Arduino lāzera projektors + vadības lietotne: 8 soļi

2024 Autors: John Day | [email protected]. Pēdējoreiz modificēts: 2024-01-30 10:54

• XY - 2 dimensiju lāzera skenēšana
• 2x 35 mm 0,9 ° pakāpju motori - 400 soļi/apgriez
• Automātiska spoguļa kalibrēšana
• Tālvadības sērijas vadība (izmantojot Bluetooth)
• Automātiskais režīms
• Tālvadības lietotne ar GUI
• Atvērtais avots

Lejupielādēt:

github.com/stanleyondrus

stanleyprojects.com

1. darbība:

2. solis: teorija

Lāzera projektorus var iedalīt divās galvenajās kategorijās. Vai nu viņi izmanto difrakcijas stiklu/foliju, lai projicētu modeli, vai arī tiem ir sistēma, kas pārvieto lāzera staru XY ass virzienos. Otrā iespēja parasti izskatās daudz labāk, jo ir iespējams ieprogrammēt projicējamo modeli. Lai gan pirmajā gadījumā lāzera stars tiek izkliedēts un projicē statisku attēlu, otrajā lāzers joprojām sastāv tikai no viena staru, kas pārvietojas ļoti ātri. Ja šī kustība ir pietiekami ātra, mēs to uztveram kā modeli redzes noturības (POV) dēļ. To parasti veic ar diviem perpendikulāriem spoguļiem, no kuriem katrs spēj pārvietot lāzera staru vienā asī. Apvienojot tos, ir iespējams novietot lāzera staru uz precīzu atrašanās vietu.

Profesionāliem lietojumiem parasti tiek izmantoti galvanometra skeneri. Daži no šiem skeneriem spēj veikt 60kpps (kilogramu punktu sekundē). Tas nozīmē, ka viņi var 1 sekundes laikā novietot lāzera staru uz 60000 dažādām vietām. Tas rada patiešām gludu projekciju bez stroboskopiskā efekta. Tomēr tie var būt patiešām dārgi. Esmu izmantojis soļu motorus, kas ir lētā, ne tik ātrā alternatīva.

Lāzers zīmē modeli, riņķojot pa līnijām atkal un atkal patiešām lielā ātrumā. Dažreiz ir vairākas modeļa daļas, kas nav savienotas kopā. Šajā piemērā katrs burts ir atdalīts, tomēr, kad lāzers pārvietojas no viena burta uz otru, tas rada nevēlamu līniju. To atrisina tehnoloģija, ko sauc par tukšošanu. Visa ideja ir tāda, ka lāzers tiek izslēgts, pārejot no viena modeļa uz citu. To veic ātrgaitas vadības ierīce, kas jāsinhronizē ar skenēšanas sistēmu.

3. darbība: komponentu iegūšana

Zemāk esošajā sarakstā varat atrast manis izmantotās sastāvdaļas un saites, kur tās iegādājos.

• 1x Arduino Uno
• 1x Adafruit motora vairogs V2
• 1x lāzera modulis
• 2x 35 mm 0,9 ° pakāpju motori - 400 soļi/apgriezieni - 5V - eBay
• 3x LED - AliExpress
• 1x HC -06 Bluetooth sērijas modulis - AliExpress
• 1x fotodiods - AliExpress
• 1x NPN tranzistors BC547B - AliExpress
• 2x 2K trimmeris - AliExpress
• 1x līdzstrāvas ligzdas paneļa stiprinājums - eBay
• 1x pārslēgšanas slēdzis - AliExpress

Un tad daži materiāli un instrumenti, kurus varat atrast mājās. Cerams;)

• Spogulis (labākais ir metāla spogulis, piemēram, HDD plate)
• Alumīnija loksne
• Snips
• Karstā līme (vai Pattex Repair Express)
• Vadi
• Knaibles
• Urbis (vai šķēres manā gadījumā: D)
• Kastīte (piemēram, sadales kārba)

4. solis: pakāpienu montāža

Nepieciešams sagriezt un saliekt alumīnija loksni pareizajā formā. Tad tika urbti caurumi un piestiprināti pakāpieni.

5. solis: lāzera iztukšošana + spoguļa kalibrēšana

Motor Shield ir neliela prototipēšanas zona, kas tika izmantota divām nelielām shēmām.

Bāzēšana ar lāzeru

Mēs vēlamies kontrolēt savu lāzeru ar Arduino. Tomēr mums ir jāierobežo strāvas ieplūšana lāzerā, un arī tā vadīšana tieši no digitālās izejas tapas nav laba ideja. Manam lāzera modulim jau bija pašreizējā aizsardzība. Tādējādi esmu izveidojis vienkāršu ķēdi, kurā tranzistors ieslēdz un izslēdz lāzeru. Bāzes strāvu var regulēt ar trimmeri un kontrolēt lāzera spilgtumu.

Spoguļa kalibrēšana

Fotodiods tika ievietots caurumā centrālajā asī tieši virs X ass pakāpiena. Lai iegūtu precīzus mērījumus, bija nepieciešama nolaižamā rezistora ķēde. Kalibrējot, mēs nolasām vērtības no fotodiodes un, ja vērtība pārsniedz noteiktu vērtību (lāzers tieši tajā iespīd), steperi apstājas un atgriežas sākuma stāvoklī.

pseidokods kalibrēšanai

// 1 solis = 0,9 ° / 400 soļi = 360 ° = pilnas rotācijas lāzersOn (); par (int a = 0; a <= 400; a ++) {par (int b = 0; b = fotodiodes slieksnis) {laserOff (); Atgriezties mājās(); } solis Y (1, 1); } solisX (1, 1); } laserOff (); neveiksmīgs ();

6. solis: galīgā montāža

Visa ķēde tika ievietota plastmasas sadales kārbā un pievilkta ar skrūvēm. Viss projektors ir patiešām pārnēsājams, vienkārši pievienojiet strāvas padevi, pārslēdziet pārslēgu un mums ir lāzera šovs.

7. darbība. Lāzera kontroles lietotne

Kontroles lietotne tika izveidota C# un ļauj pārslēgties starp modeļiem, pielāgot ātrumu un redzēt pašreizējās darbības. To var bez maksas lejupielādēt kopā ar Arduino kodu (sk. Ievads).

8. darbība: video