimental Libertador (2011) define los Proyectos
Especiales como:
“Trabajos que lleven creaciones tangibles, susceptibles de ser utilizadas
como soluciones a problemas demostrados, o que correspondan a
necesidades e interés de tipo cultural. Se incluyen en esta categoría los
trabajos de elaboración de libros de texto y materiales de apoyo educativo,
el desarrollo de software, prototipos y de productos tecnológicos en general,
así como también los de creación literaria y artística… los proyectos
especiales, en todos los casos, deben incluir la demostración de la necesidad
de la creación o de la importancia del aporte, según el caso, la
fundamentación teórica, la descripción de la metodología utilizada y el
resultado concreto del trabajo en forma acabada”. (p.22)
Fases o Etapas de la Investigación
En función de los objetivos definidos en el presente estudio, donde se plantea el Desarrollo
de un Prototipo de Proyector Laser, se realizaron una serie de pasos, orientados a alcanzar
los fines propuestos:
1. Análisis documental para la adquisición de los nuevos conceptos
2. Estudio del número de imágenes necesarias para la proyección.
3. Cálculos de tiempo de diseño necesario para el diseño de las imágenes a proyectar.
4. Selección por medio un análisis de los motores necesarios para el proyector
cumpliendo con los criterios de velocidad de giro, precisión y tiempo de respuesta.
5. Diseño del controlador para el los motores.
6. Pruebas de los motores para la verificación del cumplimiento de los criterios.
7. Acoplamiento del proyector.
8. Pruebas del proyector para verificar la visualización en Dos Dimensiones.
9. Diseño y Pruebas del Motor para la Base de Proyección.
10. Selección del Software para el desarrollo de las imágenes por medio de un análisis de
funciones y costo.
11. Elaboración de las imágenes a ser proyectadas.
12. Acoplamiento del sistema de proyección en dos dimensiones con la base la base de
proyección.
13. Pruebas para la verificación de la proyección y su visualización en tres dimensiones
Análisis Documental
- La fuente más utilizada fue Internet, donde se buscó referente a la holografía, proyector
laser, motores, láseres, entre otras cosas asociadas.
- Durante la investigación se fue tomando nota de información relevante con respecto al
desarrollo deseado.
Esta fase nos dio a conocer información que no se poseía, además de darnos un punto de
inicio para empezar los estudios pertinentes para el sistema de proyección en dos
dimensiones.
Imágenes
Se planteó el número de imágenes a ser proyectadas para tener un criterio de selección en
cuanto a la velocidad y tiempo de respuesta para el diseño y proyección de las imágenes.
En este estudio, se tomó en cuenta para posteriormente realizar los cálculos pertinentes para
establecer puntos límites y tener un rango de aceptación para la selección de los motores para
la proyección en dos dimensiones.
Cálculos y Criterio de Diseño
Al haber realizado el cálculo teniendo como base el número de imagen a proyectar el tiempo
en que se debe proyectar se transaron límites para la selección de los motores.
Esta fase dio una medida de selección para poder cumplir con la proyección de la imagen.
Selección del Sistema de Proyección
Teniendo los parámetros a seguir, se estudió tipos de motores que pueden cumplir con los
criterios. Con esta selección se pudo conseguir un número de motores finito, de diferente tipo
que posteriormente se procedieron a probar.
Controlador del Motor
Cada motor supuso un controlador que pudiera manejarlo, por lo tanto se diseñaron y se
ensamblaron. Esta fase ayudo a iniciar la fase de prueba de los motores.
Pruebas de los Motores
Se probó y se llevó al límite posible a cada motor en el desarrollo, pudiéndose observar cual
era el óptimo para el desarrollo del proyector. Culminando la fase de pruebas se observó la
capacidad de cada motor en cuanto a velocidad de giro, precisión y tiempo de respuesta,
concluyéndose con el adecuado para el sistema de proyección. Se puede decir que estas tres
últimas fases fueron las más importantes y que más tiempo llevo de todo el desarrollo.
Proyector en Dos Dimensiones
Se montó el sistema de manipulación de espejos compuesto por el sistema motores
seleccionados en las pruebas y el sistema de disparo del láser.
En esta fase se diseñó el sistema de disparo laser, para así completar el proyector en dos
dimensiones.
Pruebas de Proyección en Dos Dimensiones
- Se utilizaron imágenes preestablecidas, las cuales estaban incluidas en el sistema
de manipulación de espejos seleccionado en la pruebas de motores.
- Se apreció el cumpliendo con las funciones del proyector visualizándose las
imágenes en dos dimensiones.
Habiendo concluido con las fases que engloban la proyección en dos dimensiones se siguió
con la búsqueda de la proyección en tres dimensiones.
Base de Proyección
Se diseñó y ensamblo la base de proyección que fue capaz de permitir la visualización de una
imagen en tres dimensiones. En esta fase se utilizó un tipo de motor y si controlador de la
fase de selección y pruebas, así como también su capacidad para soportar el peso de la base.
Software de Diseño de Imágenes
Utilizando los criterios de funciones y costo se analizaron 3 diferentes softwares llegando a
seleccionar el mejor entre ellos.
Imágenes
Haciendo uso del software antes seleccionado y adquirido se procedió a diseñar y elaborar
las imágenes y secuencias de imágenes que iban a hacer proyectadas. Inicialmente esta fase
las perspectivas de cada imagen se realizaron de forma manual, sin embargo se buscó
automatizar con otro software.
Sistema de proyección en Tres Dimensiones
Esta última fase se ensamblo todas las partes y se realizaron las pruebas para la visualización
de las imágenes en tres dimensiones.

