Diseño e implementación de un sistema de movimiento preciso de la punta y/o muestra para su uso en microscopios de proximidad (SPM)

Abstract

RESUMEN En el presente trabajo se implementó parcialmente un sistema de posicionamiento preciso de la punta y/o muestra basado en el control del movimiento de piezoactuadores con la finalidad de ser utilizado en un futuro para aplicaciones de microscopia de proximidad. Para ello se utilizó un piezocontrolador MTD693 que permite alimentar dichos piezoactuadores. El MTD693 fue comandado mediante una placa de hardware Arduino capaz de controlar y suministrar un voltaje a su entrada de voltaje externo. La programación del Arduino se basó en el lenguaje C/C++ y se trabajó en su propio entorno de desarrollo o IDE, con el cual se logró activar las salidas tipo PWM y generar una señal pseudo - analógica que luego fue tratada con un circuito externo con el fin de convertirla en una “verdaderamente” analógica. Las limitantes de resolución de las salidas PWM del Arduino, 8 bits de resolución por defecto equivalente a 256 estados, fueron superadas mediante el uso de la librería TIMERONE, la cual permite habilitar 16 bits de resolución, logrando obtener un máximo de 65.536 estados. Esto permitió obtener variaciones de voltaje más finas y así obtener mayores resoluciones en el voltaje de salida y por ende, en el desplazamiento generado por los piezoeléctricos. En la presente investigación se estableció como meta alcanzar una resolución límite de 1024 estados. La interacción entre el usuario y el dispositivo se hizo a través del computador utilizando una interfaz gráfica desarrollada en el entorno de programación Visual Studio 6 en lenguaje Visual Basic. Esta interfaz nos permite seleccionar la resolución, la frecuencia de movimiento y el máximo voltaje de salida, una vez seleccionadas y enviadas al Arduino, simula el recorrido hecho por el movimiento de los piezoeléctricos.