Proiector laser Arduino + aplicație de control: 8 pași

2024 Autor: John Day | [email protected]. Modificat ultima dată: 2024-01-30 11:43

• XY - scanare laser bidimensională
• 2 motoare pas cu pas de 35 mm 0,9 ° - 400 trepte / turație
• Calibrarea automată a oglinzii
• Control serial de la distanță (prin Bluetooth)
• Mod auto
• Aplicație de control de la distanță cu GUI
• Sursa deschisa

Descarca:

github.com/stanleyondrus

stanleyprojects.com

Pasul 1:

Pasul 2: Teorie

Proiectoarele laser pot fi împărțite în două categorii principale. Fie folosesc o sticlă / folie de difracție pentru a proiecta un model, fie au un sistem care deplasează fasciculul laser în direcțiile axei XY. A doua opțiune arată, de obicei, mult mai bine, deoarece este posibilă programarea tiparului de proiectat. În timp ce în primul caz, fasciculul laser este difractat și proiectează o imagine statică, în cel de-al doilea, laserul constă încă dintr-un singur fascicul, care se mișcă foarte repede. Dacă această mișcare este suficient de rapidă, o percepem ca un model din cauza persistenței vederii (POV). Acest lucru se face de obicei având două oglinzi perpendiculare, fiecare capabilă să deplaseze fasciculul laser pe o singură axă. Combinându-le, este posibil să poziționați fasciculul laser la locația exactă.

Pentru aplicații profesionale, de obicei sunt utilizate scanere cu galvanometru. Unele dintre aceste scanere sunt capabile să facă 60kpps (punct kilo pe secundă). Asta înseamnă că pot poziționa fasciculul laser în 60000 de locații diferite în decurs de 1 secundă. Acest lucru creează o proiecție foarte netedă, fără efectul stroboscopic. Cu toate acestea, pot fi foarte scumpe. Am folosit motoarele pas cu pas, care este alternativa ieftină, nu atât de rapidă.

Laserul desenează modelul orbitând liniile mereu și cu viteză foarte mare. Uneori există mai multe părți ale modelului care nu sunt conectate între ele. În acest exemplu, fiecare literă este separată, cu toate acestea, atunci când laserul se deplasează de la o literă la alta, creează o linie nedorită. Acest lucru este rezolvat printr-o tehnologie numită blanking. Întreaga idee din spatele este că laserul este comutat atunci când se trece de la un model la altul. Acest lucru este realizat de o unitate de control de mare viteză, care trebuie sincronizată cu sistemul de scanare.

Pasul 3: Obținerea componentelor

În lista de mai jos puteți găsi componentele pe care le-am folosit și linkurile de unde le-am cumpărat.

• 1x Arduino Uno
• 1x Adafruit Motor Shield V2
• 1x modul laser
• 2 motoare pas cu pas 35 mm 0,9 ° - 400 trepte / tur - 5V - eBay
• 3x LED - AliExpress
• 1x modul serial Bluetooth HC-06 - AliExpress
• 1x Photodiode - AliExpress
• 1x tranzistor NPN BC547B - AliExpress
• Tundere 2x 2K - AliExpress
• 1x priză de montare pe panou DC - eBay
• 1x comutator de comutare - AliExpress

Și apoi câteva materiale și instrumente pe care le puteți găsi acasă. In speranta;)

• Oglindă (cea mai bună este o oglindă metalică precum HDD Platter)
• Foaie de aluminiu
• Snips
• Hot Glue (sau Pattex Repair Express)
• Fire
• Cleşte
• Burghiu (sau foarfece în cazul meu: D)
• Cutie (de ex. Cutie de joncțiune)

Pasul 4: Montarea treptelor

Foaia de aluminiu trebuia tăiată și îndoită în forma potrivită. Apoi au fost găurite găuri și au fost atașate trepte.

Pasul 5: Laser Blanking + Calibration Mirror

Motor Shield are o mică zonă de prototipare care a fost utilizată pentru două circuite mici.

Blanking laser

Vrem să ne controlăm laserul cu un Arduino. Cu toate acestea, trebuie să limităm curentul care curge în laser și, de asemenea, să-l conducem direct de la un pin digital de ieșire nu este o idee bună. Modulul meu laser avea deja o protecție curentă. Astfel am construit doar un circuit simplu în care tranzistorul pornește și oprește laserul. Curentul de bază poate fi reglat de tuns și controlează luminozitatea laserului.

Calibrarea oglinzii

Fotodioda a fost plasată în orificiul din axa centrală chiar deasupra pasului cu axa X. Pentru a obține măsurători exacte a fost necesar un circuit de rezistență pull-down. Când calibrăm, citim valori din fotodiodă și când valoarea depășește o anumită valoare (laserul strălucește direct în ea), treptele se opresc și se întorc în poziția de pornire.

pseudo cod pentru calibrare

// 1step = 0,9 ° / 400steps = 360 ° = laserOn complet rotire (); for (int a = 0; a <= 400; a ++) {for (int b = 0; b = photodiodeThreshold) {laserOff (); intoarce-te acasa(); } stepY (1, 1); } pasul X (1, 1); } laserOff (); nereușită ();

Pasul 6: Adunarea finală

Întregul circuit a fost introdus în cutia de joncțiune din plastic și strâns cu șuruburi. Întregul proiector este cu adevărat portabil, doar conectați sursa de alimentare, comutați comutatorul și avem spectacol cu laser.

Pasul 7: aplicația de control cu laser

Aplicația de control a fost realizată în C # și permite să comutați între modele, să reglați viteza și să vedeți acțiunile curente. Se poate descărca gratuit împreună cu codul Arduino (vezi Introducere).

Pasul 8: Video