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Desarrollo de un prototipo de proyector laser Sebastian Boscarino

  • 1. REPUBLICA BOLIVARIANA DE VENEZUELA VICE-RECTORADO ACADEMICO UNIVERSIDAD FERMIN TORO CABUDARE - EDO. LARA DESARROLLO DE UN PROTOTIPO DE PROYECTOR LASER PARA VISUALIZAR IMÁGENES GEOMETRICAS EN TERCERA DIMENSION BASADO EN TECNOLOGIA HOLOGRAFICA Alumno: Sebastian A. Boscarino C. Exp: 20051-0038 C.I: 17.080.292 FEBRERO DEL 2017
  • 2. CAPITULO I PLATEAMIENTO DEL PROBLEMA Descripción Los medios visuales son básicos para el eficaz tratamiento de las ideas. Han sido empleados por el hombre desde el comienzo de su existencia y hoy día tienen una larga tradición como medios de ayuda a la comunicación oral. Su empleo, como por ejemplo en congresos, reuniones de empresa o sesiones de presentación de proyectos o productos ofrece un valor añadido en muchas ocasiones, por encima del contenido del discurso ya que los aspectos visuales son valorados y, sobre todo, retenidos mucho más que la palabra hablada. Al respecto Medrano (1993) expresa que los medios visuales ayudan a mostrar relaciones y describir procesos, favorecen la representación de datos o estadísticas, refuerzan la información, añaden ímpetu al mensaje verbal y motivan y mantienen el interés. Además añaden matices y riqueza a la presentación pues el apoyo visual sugiere, tanto al disertante como al oyente, nuevos caminos en la exposición, establece conexiones entre distintas partes del discurso y, entre éste y otros anteriores o de dominio de los presentes estimulando la capacidad oral de quien habla al proporcionarle nuevos recursos para su exposición. En los últimos años se han estado haciendo grandes avances, y de forma acelerada, en medios visuales, entre los que se encuentran retroproyectores, video Beam y pantallas 3D, también llamadas pantallas holográficas (Pardo, 2010). La Holografía a diferencia de los medios anteriores puede mostrar las tres dimensiones de la imagen proyectada. Esta técnica de visualización está en una etapa de progreso e investigación en varios países, en donde existen prototipos como el presentado por investigadores del ICT de la Universidad del Sur de California (Jones y otros, 2007) y el presentado por Microsoft (Velasco, 2012), que proyectan imágenes a escala de objetos e inclusive, personas en movimiento. Sin embargo, hasta los momentos, según los propios investigadores y usuarios muchos de estos equipos aun poseen ciertas limitaciones por lo que se continúan realizando investigaciones en este campo. En Venezuela se tiene poco conocimiento de este método de proyección de imágenes, se sabe de un venezolano que a mediados de los años 70 investigó y utilizó este medio de visualización en sus obras de arte, un gran aporte en la holocinética (Rodríguez, 2011). La
  • 3. holografía puede llegar a convertirse en el país en un método de utilidad como ayuda a la enseñanza en áreas como la educación, medicina, ingeniería, biología, forense, entre otras; facilitando el desarrollo practico-visual del campo por tratar. Por consiguiente, se desea contribuir con el desarrollo tecnológico que este campo pudiera representar, realizando un prototipo que sea capaz de proyectar una imagen donde se aprecien sus tres dimensiones. Este prototipo se basa en mecanismos que controlan una serie de espejos para generar un barrido con la implementación de un láser que suministra como resultado la visualización de la imagen que se desea proyectar. Para su desarrollo, se procederá inicialmente a generar la imagen en dos dimensiones, y una vez logrado el dominio bidimensional, se lleva a cabo la inclusión de la tercera dimensión. Por lo anteriormente expuesto, los autores de la investigación se han formulado las interrogantes siguientes: ¿Cómo se obtiene la imagen en dos dimensiones? ¿De qué forma se observa una imagen en tercera dimensión usando una en dos dimensiones? ¿Cuáles son los materiales a utilizar para la proyección? ¿Qué software se utiliza para la transmisión entre la unidad de proyección y el computador? ¿Se visualiza la imagen deseada? OBJETIVOS DE LA INVESTIGACIÓN Objetivo General Desarrollar un prototipo de proyector láser para la visualización de figuras geométricas en tercera dimensión basado en tecnología holográfica Objetivos Específicos - Seleccionar el sistema de manipulación y control del barrido laser que cumpla con el requerimiento de velocidad, precisión y tiempo de repuesta para poder visualizar la imagen 2D. - Desarrollar el sistema de control que permita transformar la imagen 2D para visualizarla 3D. - Diseñar plantillas, figura y secuencias de imágenes que van a ser proyectadas en 3D.
  • 4. - Determinar las características y especificaciones de componentes para seleccionar los materiales que se van a utilizar en la proyección de la figura. - Diseñar la estructura mecánica que soportará todos los elementos que componen el proyector. - Seleccionar el software que va a convertir la imagen en datos para el barrido laser. - Ensamblar las partes del proyector junto con la estructura mecánica del equipo para verificar su funcionamiento.
  • 5. CAPITULO II MARCO TEÓRICO En este capítulo se presentan algunas investigaciones sobre el uso de la holografía que verificaron la importancia de la técnica y el empleo de software para el diseño de imágenes en el desarrollo del prototipo y se incluye la teoría básica de láser, holografía, motores y software, relacionada con la estructura de un proyector laser, necesaria para una mejor comprensión del proceso de diseño. Antecedentes Toledo y otros, en el año 2009, describen las características distintivas del holograma como un medio de enseñanza de la física y analizan su utilización en carreras de ingeniería, mediante la fundamentación, el diseño y construcción de una Exposición Didáctica de Holografía creada para este propósito. Asimismo, realizaron encuestas de opinión a estudiantes de ingeniería del Instituto Superior Politécnico José Antonio Echeverría de Cuba, obteniendo como resultado que más del 90% de los estudiantes reconocen que la actividad en la exposición didáctica contribuyó a incrementar su motivación por la física. En el año 2007, Jones, McDowall y otros, realizaron una representación de una pantalla de campo de luz interactiva de 360º, en la cual presentan gráficos en tercera dimensión. La pantalla auto-estereoscópica se compone de un proyector de video de alta velocidad, un circuito para decodificar las señales de video y un espejo giratorio cubierto por un difusor holográfico. Adicionalmente, la pantalla utilizó una tarjeta estándar de gráficos programables para realizar más de 5000 imágenes por segundo, proyectándose vistas de 360º. La técnica de proyección utilizada permite una perspectiva correcta vertical y horizontal. Considerándose como aporte teórico importante para la presente investigación, debido al tipo de diseño utilizado como base de proyección, criterios de velocidad de proyección y materiales utilizados por el mismo para la visualización de las imágenes en tercera dimensión. Por otro lado, Chan (2006) desarrolló un proyector láser de calidad profesional para lo cual, inicialmente realizó el estudio del láser por utilizar, tipo de scanner y motores, además de
  • 6. fabricar el Galvo-scanner con ciclo realimentado, diseñó y elaboró los motores y controladores. El proyector construido fue capaz de cumplir con las expectativas del autor. La revisión de este trabajo permitió conocer la utilización del software MKV2; programa que se utiliza como herramienta para el diseño de imágenes. De igual manera fue de gran utilidad y de información respecto al Galvo-scanner, en cuanto a su cualidad de velocidad y precisión siendo un material útil en el desarrollo de sistemas de proyección laser. Por su parte Gómez (2001), profesor de la Escuela Superior de Ingenieros de la Universidad de Sevilla y director del grupo de investigación Física Interdisciplinaria, creó una técnica utilizando la holografía digital en la aplicación de detección precoz del cáncer de mama y pulmón. En la actualidad, este sistema se está evaluando en los Hospitales Universitarios Virgen del Rocío y Valme de Sevilla. Asimismo, Passera (2001), científico de la Universidad de Purdue, ha desarrollado una nueva tecnología de captación de imágenes que ha permitido realizar el primer "paseo visual" a través de un tumor vivo. La técnica llamada Optical Coherence Imaging (OCI), usa láseres, hologramas y detectores especiales fue utilizada por primera vez realizando un “vuelo” holográfico para registrar un video del interior de un tumor cancerígeno en una rata. Dicha técnica tiene muchas aplicaciones, además de las imágenes de diagnóstico en medicina e industria. Su interés actual reside en que podría permitir comprobar cómo reaccionan los tumores en tiempo real, mientras son tratados con fármacos experimentales y podría sustituir a los habituales rayos X. Lo expuesto anteriormente resalta que el holograma es una técnica que ha ido emergiendo y siendo utilizado en diferentes áreas como Neurología, Medicina, Física, Mecánica Cuántica, Informática, Pedagogía, Óptica, Educación, Microscopía, Oftalmología, Biología, Luminotecnia, Ensayos de Materiales, Electrónica, Fisiología, entre otras, característica que resalta la importancia de iniciar trabajos en este campo.
