Arduino Laser Projector + Control App: 8 Βήματα

2024 Συγγραφέας: John Day | [email protected]. Τελευταία τροποποίηση: 2024-01-30 08:34

• XY - σάρωση λέιζερ 2 διαστάσεων
• 2x 35mm βηματικοί κινητήρες 0,9 ° - 400 βήματα/στροφές
• Αυτόματη βαθμονόμηση καθρέφτη
• Τηλεχειριστήριο τηλεχειριστηρίου (μέσω bluetooth)
• Αυτόματη λειτουργία
• Εφαρμογή τηλεχειριστηρίου με GUI
• Ανοιχτή πηγή

Κατεβάστε:

github.com/stanleyondrus

stanleyprojects.com

Βήμα 1:

Βήμα 2: Θεωρία

Οι βιντεοπροβολείς λέιζερ μπορούν να χωριστούν σε δύο κύριες κατηγορίες. Είτε χρησιμοποιούν ένα διαθλαστικό γυαλί/φύλλο για να προβάλουν ένα μοτίβο είτε έχουν ένα σύστημα που κινεί τη δέσμη λέιζερ στις κατευθύνσεις του άξονα XY. Η δεύτερη επιλογή συνήθως φαίνεται πολύ καλύτερη γιατί είναι δυνατό να προγραμματιστεί το πρότυπο που θα προβληθεί. Ενώ στην πρώτη περίπτωση, η δέσμη λέιζερ διαθλάται και προβάλλει μια στατική εικόνα, στη δεύτερη, το λέιζερ εξακολουθεί να αποτελείται από μία μόνο δέσμη, η οποία κινείται πολύ γρήγορα. Εάν αυτή η κίνηση είναι αρκετά γρήγορη, την αντιλαμβανόμαστε ως πρότυπο λόγω της επιμονής της όρασης (POV). Αυτό γίνεται συνήθως έχοντας δύο κάθετους καθρέφτες, καθένας ικανός να κινεί τη δέσμη λέιζερ σε έναν άξονα. Συνδυάζοντάς τα, είναι δυνατή η τοποθέτηση της δέσμης λέιζερ στην ακριβή θέση.

Για επαγγελματικές εφαρμογές, χρησιμοποιούνται συνήθως σαρωτές γαλβανόμετρου. Μερικοί από αυτούς τους σαρωτές είναι σε θέση να κάνουν 60kpps (κιλό σημείο ανά δευτερόλεπτο). Αυτό σημαίνει ότι μπορούν να τοποθετήσουν τη δέσμη λέιζερ σε 60000 διαφορετικές θέσεις κατά τη διάρκεια 1 δευτερολέπτου. Αυτό δημιουργεί μια πραγματικά ομαλή προβολή χωρίς το στροβοσκοπικό αποτέλεσμα. Ωστόσο, μπορεί να είναι πραγματικά ακριβά. Έχω χρησιμοποιήσει τους βηματικούς κινητήρες, που είναι η φθηνή, όχι τόσο γρήγορη, εναλλακτική λύση.

Το λέιζερ σχεδιάζει το μοτίβο περιστρέφοντας τις γραμμές ξανά και ξανά με πολύ μεγάλη ταχύτητα. Μερικές φορές υπάρχουν πολλά μέρη του μοτίβου που δεν συνδέονται μεταξύ τους. Σε αυτό το παράδειγμα, κάθε γράμμα διαχωρίζεται, ωστόσο όταν το λέιζερ μετακινείται από το ένα γράμμα στο άλλο, δημιουργεί μια ανεπιθύμητη γραμμή. Αυτό λύνεται με μια τεχνολογία που ονομάζεται blanking. Όλη η ιδέα πίσω είναι ότι το λέιζερ αλλάζει όταν μετακινείται από ένα σε άλλο μοτίβο. Αυτό γίνεται από μια μονάδα ελέγχου υψηλής ταχύτητας, η οποία πρέπει να συγχρονιστεί με το σύστημα σάρωσης.

Βήμα 3: Απόκτηση εξαρτημάτων

Στην παρακάτω λίστα μπορείτε να βρείτε τα εξαρτήματα που χρησιμοποίησα και τους συνδέσμους από όπου τα αγόρασα.

