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Asservissement de position d'un miroir



  1. #1
    PhoebeBuffet

    Exclamation Asservissement de position d'un miroir


    ------

    Bonjour

    Dans le cadre de mes TIPE j'aimerais réaliser un dispositif d'asservissement de position d'un miroir...

    J'étudie en fait un système qui suit les mouvements de l'oeil. Le principe de ma manip est la suivante: un faisceau laser est envoyé sur un faux oeil (sphère réfléchissante). Le faisceau réfléchi est analysé par une photodiode. Lorsque l'oeil bouge, l'intensité lumineuse réfléchie par l'oeil change et cette différence d'intensité lumineuse va actionner un moteur sur lequel est monté un miroir. Le dispositif va ainsi faire en sorte que le miroir s'oriente de manière à rediriger le faisceau laser au bon endroit sur l'oeil.

    Mais quel moteur dois-je utiliser ? et auriez-vous une idée de montage électronique pour réaliser cette manip ?

    Je vous remercie d'avance

    -----

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  3. #2
    physastro

    Re : Asservissement de position d'un miroir

    Bonjour,

    si tu veux avoir un minimum de finesse pour tes déplacements je te conseille d'utiliser des piezos pour déplacer tes miroirs...
    "Nous sommes juchés sur des épaules de géants..."

  4. #3
    LPFR

    Re : Asservissement de position d'un miroir

    Bonjour.
    Si mes souvenirs sont bons tout cela est pour maintenir bien dirigé un laser qui brûle la cornée.
    Les déplacements avec un "piézo" sont les plus rapides mais de faible amplitude.
    D'autre part, il me semble que vos connaissances en électronique et asservissements ne vont pas très loin. Donc, vous devriez plutôt utiliser un asservissement "clés en main". Peut être que ceux utilisées pour créer des effets de lumière dans les boites et dans les concerts peut faire l'affaire. Mais là, je ne suis pas dans le coup.
    Au revoir.

  5. #4
    PhoebeBuffet

    Re : Asservissement de position d'un miroir

    D'autre part, il me semble que vos connaissances en électronique et asservissements ne vont pas très loin.
    Juste en passant... je suis en maths spé physique sciences de l'ingénieur, donc je pense voyez-vous avoir désormais acquis les connaissances nécessaires en électronique et en asservissement.
    J'ai juste du mal à imaginer une manip toute seule sans savoir quel matériel est adéquate et comment réaliser ma modélisation;
    et oui , j'ai étudié une foule d'asservissements de position en SI ou en physique mais je n'en ai jamais réalisé un...
    excusez-moi, donc, pour mon "manque de pratique"...

  6. A voir en vidéo sur Futura
  7. #5
    invite2313209787891133
    Invité

    Re : Asservissement de position d'un miroir

    Bonjour
    Si j'ai bien compris le laser est fixe, et un miroir permet d'orienter le faisceau.
    Une photodiode permet de mesurer la quantité de lumière réfléchie sur l'oeil.
    J'ai l'impression qu'il y a un petit problème dans ce cahier des charges; une seule photodiode ne permettra d'asservir une position que sur une droite. Il faut au minimum 2 capteurs pour avoir un positionnement sur un plan.

    Je suppose donc que l'oeil se déplace le long d'une droite.
    L'asservissement est alors assez simple; il suffit d'entrer,apres mise en forme, le signal de la photodiode (une photorésistance serait d'ailleurs plus adaptée) sur un comparateur dont l'autre entrée correspond à un petit peu moins que la valeur délivrée par le capteur pour la position voulue.

    La sortie de ce comparateur pilote directement un signal sinusoïdal de faible frequence appliqué sur le moteur de positionnement; ainsi quand le signal est faible le moteur vas déplacer le miroir de gauche à droite, jusqu'à retrouver la bonne position.

  8. #6
    invite2313209787891133
    Invité

    Re : Asservissement de position d'un miroir

    Citation Envoyé par PhoebeBuffet Voir le message
    Juste en passant... je suis en maths spé physique sciences de l'ingénieur, donc je pense voyez-vous avoir désormais acquis les connaissances nécessaires en électronique et en asservissement.
    Aussi incroyable que cela puisse paraitre j'ai connu quelqu'un qui était en math spé qui ne savait pas poser une division sur un tableau

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  10. #7
    invite2313209787891133
    Invité

    Re : Asservissement de position d'un miroir

    Citation Envoyé par Dudulle Voir le message
    La sortie de ce comparateur pilote directement un signal sinusoïdal de faible frequence appliqué sur le moteur de positionnement; ainsi quand le signal est faible le moteur vas déplacer le miroir de gauche à droite, jusqu'à retrouver la bonne position.
    Ici je voulais bien sur dire "un signal sinusoïdal de faible fréquence qui pilote la position du moteur d'asservissement"; il est évident que si on alimente le moteur avec ce signal ça ne marchera pas.