  • 7. Bases Teóricas Los medios visuales abarcan todo método que se utilice para mostrar o visualizar una imagen de cualquier tipo. Entre algunas herramientas para la visualización de imágenes, existe el Proyector Laser, cuyo funcionamiento ha podido apreciarse como forma de entretenimiento y búsqueda de atención en eventos y dentro del show de luces, en donde se aprecian sólo figuras en dos dimensiones. Sin embargo, existen otros sistemas de proyección laser basados en la tecnología Holográfica que ofrecen la posibilidad de ver una imagen en tres dimensiones. Un proyector holográfico con una fuente de luz que brilla a través de un patrón de interferencia plana puede producir una imagen que tiene cualidades tridimensionales, pero todavía es plana. Para crear una verdadera imagen en 3D, un proyector holográfico puede utilizar un espejo giratorio para reflejar la imagen para el observador. El espejo envía una imagen correspondiente al ángulo desde el cual el observador está viendo al sujeto. A medida que el observador se mueve alrededor del sujeto este lo ve desde diferentes perspectivas, y ve una imagen tridimensional que flota en el espacio. El prototipo diseñado consta de varios sistemas que trabajan en común para el fin deseado. A groso modo el proyector cuenta con cinco sistemas que pueden verse en el siguiente esquema: Figura Nº1. Esquema de Sistemas del Proyector Cada sistema tiene las siguientes funciones: Proyector Sistema de Motores y Espejos Sistema Láser Sistema de Comunicacion y Control Sistema de Imagenes Sistema de Pantalla
  • 8. - Sistema de Motores y Espejos: Coordina un barrido laser para la proyección. - Sistema Laser: Activa o desactiva el láser. - Sistema de Comunicación y Control: Procesa y distribuye la información para los distintos sistemas. - Sistema de Imágenes: Diseño y procesamiento de las imágenes por proyectar. - Sistema de Pantalla: Medio a ser utilizado para visualizar la imagen en tres dimensiones. Considerando que el trabajo desarrollado parte de esta técnica, se iniciará este apartado presentando una revisión de los conceptos relacionados con Holografía para luego exponer las bases conceptuales que sustentaron el diseño del proyector laser propuesto. Holografía y Hologramas Como lo expresa Toledo y otros (2009), la holografía es un método de recuperación integral de la información relativa al campo de irradiación difundido por un objeto real, por lo que permite obtener imágenes ópticas tridimensionales de distintos tipos de objetos. El holograma es el resultado del proceso holográfico, de manera similar a la foto que es el resultado del proceso fotográfico. Para que se pueda comprender con mayor facilidad que es un holograma, se puede decir que es una foto realizada con el empleo de un láser y que la principal característica que posee es el carácter tridimensional de la imagen, otra forma de describir es, permite la reproducción de imágenes tridimensionales fieles al objeto original registrando las ondas de luz reflejadas por dicho objeto, de manera que sea posible su reconstrucción con el mismo comportamiento físico. Según Beléndez y Pacual (1988), holografía o “técnica de la reconstrucción del frente de onda es un método de producción en dos etapas, denominadas registro y reconstrucción, de imágenes tridimensionales. En la primera etapa del método holográfico se hacen interferir las ondas emitidas por cada uno de los puntos del objeto, con un haz de referencia. En la segunda etapa se ilumina el holograma con un haz similar al de referencia empleado en el registro, obteniéndose la imagen tridimensional del registro.
  • 9. Al mirar un holograma el espectador tiene la impresión de ver, a través de una placa de vidrio, un objeto realmente existente y puede observarlo desde diferentes ángulos. El holograma refleja las zonas de luz y sombra, y la textura del material resulta visible, lo que acrecienta la impresión de relieve. En realidad el objeto no existe en la placa holográfica pero crea la ilusión óptica de su presencia ya que el holograma envía al espectador ondas luminosas idénticas a las que reflejaría el objeto real. Básicamente, la singular cualidad que permite al holograma producir un duplicado óptico de un objeto indujo a estudiar las posibilidades de su utilización como medio de enseñanza de la física. Desde el punto de vista óptico, un holograma o un patrón digital de interferencia holográfica solo funcionan con un color, ya que el patrón viene de la interferencia de una sola longitud de onda de luz. Para obtener el color, los proyectores holográficos tendrían que utilizar el láser de colores que iluminan los patrones correspondientes a sus colores En otro sentido, algunas de las diferencias fundamentales del mismo en comparación con su antecesor más cercano, la fotografía, lo que ayudará en la comprensión de las características particulares y distintivas que posibilitan no solo su utilización en la docencia y en la educación de la población, sino también en múltiples aplicaciones en la técnica y en la vida cotidiana. (Toledo y otros, Ob. cit.). La tabla 1 muestra un cuadro comparativo de las ventajas que esta técnica tiene sobre la fotografía y que la hacen interesante en los diferentes campos del saber. Tabla Nº1. Comparación entre Holografía y Fotografía. FOTOGRAFIA HOLOGRAFIA 1. Resolución del material baja 1. Resolución del material alta. 2. Se utiliza para iluminar el objeto cualquier fuente de luz normal. 2. Se utiliza para iluminar el objeto un láser. 3. Se utiliza una lente para formar la imagen en el medio del registro. 3. No usa una lente y no forma la imagen en el medio registro. Lo que se forma en el mismo es un patrón de interferencia. 4. Almacena la información relacionada con la intensidad. 4. Almacena la información relacionada con la intensidad y con la fase.
  • 10. 5. Los puntos individuales brillantes y oscuros son la imagen. 5. Las áreas brillantes y oscuras son franjas de interferencia microscópica que no son la imagen del objeto 6. Se obtiene un negativo y la foto se hace a partir del negativo. 6. Se obtiene directamente el holograma. 7. La foto resultante es una imagen plana o bidimensional del objeto sin paralaje. 7. La imagen resultante en el holograma es tridimensional con paralaje total. Fuente: Toledo y otros (2009) De lo expuesto por Toledo y otros (Ob. cit): los hologramas tienen las características distintivas dentro de las cuales se pueden mencionar como un medio de enseñanza y de educación social son las siguientes: - Brinda una imagen tridimensional exacta del objeto real con paralaje total y visualización de las zonas de luz y sombra, que puede sustituir satisfactoriamente al objeto real para múltiples aplicaciones. - En la construcción del mismo se aplican leyes y conceptos de la física, en particular de la óptica y el láser, lo que lo convierte además en objeto de enseñanza cuando se utiliza curricularmente. - Los estudiantes pueden construir el medio de enseñanza en prácticas de laboratorio de la disciplina física. - Permite visualizar efectos no apreciables a simple vista (estados tensionales y deformaciones de los cuerpos del orden de 10-6m). Esto se logra mediante la holografía de doble exposición y constituye una técnica de ensayo óptico no destructivo. - Permite obtener imágenes tridimensionales de objetos con perspectiva invertida. - Permite mostrar en el aula una imagen tridimensional de objetos imposibles de mostrar directamente por sus características, medidas excepcionales de seguridad y conservación, etc. - Permite obtener imágenes con ampliación o reducción del tamaño real del objeto (hologramas de imagen enfocada). Especialmente importante para que el estudiante o el público en general pueda apreciar detalles muy pequeños, no perceptibles a simple vista. - Se puede lograr el cambio de color de la imagen del objeto al cambiar la posición de observación (hologramas de arcoíris).