• 1x Arduino Uno
• 1x Adafruit Motor Shield V2
• 1x μονάδα λέιζερ
• Βηματικοί κινητήρες 2x 35mm 0,9 ° - 400 βήματα/στροφές - 5V - eBay
• 3x LED - AliExpress
• 1x σειριακή μονάδα Bluetooth HC -06 - AliExpress
• 1x Photodiode - AliExpress
• 1x τρανζίστορ NPN BC547B - AliExpress
• 2x 2K Trimmer - AliExpress
• 1x DC Socket Panel Mount - eBay
• 1x Toggle Switch - AliExpress

Στη συνέχεια, μερικά υλικά και εργαλεία που μπορείτε να βρείτε στο σπίτι. Ελπίζω;)

• Καθρέφτης (το καλύτερο είναι ένας μεταλλικός καθρέφτης όπως το HDD Platter)
• Φύλλο αλουμινίου
• Τσιμπήματα
• Hot Glue (ή Pattex Repair Express)
• Καλώδια
• Πένσα
• Τρυπάνι (ή ψαλίδι στην περίπτωσή μου: D)
• Κουτί (π.χ. Κιβώτιο διακλάδωσης)

Βήμα 4: Τοποθέτηση Βημάτων

Το φύλλο αλουμινίου έπρεπε να κοπεί και να λυγίσει στο σωστό σχήμα. Στη συνέχεια, ανοίχθηκαν τρύπες και στερεώθηκαν στεφάνια.

Βήμα 5: Laser Blanking + Mirror Calibration

Το Motor Shield διαθέτει μια μικρή περιοχή πρωτοτύπων που χρησιμοποιήθηκε για δύο μικρά κυκλώματα.

Laser Blanking

Θέλουμε να ελέγξουμε το λέιζερ μας με ένα Arduino. Ωστόσο, πρέπει να περιορίσουμε το ρεύμα που ρέει στο λέιζερ και επίσης να το οδηγήσουμε απευθείας από μια ψηφιακή ακίδα εξόδου δεν είναι καλή ιδέα. Η μονάδα λέιζερ μου είχε ήδη μια τρέχουσα προστασία. Έτσι έφτιαξα ένα απλό κύκλωμα όπου το τρανζίστορ ενεργοποιεί και απενεργοποιεί το λέιζερ. Το ρεύμα βάσης μπορεί να ρυθμιστεί με κόπτη και ελέγχει τη φωτεινότητα του λέιζερ.

Βαθμονόμηση καθρέφτη

Φωτοδίοδος τοποθετήθηκε στην τρύπα στον κεντρικό άξονα ακριβώς πάνω από τη βαθμίδα του άξονα Χ. Το κύκλωμα αντίστασης ήταν αναγκαίο για να ληφθούν ακριβείς μετρήσεις. Κατά τη βαθμονόμηση, διαβάζουμε τιμές από τη φωτοδίοδο και όταν η τιμή υπερβαίνει μια συγκεκριμένη τιμή (το λέιζερ λάμπει απευθείας σε αυτό), τα βήματα σταματούν και επιστρέφουν στην αρχική θέση.

ψευδοκωδικός για βαθμονόμηση

// 1ο βήμα = 0,9 ° / 400 βήματα = 360 ° = πλήρης περιστροφή laserOn (); για (int a = 0; a <= 400; a ++) {για (int b = 0; b = photodiodeThreshold) {laserOff (); returnHome (); } βήμαY (1, 1); } βήμαX (1, 1); } laserOff (); ανεπιτυχής ();

Βήμα 6: Τελική συνέλευση

Ολόκληρο το κύκλωμα τοποθετήθηκε στο πλαστικό κουτί διακλάδωσης και σφίχτηκε με βίδες. Ολόκληρος ο προβολέας είναι πραγματικά φορητός, απλώς συνδέστε το τροφοδοτικό, αλλάξτε την εναλλαγή και έχουμε εκπομπή λέιζερ.

Βήμα 7: Εφαρμογή ελέγχου λέιζερ

Η εφαρμογή ελέγχου κατασκευάστηκε σε C# και επιτρέπει την εναλλαγή μεταξύ μοτίβων, την προσαρμογή της ταχύτητας και την προβολή των τρεχουσών ενεργειών. Είναι δωρεάν για λήψη μαζί με τον κωδικό Arduino (δείτε Εισαγωγή).

Βήμα 8: Βίντεο