  11. #8
    stefjm

    Re : Asservissement de position d'un miroir

    Citation Envoyé par PhoebeBuffet Voir le message
    Juste en passant... je suis en maths spé physique sciences de l'ingénieur, donc je pense voyez-vous avoir désormais acquis les connaissances nécessaires en électronique et en asservissement.
    MDR,PTDR, pardon! C'est compulsif!
    Jettez un oeil aux posts de LPFR et vous pourrez constater qu'il a raison.

    Jettez donc un oeil ici, et ici et vous comprendrez mon sceptissisme.

    Sérieusement, la sécurité laser est aussi un domaine que vous connaissez?
    Perso, je n'y connais rien, je serais donc d'une extrême prudence.

    Citation Envoyé par PhoebeBuffet Voir le message
    J'ai juste du mal à imaginer une manip toute seule sans savoir quel matériel est adéquate et comment réaliser ma modélisation;
    et oui , j'ai étudié une foule d'asservissements de position en SI ou en physique mais je n'en ai jamais réalisé un...
    excusez-moi, donc, pour mon "manque de pratique"...
    Le manque de pratique est excusable, la prétention moins.
    Moi ignare et moi pas comprendre langage avec «hasard», «réalité» et «existe».

  12. #9
    invite2313209787891133
    Invité

    Re : Asservissement de position d'un miroir

    Citation Envoyé par stefjm Voir le message
    Le manque de pratique est excusable, la prétention moins.
    Peut on aussi excuser la provocation gratuite ?

  13. #10
    stefjm

    Re : Asservissement de position d'un miroir

    Citation Envoyé par Dudulle Voir le message
    Peut on aussi excuser la provocation gratuite ?
    Non, il ne faut surtout pas.

    Le message 4 de PhoebeBuffet m'a fait réagir, sans doute trop vivement.
    Je le prie de m'en excuser.
    Moi ignare et moi pas comprendre langage avec «hasard», «réalité» et «existe».

  14. #11
    LPFR

    Re : Asservissement de position d'un miroir

    Citation Envoyé par PhoebeBuffet Voir le message
    Juste en passant... je suis en maths spé physique sciences de l'ingénieur, donc je pense voyez-vous avoir désormais acquis les connaissances nécessaires en électronique et en asservissement.
    J'ai juste du mal à imaginer une manip toute seule sans savoir quel matériel est adéquate et comment réaliser ma modélisation;
    et oui , j'ai étudié une foule d'asservissements de position en SI ou en physique mais je n'en ai jamais réalisé un...
    excusez-moi, donc, pour mon "manque de pratique"...
    Bonjour.
    Votre manque de connaissances en électronique et en asservissements est une constatation à partir des questions que vous avez posées précédemment.
    Et le texte même de que vous venez d'écrire en est une confirmation. Si vous aviez fait, ne serait-ce que quelques maquettes en électronique, vous sauriez que les connaissances théoriques sont très utiles, voire indispensables, mais que les calculs et les simulations ne remplacent pas la réalisation et les tests du montage réel. Ce que vos profs ne vous ont pas appris est que les caractéristiques composants réels ne sont pas identiques aux caractéristiques données par le fabriquant. Celui-ci vous donne des valeurs extrêmes et des valeurs "typiques".
    Vous avez de la dispersion entre composants que vous pouvez inclure dans vos calculs...si vous savez le faire. D'autre part, pour d'autres composants vous ne disposez pas de vraies valeurs. Pour un actionneur, par exemple, vous aurez la fréquence de coupure mais vous n'aurez pas la fréquence où la pente devient 12dB/octave. Et si vous essayez de la mesurer, vous découvrirez que les amplitudes sont tellement faibles que vous n'avez pas avec quoi la mesurer. Et c'est pourtant c'est cette fréquence qui va faire que votre système accroche.

    Mais tout ça, vous le découvrirez très vite. Et là, vous commencerez à apprendre.
    Au revoir.