  • 11. Existen algunas limitantes en la utilización de hologramas como medios de enseñanza y de educación social entre las cuales pueden destacarse las siguientes (Toledo y otros, Ob. cit.): - Existen algunos objetos que por sus características no son holografiables. - Existe limitación en la realización de hologramas de objetos con mucha profundidad. - Para poder ver los hologramas se necesita una fuente de luz blanca puntual o con filamento estrecho. - Los hologramas poseen un ángulo de visión relativamente restringido por lo que no se pueden ver desde cualquier posición del observador. - Es un medio relativamente costoso y para su construcción deben crearse las condiciones materiales necesarias. Algunos tipos de hologramas son los siguientes (Beléndez, 1988): Holograma en Eje y fuere de Eje: en primer caso, se refiere a que los haces de reconstrucción posee la misma dirección de los haces del objeto. En segundo caso, lo haces de reconstrucción y del objeto poseen una diferencia gradual entre ellos. Holograma por Transmisión y Reflexión: se depende del sentido de los haces, si se tiene el mismo sentido en ambos haces se dice que es por transmisión, si a cambio poseen diferentes sentidos se dice que es por reflexión. Holograma de Amplitud y Fase: de Amplitud consiste en la variación de la onda de reconstrucción en cuanto a amplitud, y de Fase en la variación de la onda de reconstrucción en cuanto a fase. Holograma de Plano y de Volumen: estos dependen del espesor del plano de registro a proyección. Si el espesor del plano es despreciable con respecto al espesor del holograma es de carácter Plano, en caso contrario es un holograma de Volumen. Se hace notar, que los tipos no son excluyentes entre sí, se puede tener un holograma fuera de eje de volumen por transmisión y fase. Por otra parte, el Instituto Latinoamérica de Comunicación Educativa definen los siguientes tipos:
  • 12. Hologramas de Fresnel: estos son los hologramas más simples. También son los hologramas más reales e impresionantes, pero tienen el problema de que sólo pueden ser observados con la luz de un láser. b) Hologramas de reflexión: se diferencian de los de Fresnel en que el haz de referencia, a la hora de tomar el holograma, llega por detrás y no por el frente, como se muestra en la figura 39. La imagen de este tipo de hologramas tiene la enorme ventaja de que puede ser observada con una lámpara de tungsteno común y corriente. En cambio, durante la toma del holograma se requiere una gran estabilidad y ausencia de vibraciones, mucho mayor que con los hologramas de Fresnel. c) Hologramas de plano imagen. Un holograma de plano imagen es aquel en el que el objeto se coloca sobre el plano del holograma. Naturalmente, el objeto no está físicamente colocado en ese plano, pues esto no sería posible. La imagen real del objeto, formada a su vez por una lente, espejo u otro holograma, es la que se coloca en el plano de la placa fotográfica. Al igual que los hologramas de reflexión, éstos también se pueden observar con una fuente luminosa ordinaria, aunque sí es necesario láser para su exposición. d) Hologramas de arco iris. Estos hologramas fueron inventados por Stephen Benton, de la Polaroid Corporation, en 1969. Con estos hologramas no solamente se reproduce la imagen del objeto deseado, sino que además se reproduce la imagen real de una rendija horizontal sobre los ojos del observador. A través de esta imagen de la rendija que aparece flotando en el aire se observa el objeto holografiado, como se muestra en la figura 40. Naturalmente, esta rendija hace que se pierda la tridimensionalidad de la imagen si los ojos se colocan sobre una línea vertical, es decir, si el observador está acostado. Ésta no es una desventaja, pues generalmente el observador no está en esta posición durante la observación. Una segunda condición durante la toma de este tipo de hologramas es que el haz de referencia no esté colocado a un lado, sino abajo del objeto. Este arreglo tiene la gran ventaja de que la imagen se puede observar iluminando el holograma con la luz blanca de una lámpara incandescente común. Durante la reconstrucción se forma una multitud de rendijas frente a los ojos del observador, todas ellas horizontales y paralelas entre sí, pero de diferentes colores, cada color a diferente altura. Según la altura a
  • 13. la que coloque el observador sus ojos, será la imagen de la rendija a través de la cual se observe, y por lo tanto esto definirá el color de la imagen observada. A esto se debe el nombre de holograma de arco iris. Hologramas de color: Si se usan varios láseres de diferentes colores tanto durante la exposición como durante la observación, se pueden lograr hologramas en color. Desgraciadamente, las técnicas usadas para llevar a cabo estos hologramas son complicadas y caras. Además, la fidelidad de los colores no es muy alta. Hologramas prensados: estos hologramas son generalmente de plano imagen o de arco iris, a fin de hacerlos observables con luz blanca ordinaria. Sin embargo, el proceso para obtenerlos es diferente. En lugar de registrarlos sobre una placa fotográfica, se usa una capa de una resina fotosensible, llamada Fotoresist, depositada sobre una placa de vidrio. Con la exposición a la luz, la placa fotográfica se ennegrece. En cambio, la capa de Fotoresist se adelgaza en esos puntos. Este adelgazamiento, sin embargo, es suficiente para difractar la luz y poder producir la imagen. Dicho de otro modo, la información en el holograma no queda grabada como un Sistema de franjas de interferencia obscuras, sino como un sistema de surcos microscópicos. El siguiente paso es recubrir el holograma de Fotoresist, mediante un proceso químico o por evaporación, de un metal, generalmente níquel. A continuación se separa el holograma, para que quede solamente la película metálica, con el holograma grabado en ella. El paso final es mediante un prensado con calor: imprimir este holograma grabado en la superficie del metal, sobre una película de plástico transparente. Este plástico es el holograma final. Este proceso tiene la enorme ventaja de ser adecuado para producción de hologramas en muy grandes cantidades, pues una sola película metálica es suficiente para prensar miles de hologramas. Este tipo de hologramas es muy caro si se hace en pequeñas cantidades, pero es sumamente barato en grandes producciones. Hologramas de computadora: las franjas de interferencia que se obtienen con cualquier objeto imaginario o real se pueden calcular mediante una computadora. Una vez calculadas estas franjas, se pueden mostrar en una pantalla y luego fotografiar. Esta fotogralía sería un
