Espectacle làser per als pobres: 9 passos (amb imatges)

2024 Autora: John Day | [email protected]. Última modificació: 2024-01-30 08:16

Aquí hi ha un altre aparell inútil, però cool, que ha de ser "imprescindible" per a tots els frikis romàntics. Permeteu-me presentar un espirògraf làser de tres eixos basat en microcontroladors PIC. … Consulteu l'enllaç següent si voleu veure més patrons de galeria de patrons làser …

Pas 1: recollir coses

El disseny és bastant senzill i utilitza components i components normals, però podeu canviar-lo o modificar-lo de la manera que vulgueu. Al principi, vaig utilitzar un DVD en blanc com a material reflectant, però més tard vaig descobrir una manera més pràctica. La tecnologia de fabricació de mirall FS es descriu al meu article Mirall de superfície frontal de bricolatge Originalment sóc molt mandrós, així que he triat el microcontrolador programat PIC18F1220 (es pot substituir per PIC18F1320) per gestionar la feina de rutina. PIC implementa un generador PWM de 3 canals. En realitat, és el mateix motor que he utilitzat en el meu projecte de llum IKEA, només s’adopta el codi per al PIC18. El senyal PWM commuta el transistor MOSFET 2N7000 (Id 200mA). L'actuador de mirall està connectat com a càrrega a MOSFET. Com a actuador de mirall vaig utilitzar un ventilador de refrigeració de la CPU de 5V 200mA. És fàcil de muntar el mirall pel costat pla. El dispositiu accepta ventiladors de 5V i 12V amb una intensitat màxima de 200mA. La tensió és seleccionada per pont. El punter làser verd té una potència de 3 V, de manera que he fabricat un regulador de voltatge basat en LM317 amb sortida ajustable. Mòdul làser verd de 5 mW econòmic: https://www.dealextreme.com/details.dx/sku.10094~r.32746761 Què més? necessitaràs? Dotzena de resistències i condensadors, potenciòmetres, interruptor alternatiu, presa de corrent, placa de prototipatge, caixa de mida adequada i unitat d'alimentació.

Pas 2: cervell

L’esquema electrònic és senzill i es pot muntar en una placa de prototipatge, però l’home real sempre li fa problemes, de manera que he creat PCB.

Hi ha dos modes de treball, seleccionats per commutador: manual i automàtic. En mode manual, l'operador controla cada motor individualment girant el potenciòmetre corresponent connectat a l'entrada analògica del microcontrolador. El PIC llegeix constantment les entrades analògiques i modifica el senyal PWM de manera que el valor del servei és proporcional al voltatge de l’entrada analògica. En mode automàtic, el microcontrolador utilitza un algorisme pseudo-aleatori per calcular el valor de treball de cada motor. El valor actual del deure s’emmagatzema a la EEPROM interna i s’utilitza com a dades inicials per al següent càlcul, de manera que el microcontrolador generarà seqüències de patrons únics no competitius durant molt de temps. La majoria dels indicadors estan classificats entre 3V i 4,5V, així que assegureu-vos d’ajustar el voltatge de sortida abans de connectar el làser. El tauler és petit, de manera que no necessiteu cap mènsula per assegurar-lo. Les olles ho aguantaran perfectament. ACTUALITZA NOTA !!! Com que el meu proveïdor es va quedar sense PIC18F1220, vaig haver d’utilitzar PIC18F1320 en un nou disseny. És un xip compatible amb pin amb una capacitat de memòria augmentada, però NO funcionarà amb fitxers HEX antics, així que presteu atenció. Conservo la versió PIC18F1220 com a fitxer separat. Aquí hi ha algunes notes del banc: - esquemàtic; - BOM; - HEX (versió PIC18F1320); - PCB; - PCB en format AutoCAD: codi font del compilador CCS. Fitxer zip de documentació Per programar xips, faig servir un programador USB ICD2 (el vaig comprar a eBay) i MPLAB IDE (programari gratuït de Microchip.com). El PCB conté un port ICSP estàndard de microchip (capçalera de 5 pins) per a la programació, també es pot programar xip per qualsevol programador de sòcol amb el programari adequat que admeti PIC18. Muntatge de la placa del controlador (guia d’alta resolució): https://www.flickr.com/photos/22144851@N03/sets/72157604945292921/ … Per a principiants i ocupats, xip programat, PCB, kit complet o placa muntada disponible a petició. … Alguns aficionats poden preferir un controlador PWM analògic simplificat basat en el temporitzador 556.

