Arduino -laserprojektori + ohjaussovellus: 8 vaihetta

2024 Kirjoittaja: John Day | [email protected]. Viimeksi muokattu: 2024-01-30 09:01

• XY - 2 -ulotteinen laserskannaus
• 2x 35 mm 0,9 ° askelmoottorit - 400 askelta/kierros
• Automaattinen peilikalibrointi
• Kaukosarjaohjaus (bluetoothin kautta)
• Automaattinen tila
• Kaukosäädinsovellus, jossa on graafinen käyttöliittymä
• Avoin lähdekoodi

Ladata:

github.com/stanleyondrus

stanleyprojects.com

Vaihe 1:

Vaihe 2: Teoria

Laserprojektorit voidaan jakaa kahteen pääluokkaan. Joko he käyttävät diffraktiolasia/-kalvoa kuvion heijastamiseen tai heillä on järjestelmä, joka siirtää lasersädettä XY -akselin suunnassa. Toinen vaihtoehto näyttää yleensä paljon paremmalta, koska projisoitava kuvio on mahdollista ohjelmoida. Kun ensimmäisessä tapauksessa lasersäde hajautuu ja heijastaa staattista kuvaa, toisessa laser koostuu edelleen vain yhdestä säteestä, joka liikkuu erittäin nopeasti. Jos tämä liike on riittävän nopea, näemme sen mallina vision pysyvyyden (POV) vuoksi. Tämä tehdään yleensä siten, että siinä on kaksi kohtisuoraa peiliä, joista kumpikin pystyy liikuttamaan lasersädettä yhdellä akselilla. Yhdistämällä ne on mahdollista sijoittaa lasersäde oikeaan paikkaan.

Ammattikäyttöön käytetään yleensä galvanometriskanneria. Jotkut näistä skannerista pystyvät tuottamaan 60kpps (kilopiste sekunnissa). Tämä tarkoittaa, että ne voivat sijoittaa lasersäteen 60000 eri paikkaan 1 sekunnin aikana. Tämä luo todella tasaisen heijastuksen ilman stroboskooppista vaikutusta. Ne voivat kuitenkin olla todella kalliita. Olen käyttänyt askelmoottoreita, mikä on halpa, ei niin nopea vaihtoehto.

Laser piirtää kuvion kiertämällä viivoja yhä uudelleen todella suurella nopeudella. Joskus kuviossa on useita osia, jotka eivät ole yhteydessä toisiinsa. Tässä esimerkissä jokainen kirjain on erotettu toisistaan, mutta kun laser siirtyy kirjaimesta toiseen, se luo ei -toivotun viivan. Tämä ratkaistaan tekniikalla, jota kutsutaan tyhjennykseksi. Koko ajatus on, että laser kytketään pois, kun se siirtyy yhdestä toiseen. Tämän tekee nopea ohjausyksikkö, joka on synkronoitava skannausjärjestelmän kanssa.

Vaihe 3: Komponenttien hankkiminen

Alla olevasta luettelosta löydät käyttämäni komponentit ja linkit, joista ostin ne.

• 1x Arduino Uno
• 1x Adafruit -moottorisuoja V2
• 1x lasermoduuli
• 2x 35 mm 0,9 ° askelmoottorit - 400 askelta/kierros - 5 V - eBay
• 3x LED - AliExpress
• 1x HC -06 Bluetooth -sarjamoduuli - AliExpress
• 1x valodiodi - AliExpress
• 1x NPN -transistori BC547B - AliExpress
• 2x 2K trimmeri - AliExpress
• 1x DC -pistorasiakiinnike - eBay
• 1x Vaihtokytkin - AliExpress

Ja sitten joitain materiaaleja ja työkaluja, joita voit löytää kotona. Toivon mukaan;)

• Peili (paras on metallinen peili, kuten HDD Platter)
• Alumiinilevy
• Snips
• Kuuma liima (tai Pattex Repair Express)
• Johdot
• Pihdit
• Pora (tai saksit minun tapauksessani: D)
• Laatikko (esim. Kytkentärasia)

Vaihe 4: Asentajien asentaminen

Alumiinilevy piti leikata ja taivuttaa oikeaan muotoon. Sitten reikiä porattiin ja askelmat kiinnitettiin.

Vaihe 5: Laserin sammutus + peilin kalibrointi

Motor Shieldissä on pieni prototyyppialue, jota käytettiin kahdessa pienessä piirissä.

Laser -sammutus

Haluamme ohjata laseriamme Arduinolla. Meidän on kuitenkin rajoitettava virtaa, joka virtaa laseriin, eikä myöskään ohjaaminen suoraan digitaalisesta ulostulotapista ole hyvä idea. Lasermoduulissani oli jo nykyinen suojaus. Näin olen rakentanut vain yksinkertaisen piirin, jossa transistori kytkee laserin päälle ja pois. Perusvirtaa voidaan säätää trimmerillä ja se säätää laserin kirkkautta.

Peilin kalibrointi

Valodiodi sijoitettiin keskiakselin reikään X-akselin askelman yläpuolelle. Vedettävä vastuspiiri oli tarpeen tarkkojen mittausten saamiseksi. Kalibroitaessa luemme arvoja fotodiodista ja kun arvo ylittää tietyn arvon (laser loistaa suoraan siihen), askelmat pysähtyvät ja palaavat alkuasentoon.

pseudo -koodi kalibrointia varten

// 1 askel = 0,9 ° / 400 askelta = 360 ° = täysi kierto laserOn (); for (int a = 0; a <= 400; a ++) {for (int b = 0; b = photodiodeThreshold) {laserOff (); palata kotiin(); } askel Y (1, 1); } askel X (1, 1); } laserEi (); epäonnistunut ();

Vaihe 6: Lopullinen kokoonpano

Koko piiri laitettiin muoviseen kytkentärasiaan ja kiristettiin ruuveilla. Koko projektori on todella kannettava, kytke vain virtalähde, vaihda kytkin ja meillä on laser -esitys.

Vaihe 7: Laser Control -sovellus

Ohjaussovellus tehtiin kielellä C# ja sen avulla voidaan vaihtaa kuvioiden välillä, säätää nopeutta ja nähdä nykyiset toiminnot. Sen voi ladata ilmaiseksi yhdessä Arduino -koodin kanssa (katso esittely).

Vaihe 8: Video