Projector làser + aplicació de control Arduino: 8 passos

2024 Autora: John Day | [email protected]. Última modificació: 2024-01-30 08:13

• Escaneig làser bidimensional XY - 2
• 2x motors pas a pas de 0,9 ° de 35 mm - 400 passos / rev
• Calibratge automàtic de miralls
• Control sèrie remot (mitjançant Bluetooth)
• Mode automàtic
• Aplicació de control remot amb GUI
• Codi obert

Descarregar:

github.com/stanleyondrus

stanleyprojects.com

Pas 1:

Pas 2: teoria

Els projectors làser es poden dividir en dues categories principals. O bé utilitzen un vidre / làmina de difracció per projectar un patró o bé tenen un sistema que mou el feix làser en les direccions de l’eix XY. La segona opció sol tenir un aspecte molt millor perquè és possible programar el patró a projectar. Mentre que, en el primer cas, el raig làser es difracta i projecta una imatge estàtica, en el segon, el làser encara consta d’un sol feix que es mou molt ràpidament. Si aquest moviment és prou ràpid, el percebem com un patró a causa de la persistència de la visió (POV). Això es fa generalment tenint dos miralls perpendiculars, cadascun capaç de moure el feix làser en un eix. Combinant-los, és possible situar el feix làser a la ubicació exacta.

Per a aplicacions professionals, normalment s’utilitzen escàners galvanòmetres. Alguns d'aquests escàners són capaços de fer 60kpps (quilo per segon). Això vol dir que poden situar el feix làser en 60000 llocs diferents durant 1 segon. Això crea una projecció realment suau sense l’efecte estroboscòpic. No obstant això, poden ser realment cars. He utilitzat els motors pas a pas, que és l’alternativa més barata i no tan ràpida.

El làser dibuixa el patró orbitant les línies una vegada i una altra a una velocitat realment alta. De vegades hi ha diverses parts del patró que no estan connectades entre si. En aquest exemple, cada lletra es separa, però quan el làser es mou d'una lletra a una altra, es crea una línia no desitjada. Això es resol amb una tecnologia anomenada blanking. Tota la idea darrere és que es canvia el làser quan es passa d'un a un altre patró. Això ho fa una unitat de control d’alta velocitat, que s’ha de sincronitzar amb el sistema d’escaneig.

Pas 3: obtenció de components

A la llista següent podeu trobar els components que he utilitzat i els enllaços on els he comprat.

• 1x Arduino Uno
• 1 x Adafruit Motor Shield V2
• 1x mòdul làser
• 2x motors pas a pas de 0,9 ° de 35 mm - 400 passos / volta - 5 V - eBay
• 3x LED - AliExpress
• 1 mòdul sèrie Bluetooth HC-06 - AliExpress
• 1x fotodiode - AliExpress
• 1x transistor NPN BC547B - AliExpress
• 2x 2K Trimmer - AliExpress
• 1x muntatge de panell de sòcol de corrent continu - eBay
• 1 commutador de commutació: AliExpress

I després, alguns materials i eines que podeu trobar a casa. Tant de bo;)

• Mirall (el millor és un mirall metàl·lic com HDD Platter)
• Xapa d'alumini
• Talls
• Cola calenta (o Pattex Repair Express)
• Filferros
• Alicates
• Trepant (o tisores en el meu cas: D)
• Caixa (per exemple, Junction Box)

Pas 4: muntar escales

Cal tallar i doblegar la làmina d’alumini amb la forma adequada. Després es van practicar forats i es van unir passos.

Pas 5: esborrany del làser + calibració del mirall

Motor Shield té una petita àrea de prototipatge que es va utilitzar per a dos petits circuits.

Obtenció de làser

Volem controlar el nostre làser amb un Arduino. Tot i això, hem de limitar el flux de corrent al làser i, també, no conduir-lo directament des d’un pin de sortida digital no és una bona idea. El meu mòdul làser ja tenia una protecció actual. Per tant, he construït només un circuit senzill on el transistor encén i apaga el làser. El corrent base es pot regular mitjançant un retallador i controla la brillantor del làser.

Calibració del mirall

El fotodiode es va col·locar al forat de l'eix central just per sobre del pas a pas de l'eix X. El circuit de resistència desplegable era necessari per obtenir mesures exactes. En calibrar, estem llegint valors del fotodiode i quan el valor supera un valor específic (el làser hi brilla directament), els passos s’aturen i tornen a la posició inicial.

pseudocodi per al calibratge

// 1step = 0,9 ° / 400steps = 360 ° = làser de rotació completa On (); for (int a = 0; a <= 400; a ++) {for (int b = 0; b = photodiodeThreshold) {laserOff (); tornar a casa(); } stepY (1, 1); } pas X (1, 1); } laserOff (); infructuós ();

Pas 6: Assemblea final

Es va posar tot el circuit a la caixa de connexions de plàstic i es va estrènyer mitjançant cargols. Tot el projector és realment portàtil, només cal connectar la font d’alimentació, canviar el commutador i tenim espectacle làser.

Pas 7: aplicació de control làser

L'aplicació de control es va fer en C # i permet canviar entre patrons, ajustar la velocitat i veure les accions actuals. Es pot descarregar gratuïtament juntament amb el codi Arduino (vegeu Introducció).

Pas 8: vídeo