  • 14. holograma sintético. Tiene la gran desventaja de que no es fácil representar objetos muy complicados con detalle. En cambio, la gran ventaja es que se puede representar cualquier objeto imaginario. Esta técnica se usa mucho para generar frentes de onda de una forma cualquiera, con alta precisión. Por otra parte, teniendo en cuenta de que se trata la Holografía y algunas formas de cómo realizar un holograma, avancemos a la herramienta utilizada para la proyección de las imágenes en tres dimensiones, la cual es el proyector. Proyector Láser Los proyectores holográficos generan la imagen proyectada por refracción en frente del proyector Haciendo pasar una luz láser o una luz blanca pura a través de una pantalla digital que está programada con patrones de interferencia que corresponden a una serie de imágenes; Pueden ser muy pequeños y apenas pierden luz generando muy poco calor por lo que operan de manera más eficiente El proceso crea una imagen Básicamente, consiste en un dispositivo que ejecuta movimientos rápidos de dos mini- espejos, junto con el disparo de un láser que coordinados, dando como resultado la proyección de imágenes. Se fundamenta en cinco sistemas: sistema de motores y espejos, sistema laser, sistema de comunicación y control, sistema de imágenes y sistema de pantalla. Sistema de Motores y Espejos Se encarga del movimiento horizontal y vertical de dos espejos, respectivamente, a alta velocidad, de forma coordinada para abarcar un área deseada. Con este sistema se estipula el tamaño del área por proyectar. Se puede decidir qué recorrido se desea al momento de configurar el movimiento de los espejos, puede ser H-V (Horizontal a Vertical), quiere decir, que primero se barrerá horizontalmente y se pasará poco a poco verticalmente; o puede ser de forma contraria V-H (Vertical a Horizontal). Dentro de este sistema se pueden encontrar micro-controladores, motores eléctricos paso a paso o servomotores y espejos. En el caso de los espejos no hay un patrón a seguir para su selección en cuanto al desarrollo de un proyector, basta con una superficie pulida cubierta
  • 15. con una película dieléctrica de alta calidad, sin embargo, se hace notar que existen materiales utilizados como espejos, uno de ellos instalado en impresoras láser es un vidrio pulido con una cubierta dorada y una película dieléctrica. Este sistema se conforma de los espejos como tal, cuya selección no es muy específica, basta con disponer de una superficie pulida cubierta con una película dieléctrica de alta calidad, e incluso, materiales utilizados como el vidrio pulido instalado en impresoras láser revestido de una cubierta dorada y una película dieléctrica pueden usarse como espejos. Para llevar a cabo los barridos se requiere la utilización de motores, que pueden ser paso a paso o servomotores, según se requiera velocidad, potencia, precisión, tamaño de los espejos…?? (o de que depende que sea uno u otro). Asimismo es necesario controlar las altas velocidades requeridas durante el barrido de las imágenes y con gran precisión por lo que es necesario contar con un sistema de comunicación y control que para el proyecto en estudio se logró con un microcontrolador. Características básicas de los Motores Eléctricos Se tiene 4 tipos de motores eléctricos: Motor paso a paso, Servo-motor, Motor DC o de Corriente Continua y Galvomotores. Se considera importante una breve explicación de estos 4 tipos de motores. Motor Paso a Paso Tal como lo señala Carletti (2009), los motores paso a paso son dispositivos electromecánicos que convierten, una serie de impulsos eléctricos en desplazamientos angulares discretos, lo que significa, que son capaces de avanzar una serie de grados (paso) dependiendo de sus entradas de control. El motor paso a paso se comporta de la misma manera que un conversor digital-analógico y puede ser gobernado por impulsos procedentes de sistemas lógicos. Este motor presenta las ventajas de tener alta precisión y repetitividad en cuanto al posicionamiento. Entre sus principales aplicaciones destacan: motor de frecuencia variable,
  • 16. motor de corriente continua sin escobillas, servomotores y motores controlados digitalmente. Deben indicar en el texto cualquier figura que incluyan, Figura N°3. Motor Paso a Paso Fuente: Plus Electronics C.A. (2014) Servo-motor Un servomotor (también llamado servo) es un tipo de motor paso a paso, que tiene la capacidad de ubicarse en cualquier posición dentro de su rango de operación, y mantenerse estable en dicha posición y que cuenta con la capacidad de ser controlado, tanto en velocidad como en posición. Funciona u opera por medio de la onda eléctrica que le sea suministrada. (Kosow, 1993) Fuente: Plus Electronics C.A. (2014) Figura N°4. Servo-Motor
  • 17. Motor DC o de Corriente Continua El motor de corriente continua (C.C.) es la máquina eléctrica más antigua empleada en aplicaciones de potencia y tracción. Su sencillo principio de funcionamiento y gran versatilidad han permitido que siga vigente hasta nuestros días, a pesar de ser constructivamente más complejo que las máquinas de corriente alterna más modernas. Su velocidad fácilmente controlable, posibilidad de girar en ambos sentidos y capacidad de altos torques de partida, lo hacen ideal para aplicaciones de tracción. Estos motores se conocen como motores lineales. Su principal inconveniente es el mantenimiento, muy caro y laborioso. (Maureira, 2010) Fuente: Plus Electronics C.A. (2014) Figura N°5. Motor de Corriente Continua Galvomotores Son dispositivos capaces de ejercer un movimiento rotatorio de forma rápida y precisa por medio de impulsos eléctricos junto a la intensidad necesaria. Cambridge Technology (s/f) comenta que son motores de rotación limitada de DC que impulsan espejos de dirección de rayo láser o aplicaciones de escaneo. El movimiento controlado se consigue con un detector de posición interna o PD, que permite el servo control de bucle cerrado del motor, proveyendo una señal proporcional a la posición de la rotación del eje del motor. Este tipo de motor fue el seleccionado para el desarrollo del prototipo de proyección laser.
