Arduino lézerprojektor + vezérlőalkalmazás: 8 lépés

2024 Szerző: John Day | [email protected]. Utoljára módosítva: 2024-01-30 09:41

• XY - 2 dimenziós lézerszkennelés
• 2x 35 mm -es 0,9 ° -os léptetőmotor - 400 lépés/fordulat
• Automatikus tükörkalibrálás
• Távoli soros vezérlés (Bluetooth -on keresztül)
• Automatikus mód
• Távirányító alkalmazás GUI -val
• Nyílt forráskód

Letöltés:

github.com/stanleyondrus

stanleyprojects.com

1. lépés:

2. lépés: Elmélet

A lézerprojektorok két fő kategóriába sorolhatók. Vagy diffrakciós üveget/fóliát használnak a minta kivetítésére, vagy van egy rendszerük, amely XY tengelyirányban mozgatja a lézersugarat. A második lehetőség általában sokkal jobban néz ki, mert lehetséges a kivetítendő minta programozása. Míg az első esetben a lézersugarat diffrakálják és statikus képet vetítenek, addig a másodikban a lézer még mindig csak egy, nagyon gyorsan mozgó sugárból áll. Ha ez a mozgás elég gyors, mintát észlelünk a látás kitartása (POV) miatt. Ez általában két merőleges tükörrel történik, amelyek mindegyike képes a lézersugarat egy tengelyen mozgatni. Ezek kombinálásával lehetséges a lézersugár pontos elhelyezése.

Professzionális alkalmazásokhoz általában galvanométeres szkennereket használnak. Néhány ilyen szkenner 60 kpps (kilópont / másodperc) sebességre képes. Ez azt jelenti, hogy 1 másodperc alatt 60000 különböző helyre tudják elhelyezni a lézersugarat. Ez valóban sima vetítést hoz létre stroboszkóp hatás nélkül. Ezek azonban valóban drágák lehetnek. A léptetőmotorokat használtam, ami az olcsó, nem olyan gyors alternatíva.

A lézer úgy rajzolja a mintát, hogy valóban nagy sebességgel kering a vonalak között. Néha a minta több része nem kapcsolódik egymáshoz. Ebben a példában minden betű el van választva, azonban amikor a lézer egyik betűről a másikra mozog, nem kívánt vonalat hoz létre. Ezt a blanking nevű technológia oldja meg. Az egész elképzelés az, hogy a lézert akkor kapcsolják ki, amikor egyikről a másikra mintáznak. Ezt egy nagy sebességű vezérlőegység végzi, amelyet szinkronizálni kell a szkennelési rendszerrel.

3. lépés: Alkatrészek beszerzése

Az alábbi listában megtalálhatja az általam használt alkatrészeket és a linkeket, ahol megvettem.

• 1x Arduino Uno
• 1x Adafruit motorpajzs V2
• 1x lézer modul
• 2x 35 mm -es 0,9 ° -os léptetőmotorok - 400 lépés/fordulat - 5V - eBay
• 3x LED - AliExpress
• 1x HC -06 Bluetooth soros modul - AliExpress
• 1x fotodióda - AliExpress
• 1x NPN tranzisztor BC547B - AliExpress
• 2x 2K trimmer - AliExpress
• 1x DC aljzat panel tartó - eBay
• 1x váltókapcsoló - AliExpress

És akkor néhány anyag és eszköz, amelyet otthon találhat. Remélhetőleg;)

• Tükör (a legjobb egy fémes tükör, mint a HDD tál)
• Alumínium lemez
• Snips
• Forró ragasztó (vagy Pattex Repair Express)
• Vezetékek
• Fogó
• Fúró (vagy olló az én esetemben: D)
• Doboz (pl. Elosztódoboz)

4. lépés: A lépcsők felszerelése

Az alumíniumlemezt vágni és a megfelelő formára kell hajlítani. Ezután lyukakat fúrtak és lépcsőket rögzítettek.

5. lépés: Lézermentesítés + tükörkalibrálás

A Motor Shield kis prototípus -készítési területtel rendelkezik, amelyet két kis áramkörhöz használtak.

Lézeres kioltás

Lézerünket egy Arduino segítségével szeretnénk irányítani. Azonban korlátoznunk kell a lézerbe áramló áramot, és nem is jó ötlet közvetlenül a digitális kimeneti csapból vezetni. A lézermodulomnak már volt áramvédelme. Így építettem egy egyszerű áramkört, ahol a tranzisztor be- és kikapcsolja a lézert. Az alapáramot trimmerrel lehet szabályozni, és szabályozni lehet a lézer fényerejét.

Tükör kalibrálása

A fotodiódát a középső tengely lyukába helyezték, közvetlenül az X-tengely léptető felett. A pontos mérésekhez lehúzható ellenállás áramkörre volt szükség. Kalibráláskor a fotodióda értékeit olvassuk be, és amikor az érték meghalad egy meghatározott értéket (a lézer közvetlenül beragyog), a léptetők megállnak és visszatérnek alaphelyzetbe.

pszeudo kód a kalibráláshoz

// 1lépés = 0,9 ° / 400lépés = 360 ° = teljes forgású lézerOn (); for (int a = 0; a <= 400; a ++) {for (int b = 0; b = photodiodeThreshold) {laserOff (); hazatérni(); } Y lépés (1, 1); } X. lépés (1, 1); } laserOff (); sikertelen ();

6. lépés: Végső összeszerelés

Az egész áramkört a műanyag csatlakozódobozba helyezték, és csavarokkal meghúzták. Az egész projektor valóban hordozható, csak csatlakoztassa a tápegységet, kapcsolja be a kapcsolót, és lézeres bemutatónk van.

7. lépés: Lézervezérlő alkalmazás

A vezérlő alkalmazás C# nyelven készült, és lehetővé teszi a minták közötti váltást, a sebesség beállítását és az aktuális műveletek megtekintését. Ingyenesen letölthető az Arduino kóddal együtt (lásd Bevezető).

8. lépés: Videó