  15. #12
    chatelot16

    Re : Asservissement de position d'un miroir

    venu d'un ecolier le flou des question serait aceptable

    venu de math spé , c'est plus douteux

    le probleme n'est pas asservissement d'un miroir , mais mesure de la direction que vise l'oeil , et eventuellement ensuite asservir un miroir sur cette direction

    je ne vois pas a quoi ca peut servir de braquer un laser sur un oeil , si ce n'est de detruire la retine

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  17. #13
    PhoebeBuffet

    Re : Asservissement de position d'un miroir

    je ne vois pas a quoi ca peut servir de braquer un laser sur un oeil , si ce n'est de detruire la retine
    L'eye-tracker est un dispositif de poursuite des mouvements oculaires pendant une opréation chirurgicale. Toutes les opérations actuelles de l'oeil visant à corriger les défauts de vision (surtout la myopie) se font au laser. Le laser ne détruit pas la rétine non, mais n'agit que sur les tissus superficiels de la cornée pour en modifier le rayon de courbure et ainsi corriger le défaut de vision du patient.
    Le faisceau laser doit être envoyé au bon endroit sur la cornée, sans quoi l'opération est ratée. Et si jamais l'oeil bouge durant l'opération et que le faisceau laser n'est pas redirigé, celui-ci n'est pas envoyé au bon endroit sur la pupille.
    D'où la necessité d'un dispositif qui suit l'oeil pendant la procédure: 4 diodes Infrarouges emettent 4 faisceaux séparés dans le temps et délimitent au début de la procédure le bord de la pupille. Quand l'oeil bouge, l'intensité lumineuse reçue par les capteurs infrarouge varie ce qui active les servomoteurs qui réorientent les miroirs pour rediriger le faisceau laser au niveau de la pupille (nouvelle position de l'oeil).

  18. #14
    PhoebeBuffet

    Re : Asservissement de position d'un miroir

    Si vous aviez fait, ne serait-ce que quelques maquettes en électronique, vous sauriez que les connaissances théoriques sont très utiles, voire indispensables, mais que les calculs et les simulations ne remplacent pas la réalisation et les tests du montage réel.
    LPFR, je suis entièrement d'accord avec vous; je suis bien consciente que je n'ai pas encore de pratique en électronique; les TP qu'on fait ne sont que des applications directes des cours. C'est bien pour cela que je n'arrive pas à me débrouiller seule pour cette manip.

    Par aillleurs je crois que je n'ai pas été assez claire sur mon montage; c'est bien un asservissement de position, car je veux positionner le miroir qui redirige le faisceau laser au bon endroit sur la cornée (disons le centre de la pupille) quand l'oeil s'est déplacé. Ce miroir est monté sur un moteur à courant continu.
    Dans ma modélisation: une source laser est envoyée sur un faux oeil (qui ait une surface réfléchissante); le faisceau réfléchi est analysé par une (voire plusieurs ? ) photodiodes .
    Le signal éléctrique sortant de la photodiode est l'entrée de l'asservissement (sortie= angle de rotation du moteur).

  19. #15
    LPFR

    Re : Asservissement de position d'un miroir

    Bonjour.
    Je pense que pour ce type d'application, les moteurs ne sont pas une bonne idée. Je pencherais pour des miroirs galvanométriques, qui peuvent avoir de temps de réponse convenables et qui posent peu de problèmes pour l'asservissement.
    D'ailleurs, d'autres on eu la même idée bien avant moi: http://www.freepatentsonline.com/y2008/0147051.html
    Mais je n'ai pas la moindre idée d'où on peut acheter ces engins.
    Au revoir.

  20. #16
    invite2313209787891133
    Invité

    Re : Asservissement de position d'un miroir

    On peut très bien faire cet asservissement avec des moteurs; il est tout à fait possible d'avoir des temps de réponse très brefs.
    Par contre il faut effectivement plusieurs capteurs, car comme je l'ai expliqué un peu plus haut une seule photodiode ne peut pas donner une position sur un plan.
    Une astuce en positionnement, avec un seul capteur, consiste à faire décrire une spirale à ce que l'on veut positionner, mais ceci n'est pas envisageable pour cette application.
    Je pense que le plus simple serait encore d'utiliser une webcam, avec l'application qui va bien derrière.

  21. #17
    LPFR

    Re : Asservissement de position d'un miroir

    Bonjour.
    Citation Envoyé par Dudulle Voir le message
    On peut très bien faire cet asservissement avec des moteurs; il est tout à fait possible d'avoir des temps de réponse très brefs.
    Bien sûr. Je ne dis le contraire. Mais le moteurs avec une constante de temps de quelques millisecondes (les moteurs plats) ont des frottements secs très importants ce qui rend l'asservissement plus délicat. Et dans cette application il faut avoir des temps de réponse vraiment très rapides à cause des mouvements saccadés de l'œil (1000°/sec).
    Une webcam est vraiment beaucoup trop lente.
    Au revoir.