  • 18. Fuente: Cambridge Technology (s/f) Figura N°6. Galvomotores Una ejemplo de un sistema con Galvomotores, es el PT-30K que es un sistema de alta velocidad y consiste en dos galvanómetros movidos por un controlador de lazo cerrado de doble canal alimentado por una fuente de ±18V, cada galvomotor puede moverse de 4º a 5º a una velocidad de hasta 50 mil veces por segundo, esta velocidad disminuye a medida que aumenta la cantidad de grados de cada movimiento (TE-LIGHTING, s/f). Tabla Nº1. Relación entre Angulo de Apertura o Deflexión y Velocidad del Sistema PT-30K Angulo de Deflexión Velocidad 20º 30Kpps 15º 32Kpps 10º 35Kpps 8º 40Kpps 5º 50Kpps *pps: Puntos por segundo. Fuente: TE-LIGHTING (s/f)
  • 19. Figura Nº7. PT-30K. ¿?? Que es esto por eso hace falta mencionar toda figura en el texto Fuente: TE-LIGHTING (s/f) Micro-Controladores y Lenguajes de Programación Según Torres (2007), los microcontroladores son computadores digitales integrados en un chip que cuentan con un microprocesador o unidad de procesamiento central (CPU), una memoria para almacenar el programa, una memoria para almacenar datos y puertos de entrada salida. A diferencia de los microprocesadores de propósito general, como los que se usan en los computadores PC, los microcontroladores son unidades autosuficientes y más económicas. El funcionamiento de los microcontroladores está determinado por el programa almacenado en su memoria. Este puede escribirse en distintos leguajes de programación. Además, la mayoría de los microcontroladores actuales pueden reprogramarse repetidas veces. Por las características mencionadas y su alta flexibilidad, los microcontroladores son ampliamente utilizados como el cerebro de una gran variedad de sistemas embebidos que controlan máquinas, componentes de sistemas complejos, como aplicaciones industriales de automatización y robótica, domótica, equipos médicos, sistemas aeroespaciales, e incluso dispositivos de la vida diaria como automóviles, hornos de microondas, teléfonos y televisores. Frecuentemente se emplea la notación μC (Abreviatura de Micro-Controlador) o
  • 20. las siglas MCU (por microcontroller unit para referirse a los microcontroladores. De ahora en adelante, los microcontroladores serán referidos en este documento por μC. Características de los Microcontroladores. Las principales características de los μC son: - Unidad de Procesamiento Central (CPU): Típicamente de 8 bits, pero también las hay de 4, 32 y hasta 64 bits con arquitectura Harvard, con memoria/bus de datos separada de la memoria/bus de instrucciones de programa, o arquitectura de von Neumann, también llamada arquitectura Princeton, con memoria/bus de datos y memoria/ bus de programa compartidas. - Memoria de Programa: Es una memoria ROM (Read-Only Memory), EPROM (Electrically Programable ROM), EEPROM (Electrically Erasable/Programable ROM) o Flash que almacena el código del programa que típicamente puede ser de 1 kilobyte a varios megabytes. - Memoria de Datos: Es una memoria RAM (Random Access Memory) que típicamente puede ser de 1, 2 4, 8, 16, 32 kilobytes. - Generador del Reloj: Usualmente un cristal de cuarzo de frecuencias que genera una señal oscilatoria de entre 1 a 40 MHz, o también resonadores o circuitos RC. - Interfaz de Entrada/Salida: Puertos paralelos, seriales (UARTs, Universal Asynchronous Receiver/Transmitter), I2C (Inter-Integrated Circuit), Interfaces de Periféricos Seriales (SPIs, Serial Peripheral Interfaces), Red de Area de Controladores (CAN, Controller Area Network), USB (Universal Serial Bus). Otras opciones: - Conversores Análogo-Digitales (A/D, analog-to-digital) para convertir un nivel de voltaje en un cierto pin a un valor digital manipulable por el programa del microcontrolador. - Moduladores por Ancho de Pulso (PWM, Pulse-Width Modulation) para generar ondas cuadradas de frecuencia fija pero con ancho de pulso modificable.
  • 21. Fuente: MikroElektronika (s/f) Figura Nº8. Componentes de un Microcontrolador En el caso del micro-controlador, para el desarrollo de este prototipo se necesita una gran velocidad en conjunto con una gran precisión, para ello se tiene utilizó un Micro-controlador denominado “dsPIC”, debido a que dentro de sus datos técnicos puede realizar operaciones amplias en bajos tiempos, lo cual cumple con la necesidad de velocidad. Una breve definición de los dsPIC, tal como lo señala Pavón y Cruz (2010) dsPIC es un nombre genérico que se utiliza para referirse a los controladores digitales de señales (DSC) que ha diseñado Microchip Technology Inc. para facilitar a los usuarios, la transición al campo de las aplicaciones de los procesos digitales de señales, que van a proporcionar en los próximos años un crecimiento espectacular en los próximos años en áreas como las comunicaciones, los sensores, el procesamiento de las imágenes y el sonido, el tratamiento matemático de las señales, los sistemas de alimentación, el control de motores, la electromedicina, los sistemas multimedia, la automoción e internet. Los dsPIC son el penúltimo lanzamiento de Microchip, comenzando a producirlos a gran escala a finales de 2004. Son los primeros PICs con bus de datos inherente de 16 bits. Incorporan todas las posibilidades de los anteriores PICs y añaden varias operaciones de DSP (Procesamiento Digital de Señales) implementadas en hardware, como multiplicación con suma de acumulador (Multiply-Accumulate, o MAC), barrel shifting, bit reversión o multiplicación 16x16 bits. (Pavón y Cruz, Ob. cit.)
  • 22. Fuente: Plus Electronics C.A. (2014) Figura Nº9. dsPIC30F3011 Con respecto al lenguaje de programación, se utiliza el Lenguaje C, el cual es un lenguaje estructurado, en el mismo sentido que lo son otros lenguajes de programación tales como el lenguaje Pascal, el Ada o el Modula-2, pero no es estructurado por bloques, o sea, no es posible declarar subrutinas (pequeños trozos de programa) dentro de otras subrutinas, a diferencia de como sucede con otros lenguajes estructurados tales como el Pascal. Además, el lenguaje C no es rígido en la comprobación de tipos de datos, permitiendo fácilmente la conversión entre diferentes tipos de datos y la asignación entre tipos de datos diferentes. Todo programa de C consta, básicamente, de un conjunto de funciones, y una función llamada main, la cual es la primera que se ejecuta al comenzar el programa, llamándose desde ella al resto de funciones que compongan nuestro programa. (Bonet,s/f). En tal sentido, desde su creación, surgieron distintas versiones de C, que incluían unas u otras características, palabras reservadas, etc. Este hecho provocó la necesidad de unificar el lenguaje C, y es por ello que surgió un standard de C, llamado ANSI-C,que declara una serie de características, que debe cumplir todo lenguaje C. Por ello, y dado que todo programa que se desarrolle siguiendo el standard ANSI de C será fácilmente portable de un modelo de ordenador a otro modelo de ordenador, y de igual forma de un modelo de compilador a otro, en estos apuntes explicaremos un C basado en el standard ANSI-C. (Bonet,s/f). El lenguaje C posee un número reducido de palabras reservadas (tan solo 32) que define el standard ANSI-C. Estas palabras reservadas pueden verse en la tabla siguiente:
  • 23. Tabla Nº2. Comandos del Lenguaje C. Fuente: Bonet (s/f) Sistema de Laser Su función es activar y desactivar el dispositivo laser de forma rápida y precisa en el momento deseado. Este sistema, coordina el pixel que se desea mostrar para formar la imagen, el cual consiste en controlar la fuente de poder que nutre el láser por medio de un dispositivo capaz de conmutar de un estado a otro (activado o desactivado) al momento de introducirle una señal. Emisiones Laser Para Martínez y Sendra (s/f), la palabra láser es un acrónimo de las palabras inglesas: Light Amplification by Stimulated Emisión of Radiation, es decir, amplificación de luz mediante emisión estimulada de radiación. Realmente representa el nombre de un dispositivo cuántico, que sirve para generar ondas electromagnéticas de la gama óptica. Tiene un antecedente inmediato en el acrónimo máser, correspondiente a Microwave Amplification by Stimulated Emission of Radiation, con el que, en 1950, Townes, Gordon y Zeigev designaron el primer oscilador en la gama milimétrica construido por ellos. Para la emisión de luz visible a partir de un foco, debe comunicarse a éste una energía por ejemplo: térmica, eléctrica o química, que excite sus átomos. Generalmente se producirá una desexcitación inmediata con emisión continua de radiaciones, con las características siguientes: - Son heterocromáticas (de distinta longitud de onda). - No son coherentes (no se encuentran en fase).
