Case per Arduino UNO

È stato deciso di creare un contenitore dove posizionare il processore Arduino e i vari com- ponenti elettronici ad esso collegati in modo da proteggerli da eventuali agenti esterni ed evitare che essi si scolleghino durante il funzionamento. Il processore è collegato sia ai due

led luminosi, utilizzati per ottenere un feed-back di avvenuta scansione, che al ricevitore del segnale proventiente dal dispositivo posto nell'impugnatura del tastatore. L'ingombro interno del contenitore è stato quindi dimensionato utilizzando un modello CAD di Arduino, tenendo conto degli accessori sopra descritti. È stata prevista un'uscita per permettere la connessione del dispositivo con il cavo USB da connettere al computer. Inoltre sono stati ricavati dei fori dove alloggiare i terminali dei led e far passare l'antenna per la ricezione del segnale wireless. Il contenitore si presenta quindi come una scatola: il coperchio superiore (top) si connette con la parte inferiore (bottom) mediante due viti che insistono su due dadi bloccati in apposite cavità ricavate nella struttura interna.

La realizzazione del case è stata eettuata utilizzando una stampante 3D FDM (Fused Depo- sition Modeling) con lamento di materiale PLA (acido polilattico), per gentile concessione del laboratorio di 3D-printing e reverse engineering dell'Università di Pisa. Di seguito si riporta il modello CAD del contenitore.

Prove sperimentali e conclusioni

In questo capitolo verranno eettuate delle prove per valutare l'ecienza del sistema di ac- quisizione da noi progettato. Il loro scopo sarà quello di vericare la correttezza in termini di precisione geometrica e dimensionale, cercando inoltre di stimare la risoluzione minima del sistema. Per ottenere il primo obiettivo verranno acquisiti due oggetti di geometria ele- mentare nota: un piano ed un cilindro. Le nuvole di punti ricavate dalla scansione saranno quindi interpolate con feature di best-t al ne di valutare quanto esse si avvicinino o meno alla corretta geometria dell'oggetto. Per quanto riguarda il secondo scopo si utilizza come oggetto-campione da scansionare una girante di una pompa radiale multistadio. Di essa ab- biamo a disposizione sia la scansione 3D eettuata con tastatore laser in azienda, che il disegno tecnico riportante le quote nominali. Tali quote, in teoria, dovrebbero essere prese come rife- rimento rispetto alle misure eettuate sulla nostra scansione. In realtà il confronto principale dovrà essere eettuato tra le nuvole di punti risultanti dai due sistemi di acquisizione a nostra disposizione: solo attraverso questa comparazione sarà possibile infatti valutare l'ecienza del nostro metodo di acquisizione. Le quote reali dell'oggetto potrebbero infatti dierire dalle quote nominali del disegno tecnico per varie cause (usura, difetti,errori di fabbricazione...). Assumendo come stato dell'arte il dispositivo di acquisizione utilizzato da TM.P., valuteremo quindi quanto il nostro sistema si avvicini all'aquisizione da esso ottenuta.

Come ampiamente anticipato si utilizzerà il sistema a luce strutturata per acquisire le superci visibili della girante, mentre faremo uso del tastatore per ricostruire la geometria interna dei condotti idraulici. Tale opportunità risulta innovativa rispetto sia alla nostra strumentazione che a quella utilizzata in TM.P. Entrambi i sistemi infatti non riescono a scansionare le superci interne di tali oggetti: il primo per l'evidente impossibilità di raggiungere tali superci interne con la luce proveniente dal proiettore; il secondo perchè la testa del braccio robotico non ha dimensioni sucientemente ridotte da poter essere introdotta all'interno dei condotti.

6.1 Considerazioni iniziali

Prima di esporre e commentare i risultati sperimentali trovati, è necessario fare alcune premes- se. Per quanto riguarda il sistema a luce strutturata esso utilizza due scansioni sovrapposte, ricavate utilizzando due sistemi telecamera-proiettore (sistema doppio proiettore-telecamera). In questo modo è possibile aumentare il volume scansionato e ridurre i sottosquadri che si originano utilizzando solamente un'unica telecamera. Eettuando un processo di calibrazione corretto, come spiegato nel paragrafo5.1.1, è possibile fare in modo che queste due scansioni combacino, a meno di un errore trascurabile. Osservando alcune prove si nota come tale so- vrapposizione sia più o meno precisa a seconda che si ponga l'oggetto alla distanza ottimale ottenuta in fase di calibrazione. Questo problema può essere comunque risolto durante la fase di post-processing poichè il gap tra le due nuvole è dell'ordine di qualche decimo di millimi- metro. È comunque buona norma, prima di eettuare l'acquisizione, assicurarsi che l'oggetto sia posto alla corretta distanza. Per esempio, durante le nostre prove e con la calibrazione da noi eettuata, la distanza ottimale risulta compresa tra 800 e 900 mm.

Per quando riguarda il tastatore si nota come durante le misurazioni solo alcune facce siano visibili da entrambe le telecamere. In particolar modo durante l'acquisizione con la punta interna dello stelo (per tastastare il lato convesso dei vani palari) vengono riconosciute al massimo due facce dierenti del ag. Per questo motivo abbiamo scelto di calibrare solo alle facce utili per i nostri scopi. I punti acquisiti con il tastatore vengono descritti nel sistema di riferimento solidale alla telecamera di sinistra. Abbiamo quindi deciso di riportare le acquisizioni del sistema a luce strutturata in tale sistema, così che l'oggetto fosse ricostruito in un unico sistema di riferimento, senza bisogno di riallieare le nuvole in fase di post-processing. Per vericare tale allineamento verranno tastati dei punti aggiuntivi sulle facce esterne della girante, appartenenti a superci riconducibili a geometrie semplici (es. cilindri), e quindi di facile sovrapposizione.

6.2 Confronto tra il sistema stereo ed il sistema doppio temecamera-