Pas 3: controlador espirògraf V2

VERSIÓ ACTUALITZADA !!! La nova placa de control està completament redissenyada amb l’ús de components SMT. El regulador de voltatge de commutació de 5V elimina les necessitats de dissipador de calor. Com a resultat, el controlador s'ha tornat 1,5 vegades més petit i això proporciona la possibilitat de fer una veritable versió de butxaca de l'espirògraf. El regulador de voltatge integrat per al mòdul làser de baixa potència proporciona una potència d'entre 2 i 4V. El controlador admet ventiladors de 5V i 12V. La tensió del ventilador es pot configurar mitjançant ponts de fil a bord. Juntament amb els modes d’operació automàtics i manuals, el controlador modificat té la possibilitat d’emmagatzemar els vostres patrons preferits a la memòria interna amb només prémer un botó i reproduir-los com a presentació de diapositives.. El temps de visualització d'un patró individual pot variar de 3 a 60 segons. També hi ha mode manual quan un següent patró en seqüència és activat per un usuari. Descripcions de nous controls. Commutadors: PROG / CYCLE: selecciona el mode de funcionament PROGRAM (manual) o CYCLE (automàtic). RAND / MEM: selecciona la subrutina per generar patrons aleatoris o llegir patrons emmagatzemats de la memòria interna. CONT / STEP: selecciona el mode CONTINU o STEP per mostrar la seqüència de patrons. Aquest commutador només està actiu en mode MEM. Botó STEP / MEM: en els modes PROG o CICLE / RAND, el botó escriu el patró actual a la memòria interna. Els patrons emmagatzemats es poden mostrar com a presentació de diapositives en mode CICLE / CONT. - Al mode CICLE / MEM / PAS el botó fa un cicle mitjançant la seqüència de patrons emmagatzemats. Si es manté premut el botó durant l’engegada, s’esborrarà tota la memòria interna. POT A: - en mode PROG defineix la velocitat del motor 1. - en mode CICLE / MEM / CONT defineix l'interval de temps (de 3 a 60 segons) de mostrar un patró únic a partir de la seqüència. POT B: - en mode PROG defineix la velocitat del motor 2. POT C: - en mode PROG defineix la velocitat del motor 3. Descripció del funcionament. Hi ha dos modes de treball: PROGRAMA (manual) i CICLE (automàtic). Al mode PROGRAM, el patró que es mostra depèn de les posicions dels potenciòmetres. El patró actual es pot guardar a la memòria interna prement el botó MEM. Un cop emmagatzemats 80 patrons, cada patró nou substituirà el patró més antic. Per esborrar memòria, manteniu premut el botó MEM durant l’engegada. En mode CICLE, la unitat mostra una seqüència infinita de patrons. En mode CICLE / RAND, els patrons són generats aleatòriament pel programari. Les posicions inicials dels testos determinen la forma del primer patró en seqüència. Es pot desar el patró actual a la memòria interna prement el botó MEM. Al mode CICLE / MEM / CONT, la unitat llegeix contínuament patrons per mostrar-los des de la memòria interna. L'interval de temps per mostrar un patró únic depèn de la posició del POT A i pot variar de 3 a 60 segons. En el mode CICLE / MEM / STEP, la lectura del següent patró des de la memòria s’activa mitjançant el botó STEP.

Totes les notes tècniques com ara: esquemàtica; - PCB en format PDF; - BOM; - Fitxer HEX per a PIC18F1320; - El codi font C per al compilador CCS es pot descarregar des d’aquí. A petició, puc proporcionar controladors SMT, miralls i altres coses per a aquest projecte.