  • 24. - Se propagan en todas las direcciones del espacio. La radiación láser posee todas las propiedades de la luz; sin embargo, se caracteriza por ser: monocromática (todos sus fotones tienen igual longitud de onda), coherente (todos los fotones se encuentran en fase temporal y espacial) y direccional (el haz de radiación presenta escasa divergencia, fruto de las dos características anteriores). La principal utilidad práctica de la radiación láser reside en que concentra un gran número de fotones por unidad de superficie. (Martínez y Sendra, Ob. cit.) Sistema de Comunicación y Control: Puede separarse en dos partes, la primera parte, se encarga de la comunicación, que consiste en transmitir información, ya sea entre el Sistema de Espejos y el Sistema de Laser, como también entre los sistemas anteriores con el computador o Base de Datos de imágenes que serán mostradas. Y que conforma esta primera parte? Creo que al separar comunicación y control se hace más difícil explicar sus funciones. La segunda parte, se encarga del control y coordinación de los sistemas antes mencionados, consiste en manejar la información transmitida y distribuirla a cada uno de los sistemas. Ejemplo la señal de activación procesada para iniciar la activación o desactivación del láser, el control de giro de cada motor, la coordinación entre giro y disparo laser para la correcta visualización, entre otros. Se puede ilustrar el conjunto de sistemas en función de la manera siguiente: Supóngase que se tiene una resolución de 3x3 que posee 9 pixeles y se quiere mostrar la letra T, se toma un recorrido H-V (Primero un barrido Horizontal y luego un salto en vertical); se marcarán las columnas como A, B y C, y las filas como 1,2 y 3 de forma de Matriz. En la Figura N°1 se puede apreciar cómo se va formando la imagen y el producto final a alta velocidad. Nota: El color verde indica la activación del láser y el Rojo que se encuentra desactivado. De igual forma, en la Figura Nº2, se tiene el mismo ejemplo pero con un recorrido V-H. Y en este ejemplo, que hace el sistema de comunicación y control? Envía las señales para que se prenda y apague el láser de acuerdo al patrón?, quien mueve que cosa
  • 25. cuando se tiene un recorrido V-H o H-V? Eso es lo que deben explicar pues están en el sistema de control. Figura N° 1. Formación de la imagen a alta velocidad. Figura N°2. Recorrido V-H. Para efecto de este proyecto, el sistema utilizado es más avanzado, ya que el controlador y el sistema de espejos son capaces de ir a una posición requerida sin necesidad de posicionarse en lugares no deseados, que retardan la proyección o la visualización de la imagen. En el caso de el desarrollo de las imágenes se tienes software q se encargan de procesar la información en el computador con referencia a los diseños y adecuarla para su posterior transmisión al sistema encargado para la proyección.
  • 26. Herramientas de modelado y Diseño de figuras Para el procesamiento de la información necesaria para la proyección de imágenes, se utilizaron ciertos programas como herramienta de modelado y diseño de figuras, así como también, para establecer la comunicación entre el ordenador y el sistema de proyección. Por ello, se define a groso modo cada software utilizado. Google SketchUp 8 Es un software libre, Google SketchUp que permite crear modelos 3D de cualquier cosa que guste. Modelar cualquier cosa que se pueda imaginar, redecorar una sala de estar, diseño de una nueva pieza de mobiliario, exportación de una animación y compartirlo en YouTube. No hay límite de lo que se pueda crear con SketchUp. Los profesores están usando en muchos niveles y en muchas áreas de la tecnología informática a las matemáticas, la geografía y la ciencia. (Valentini, 2011). Una vez utilizado este recurso, los autores de esta investigación pueden definir este programa como una herramienta para diseñar, modelar y elaborar imágenes y secuencias de imágenes, pudiéndose observar su perspectiva en 3D, las cuales pueden posteriormente ser usadas como plantillas. El Software posee una interfaz de fácil uso siendo así una opción llamativa en este desarrollo.
  • 27. Fuente: Williams (2013) Figura Nº10. Bosquejo del interior de una Casa usando Google SketchUp I-Show ILDA Laser Software de control de luz y de interfaz USB Es un programa que permite diseñar imágenes en dos dimensiones o con apariencia en tres dimensiones que son usadas como información por un proyector laser. Dicho software iShow es un programa compatible para sistemas operativos Windows 98-2000-XP, además este programa sirve de enlace entre la PC y el Proyector tipo Scanner PT-30k a través de un hardware que decodifica los datos enviados desde el PC por puerto USB a un puerto Paralelo ILDA DB25F que comunica con la unidad PT-ITURS. El software cuenta con una interface de usuario sencilla que divide las funciones de este en 7 categorías: Fuente: Propia (2013) Figura Nº11. Menú Inicial del Software Ishow - Picture Edit: interface donde el usuario puede dibujar imágenes, figuras o secuencias de imágenes.
  • 28. Fuente: Propia (2013) Figura Nº12. Vista del panel de función Editar Figura - Quick Play: en esta interface el usuario puede seleccionar las imágenes o secuencias de imágenes que quiere proyectar. Fuente: Propia (2013) Figura Nº13. Vista del panel de función Quick Play - Segment Edit: el usuario personaliza la proyección de las imágenes haciendo cambios de algunos valores, también se pueden unir diferentes imágenes para crear secuencias de imágenes personalizadas.
  • 29. Fuente: Propia (2013) Figura Nº14. Vista del panel de función Editar Segmentos - Show Edit: en esta categoría encontramos opciones para conectar varios proyectores y sincronizar las secuencias de imágenes en cada uno de ellos. Fuente: Propia (2013) Figura Nº15. Vista del panel de función Show Edit - Converter: parte importante de este software ya que, las imágenes que se crean en Picture Edit son guardadas en un formato .ddr que para convertirlas en secuencias de imágenes para su proyección deben transformarse en archivos con extensión .ILD.
  • 30. Fuente: Propia (2013) Figura Nº16. Vista del panel de función Converter - Detect device: Esta opción muestra los dispositivos de proyección conectados a la PC por puerto USB. Fuente: Propia (2013) Figura Nº17. Vista del panel de función Dispositivo Detectado - Select Device: la opción proporciona la elección entre los dispositivos de proyección conectados por puerto USB.
