Cómo funcionan estos sistemas de espectáculos láser

Según camtech , existen dos tipos de configuraciones de actuadores (imán móvil y bobina móvil) y dos tipos de sistemas de detección de posicionamiento (ópticos y capacitivos) comúnmente utilizados para galvanómetros que llevan espejos láser:

El galvo en sí tiene dos partes principales: el actuador que manipula la carga del espejo y el detector de posición integral que proporciona información de posición del espejo al sistema de circuito cerrado. Dos configuraciones de actuador sirven comúnmente a los sistemas de alto rendimiento actuales.

El imán móvil, en el que el imán es parte del rotor y la bobina es parte del estator, proporciona las frecuencias de resonancia del sistema más altas debido a su diseño de rotor uniforme. La bobina móvil, en la que la bobina forma parte integral del rotor y el imán forma parte del estator, ofrece la mayor relación par-inercia y la mayor eficiencia de par.

En los dos tipos comunes de detectores de posición, el elemento detector se mueve como parte de la estructura del rotor galvo. En el diseño capacitivo dieléctrico móvil, una fuente de radiofrecuencia impulsa dos capacitores variables y las corrientes diferenciales rectificadas resultantes informan la posición del actuador galvo y el espejo. En los nuevos diseños de detectores ópticos de posición, una fuente de luz ilumina partes de cuatro fotocélulas. Entre la fuente de luz y los receptores, una forma parecida a una mariposa en movimiento arroja más o menos sombra sobre pares de células receptoras. Las corrientes resultantes informan la posición del actuador galvo y el espejo.

El diseño del detector de posicionamiento define en gran medida la precisión de posicionamiento del sistema, y ​​sus características de frecuencia inercial y resonante afectan la velocidad del sistema. Las características compactas, de bajo ruido y baja inercia de los detectores ópticos de posición patentados de Cambridge Technology Inc. brindan una mayor velocidad, un tamaño más pequeño y un costo reducido en comparación con los dispositivos capacitivos, sin sacrificar la precisión ni la estabilidad. Además, algunos detectores capacitivos pueden emitir ruido eléctrico de RF que puede interferir con los componentes electrónicos cercanos en el sistema, mientras que este ruido se elimina con los detectores de posición ópticos.

La página de eBay a la que se vincula no detalla qué construcción interna tienen los galvanómetros (ni el tipo de actuador ni el tipo de detector de posición), pero dice controlador PID para el circuito de retroalimentación.

No es un motor, es un galvanómetro: un sistema que produce una desviación proporcional a la corriente. Es muy diferente de un motor paso a paso, ya que no hay "pasos" discretos.

Una página web para una unidad galvo profesional de ejemplo: http://www.thorlabs.de/newgrouppage9.cfm?objectgroup_id=3770

Eso hace la cortesía de explicar tanto cómo funciona

La orientación angular (posición) del espejo se codifica ópticamente utilizando una matriz de fotocélulas y una fuente de luz, ambas integradas en el interior de la carcasa del galvanómetro. Cada orientación del espejo corresponde a una proporción única de señales de los fotodiodos, lo que permite la operación de circuito cerrado del sistema de espejo galvo

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El circuito servocontrolador derivado proporcional (PD) interpreta las señales del sistema óptico de detección de posición dentro del motor y luego produce el voltaje de accionamiento necesario para girar el espejo a la posición deseada.

y también la precisión angular de 0,0008° (15 µrad) si utiliza su fuente de alimentación limpia especial.

La unidad de espectáculo de luces no especifica una resolución angular, solo una velocidad de escáner en "puntos por segundo" .

Según este tipo, un galvanómetro de circuito cerrado te da una señal de retroalimentación que puedes usar para detectar la posición actual de la armadura.
Entonces, envía una señal al galvanómetro que representa la posición que debe tomar, luego amplifica la diferencia entre la señal de retroalimentación y la señal aplicada para corregir la posición hasta que coincida con la posición deseada.

El ejemplo al que me vinculé usa una retroalimentación capacitiva, pero también hay sistemas ópticos y sistemas basados ​​​​en potenciómetros.

Entonces, realmente es un galvanómetro y no algún tipo de servo u otro motor.

Ese sitio también entra en detalles sobre la construcción y el uso del detector de posición y el circuito de retroalimentación necesario. También hay muchos términos técnicos y abreviaturas que pueden ayudar a encontrar especificaciones más útiles en unidades comerciales.

La precisión y la repetibilidad dependerán de las piezas mecánicas (cojinetes), así como de los niveles de ruido en el circuito de control. No pude encontrar nada sobre eso. Creo que debe buscar información sobre los patrones de prueba de ILDA para comenzar en esa dirección.

La resolución angular dependerá (en parte) de la resolución de cualquier DAC que esté utilizando para controlar el galvanómetro y también de la electrónica de control y los circuitos de retroalimentación. También dependerá del ángulo de escaneo. El ángulo de escaneo dividido por la cantidad de bits de su DAC le dará la resolución teórica del escáner.

Para obtener los 50 micrones necesarios a una distancia de 3 cm, necesitaría una precisión angular de aproximadamente 0,095 grados. Dada una desviación máxima de 40 grados (encontré notas de que ese es el máximo para sistemas de circuito cerrado), entonces eso es solo alrededor de 420 pasos: un DAC de 10 bits debería ser suficiente, aunque veo unidades disponibles que toman entrada digital hasta 24 bits

Los puntos por segundo son una medida de la rapidez con la que el galvanómetro puede responder a los cambios de ángulo.