Pas 4: Fixació del mirall al motor

ACTUALITZACIÓ !!! --- Nou tutorial "Com equilibrar els miralls acrílics". www.instructables.com/id/How-to-mount-and-balance-mirrors-for-spirograph-pr/--- El mirall acrílic és molt lleuger, de manera que la cinta adhesiva adhesiva de doble cara farà la feina. La peça 1/2 x 1/2 funciona bé. Podeu utilitzar paper gruixut com a falca per inclinar el mirall. Inseriu-lo entre el mirall i el motor. A la meva configuració, la inclinació és de 2-3 graus. Resulta un patró d'amplada de 6 'a una distància de 18'. És impossible centrar correctament el mirall respecte a l'eix del motor i fins i tot una lleugera compensació causarà vibracions i sorolls a gran velocitat, així que he desenvolupat alguns trucs per equilibrar els miralls. encara encès. AVÍS !!! Aquest mètode només funcionarà per a miralls de plàstic i acrílic !!! Al principi, he intentat donar forma al mirall giratori amb fitxer, però el ventilador és un dispositiu de poc parell, de manera que fins i tot la pressió lleugera amb l’eina ha obligat el motor a parar al màxim. l'eina fixa ha fallat, he provat l'enfocament oposat: Dremel amb tambor de polir de 1/2 "contra el mirall immòbil, i això realment ha funcionat. Alguns consells per a la gent que vulgui seguir. El motor amb mirall ha d'estar apagat. Seleccioneu la banda de polir amb granulada. Ajusteu Dremel a una velocitat mínima. Mantingueu Dremel que els eixos de l'eina i l'eix del motor siguin paral·lels. Porteu lentament el tambor de polir a la vora del mirall i premeu-hi. No feu molta pressió. L'eina de gir girarà el mirall i la llimarà Preneu-vos el temps, tranquils i, si teniu prou paciència, obtindreu un mirall rodó perfecte que funcionarà suau i tranquil.

Pas 5: Configuració òptica paral·lela

Configuració clàssica: els motors es col·loquen en línies paral·leles. He desenvolupat un truc. Faig servir cinta adhesiva de doble cara per fixar el motor a la base i, després de fer tots els ajustos, asseguro el motor al seu lloc amb cola calenta. tros de fusta i una mica de cola calenta. Barat i ràpid.

Pas 6: Configuració òptica quadrada

Configuració òptica quadrada. M’agrada més. Els motors formen quadrat sense un costat. Mitjançant aquest disseny podem fer un dispositiu més compacte. Tota la resta és el mateix que el pas anterior.

Pas 7: construïm Tiny House

És un bon costum mantenir la pols allunyada del personal òptic, de manera que el nostre dispositiu necessita un recinte hermètic. Tenia caixa Hammond de 7x4x2 estesa al voltant, així que la vaig posar en marxa. Com que vam determinar la configuració òptica i el recorregut del feix, podem marcar i retallar la finestra. A continuació, obteniu un tros quadrat d’acrílic transparent i enganxeu-lo al seu lloc. A continuació, realitzeu un forat més per a la presa de corrent, enganxeu-lo, connecteu-lo al tauler i ja hem acabat.

Pas 8: ben fet

No està malament, no està malament, però hi afegiria alguna cosa picant.

… Placa frontal d'alumini i tecnologia militar secreta de transferència de tòner tèrmic !!! Això fa la diferència real. Ara estic content.

Pas 9: làser Spirograph V2 completat

Nova versió de l’espirògraf làser basat en PIC. Per fer el dispositiu més compacte, he modificat el disseny afegint un mirall més. Ara els components òptics ocupen menys superfície i totes les peces es poden instal·lar en una caixa de projecte estàndard de 4 "x 4" x 2,5 "Hammond. La placa frontal d'alumini i la il·luminació de fons són opcionals.