  • 31. Fuente: Propia (2013) Figura Nº18. Vista del panel de función Selección de Dispositivo Sistemas de Pantalla y de Control de Pantalla Falta una descripción de este apartado, Que es y para qué es necesario en un proyector contar con este sistema Sistema de Control de Pantalla: Se encarga de controlar el giro de un motor de gran precisión y velocidad que posee un material que sirve de fondo para la proyección de la imagen. Se puede decir que es el Driver? este se encarga de hacer funcionar la base de proyección para la visualización, consta de una serie de TIPs debidamente configurados y controlados por un dsPIC para hacer girara de manera rápida y precisa un motor paso a paso. La velocidad de la base puede variar en función de la imagen a proyectar, esto es debido a la cantidad de puntos de necesarios para la elaboración de la imagen. Sistema de Pantalla: Su función es servir como base de proyección, consta de un material poco refractivo que posee poco peso, ya que si este es elevado ¿?que pasa si es elevado?. Se tiene una ilustración de la base utilizada para cumplir el objetivo de la imagen en tercera dimensión.
  • 32. Fuente: Propia (2012). Figura N°19. Base de Proyección, L: Vista lateral, F: Vista frontal.
  • 33. CAPITULO III MARCO METODOLÓGICO Naturaleza y Tipo Investigación De acuerdo con la estrategia empleada por los investigadores, este estudio corresponde a una investigación de naturaleza aplicada de tipo proyecto especial. Una investigación de naturaleza aplicada, para Murillo (2008), recibe el nombre de “investigación práctica o empírica”, que se caracteriza porque busca la aplicación o utilización de los conocimientos adquiridos, a la vez que se adquieren otros, después de implementar y sistematizar la práctica basada en investigación. El uso del conocimiento y los resultados de investigación que da como resultado una forma rigurosa, organizada y sistemática de conocer la realidad (citado por Vargas, 2009). Por otro lado, el Manual de Trabajo de Grado de Especialización, Maestría y Tesis Doctoral de la Universidad Pedagógica Experimental Libertador (2011) define los Proyectos Especiales como: “Trabajos que lleven creaciones tangibles, susceptibles de ser utilizadas como soluciones a problemas demostrados, o que correspondan a necesidades e interés de tipo cultural. Se incluyen en esta categoría los trabajos de elaboración de libros de texto y materiales de apoyo educativo, el desarrollo de software, prototipos y de productos tecnológicos en general, así como también los de creación literaria y artística… los proyectos especiales, en todos los casos, deben incluir la demostración de la necesidad de la creación o de la importancia del aporte, según el caso, la fundamentación teórica, la descripción de la metodología utilizada y el resultado concreto del trabajo en forma acabada”. (p.22) Fases o Etapas de la Investigación En función de los objetivos definidos en el presente estudio, donde se plantea el Desarrollo de un Prototipo de Proyector Laser, se realizaron una serie de pasos, orientados a alcanzar los fines propuestos:
  • 34. 1. Análisis documental para la adquisición de los nuevos conceptos 2. Estudio del número de imágenes necesarias para la proyección. 3. Cálculos de tiempo de diseño necesario para el diseño de las imágenes a proyectar. 4. Selección por medio un análisis de los motores necesarios para el proyector cumpliendo con los criterios de velocidad de giro, precisión y tiempo de respuesta. 5. Diseño del controlador para el los motores. 6. Pruebas de los motores para la verificación del cumplimiento de los criterios. 7. Acoplamiento del proyector. 8. Pruebas del proyector para verificar la visualización en Dos Dimensiones. 9. Diseño y Pruebas del Motor para la Base de Proyección. 10. Selección del Software para el desarrollo de las imágenes por medio de un análisis de funciones y costo. 11. Elaboración de las imágenes a ser proyectadas. 12. Acoplamiento del sistema de proyección en dos dimensiones con la base la base de proyección. 13. Pruebas para la verificación de la proyección y su visualización en tres dimensiones Análisis Documental - La fuente más utilizada fue Internet, donde se buscó referente a la holografía, proyector laser, motores, láseres, entre otras cosas asociadas. - Durante la investigación se fue tomando nota de información relevante con respecto al desarrollo deseado. Esta fase nos dio a conocer información que no se poseía, además de darnos un punto de inicio para empezar los estudios pertinentes para el sistema de proyección en dos dimensiones. Imágenes Se planteó el número de imágenes a ser proyectadas para tener un criterio de selección en cuanto a la velocidad y tiempo de respuesta para el diseño y proyección de las imágenes. En este estudio, se tomó en cuenta para posteriormente realizar los cálculos pertinentes para establecer puntos límites y tener un rango de aceptación para la selección de los motores para la proyección en dos dimensiones.
  • 35. Cálculos y Criterio de Diseño Al haber realizado el cálculo teniendo como base el número de imagen a proyectar el tiempo en que se debe proyectar se transaron límites para la selección de los motores. Esta fase dio una medida de selección para poder cumplir con la proyección de la imagen. Selección del Sistema de Proyección Teniendo los parámetros a seguir, se estudió tipos de motores que pueden cumplir con los criterios. Con esta selección se pudo conseguir un número de motores finito, de diferente tipo que posteriormente se procedieron a probar. Controlador del Motor Cada motor supuso un controlador que pudiera manejarlo, por lo tanto se diseñaron y se ensamblaron. Esta fase ayudo a iniciar la fase de prueba de los motores. Pruebas de los Motores Se probó y se llevó al límite posible a cada motor en el desarrollo, pudiéndose observar cual era el óptimo para el desarrollo del proyector. Culminando la fase de pruebas se observó la capacidad de cada motor en cuanto a velocidad de giro, precisión y tiempo de respuesta, concluyéndose con el adecuado para el sistema de proyección. Se puede decir que estas tres últimas fases fueron las más importantes y que más tiempo llevo de todo el desarrollo. Proyector en Dos Dimensiones Se montó el sistema de manipulación de espejos compuesto por el sistema motores seleccionados en las pruebas y el sistema de disparo del láser. En esta fase se diseñó el sistema de disparo laser, para así completar el proyector en dos dimensiones. Pruebas de Proyección en Dos Dimensiones - Se utilizaron imágenes preestablecidas, las cuales estaban incluidas en el sistema de manipulación de espejos seleccionado en la pruebas de motores. - Se apreció el cumpliendo con las funciones del proyector visualizándose las imágenes en dos dimensiones. Habiendo concluido con las fases que engloban la proyección en dos dimensiones se siguió con la búsqueda de la proyección en tres dimensiones.
  • 36. Base de Proyección Se diseñó y ensamblo la base de proyección que fue capaz de permitir la visualización de una imagen en tres dimensiones. En esta fase se utilizó un tipo de motor y si controlador de la fase de selección y pruebas, así como también su capacidad para soportar el peso de la base. Software de Diseño de Imágenes Utilizando los criterios de funciones y costo se analizaron 3 diferentes softwares llegando a seleccionar el mejor entre ellos. Imágenes Haciendo uso del software antes seleccionado y adquirido se procedió a diseñar y elaborar las imágenes y secuencias de imágenes que iban a hacer proyectadas. Inicialmente esta fase las perspectivas de cada imagen se realizaron de forma manual, sin embargo se buscó automatizar con otro software. Sistema de proyección en Tres Dimensiones Esta última fase se ensamblo todas las partes y se realizaron las pruebas para la visualización de las imágenes en tres dimensiones.