  22. #18
    invite2313209787891133
    Invité

    Re : Asservissement de position d'un miroir

    Bonjour

    Il s'agit ici d'un TIPE; ce laser ne va pas réellement servir à opérer un oeil. Quand on répond à une question il est important de toujours le faire dans le contexte.

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  24. #19
    obi76
    Modérateur*

    Re : Asservissement de position d'un miroir

    Citation Envoyé par PhoebeBuffet Voir le message
    Juste en passant... je suis en maths spé physique sciences de l'ingénieur, donc je pense voyez-vous avoir désormais acquis les connaissances nécessaires en électronique et en asservissement.
    J'en doute.

    Ma solution serai de faire l'asservissement complet, c'est à dire avec un processeur qui détecterai les variations d'intensité (il faudrait 5 photo diodes pour faire la 2D) et qui en conséquence pourrai faire bouger le miroir (mais il faut savoir commander un moteur pas à pas).

    Je doute sincèrement qu'en prépa on vous apprenne ce genre de chose. Niveau asservissement vous allez apprendre les asservissement des systèmes linéaires, les TF pour ceux qui ne le sont pas et ça s'arrêtera là. Rien de bien lourd.

    Lorsque l'on vous dit qu'à priori vous n'avez pas les connaissances nécessaires, c'est sans doute parce qu'on sait que le niveau prépa là dedans n'est pas phénoménal.

    Avez vous déjà fait un peu d'électronique de niveau moyen (j'entends par là programmation de proc, asservissement par ce système et commande de moteurs pas à pas donc avec une interface de puissance ?).

    Si oui je me suis mépris, tout comme LPFR mais j'en doute.

    Cordialement

  25. #20
    Ouk A Passi

    Re : Asservissement de position d'un miroir

    Bonjour,

    Je partage l'avis de Dudulle, alors recentrons:
    Dans le cadre de mes TIPE je dois réaliser une manip assez simple pour vérifier l'efficacité d'un capteur de lumière mais n'étant pas experte en la matière, j'aurais besoin de vos conseils avisés (!) pour la réaliser.
    Voilà en gros le principe:
    on envoie un faisceau de lumière (visible ou pas, au choix) sur une petite cible rectangulaire en deux parties (une partie noire, une partie blanche) que l'on déplace. Le capteur doit alors détecter la variation d'intensité
    lumineuse et actionner un moteur ce qui provoquera le déplacement d'un chariot.
    PhoebeBuffet a initié par ailleurs un autre sujet complémentaire à celui-ci intitulé <<mini capteur de lumière>>.

    Nous sommes dans la cadre d'un TIPE et il est sans doute envisageable de réaliser simplement une maquette effectuant un suivi lumineux.
    Par exemple un petit chariot à moteur (petite voiture aimablement prêtée par le petit frère ?) sur lequel serait fixé latéralement une mini lampe "MagLi.." par exemple (avantage de ces lampes évident: on peut focaliser le faisceau).
    En ce qui concerne les capteurs de la lumière réfléchie, je n'ai pas d'idée préconçue.
    Le traitement du signal sera assuré au choix, pic ou comparateur à fenêtre + modeste amplificateur pour commander le moteur assurant la translation du chariot.

    Ma proposition paraitra peut-être trop simpliste aux yeux de PhoebeBuffet qui, face aux interrogations des intervenants, les tance d'importance.

    Nous ne sommes qu'en prépa, mais après 3 ou 4 années d'école d'ingé. où on leur aura répété qu'ils (elles) sont les plus intelligents, les plus beaux et les plus forts, que va-il advenir ?

  26. #21
    obi76
    Modérateur*

    Re : Asservissement de position d'un miroir

    Citation Envoyé par Ouk A Passi Voir le message
    Nous ne sommes qu'en prépa, mais après 3 ou 4 années d'école d'ingé. où on leur aura répété qu'ils (elles) sont les plus intelligents, les plus beaux et les plus forts, que va-il advenir ?
    C'est effectivement un problème, pour avoir fait mes études avec des étudiants d'une grande école que je ne citerai pas, je m'aperçois que ce n'est pas la modestie qui les étouffe (en plus de nombreuses lacunes et des automatismes incompris qui ont été acquis).

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