پروژکتور لیزری آردوینو + برنامه کنترل: 8 مرحله

2024 نویسنده: John Day | [email protected]. آخرین اصلاح شده: 2024-01-30 08:54

• XY - اسکن لیزری دو بعدی
• موتورهای پله ای 2x35mm 0.9 درجه - 400 پله/دور
• کالیبراسیون خودکار آینه
• کنترل سریال از راه دور (از طریق بلوتوث)
• حالت خودکار
• برنامه کنترل از راه دور با GUI
• متن باز

دانلود:

github.com/stanleyondrus

stanleyprojects.com

مرحله 1:

مرحله 2: نظریه

پروژکتورهای لیزری را می توان به دو دسته اصلی تقسیم کرد. یا از شیشه/فویل پراش برای نمایش الگو استفاده می کنند یا سیستمی دارند که پرتو لیزر را در جهت محور XY حرکت می دهد. گزینه دوم معمولاً بسیار بهتر به نظر می رسد زیرا امکان برنامه ریزی الگوی مورد نظر وجود دارد. در حالی که در مورد اول ، پرتو لیزر در حال پراکندگی است و تصویری ثابت ارائه می دهد ، در مورد دوم ، لیزر هنوز فقط از یک پرتو تشکیل شده است که بسیار سریع حرکت می کند. اگر این حرکت به اندازه کافی سریع باشد ، به دلیل تداوم بینایی (POV) آن را به عنوان یک الگو درک می کنیم. این کار معمولاً با داشتن دو آینه عمود بر ، که هر کدام قادر به حرکت پرتو لیزر در یک محور است ، انجام می شود. با ترکیب آنها می توان پرتو لیزر را در محل دقیق قرار داد.

برای کاربردهای حرفه ای ، معمولاً از اسکنرهای گالوانومتر استفاده می شود. برخی از این اسکنرها قادر به انجام 60 کیلو پیکسل (کیلو نقطه در ثانیه) هستند. این بدان معناست که آنها می توانند پرتو لیزر را در طول 1 ثانیه در 60000 مکان مختلف قرار دهند. این یک طرح واقعا صاف و بدون اثر استروبوسکوپی ایجاد می کند. با این حال ، آنها می توانند واقعا گران باشند. من از موتورهای پله ای استفاده کردم ، که جایگزین ارزان و نه چندان سریع است.

لیزر با دور زدن خطوط بارها و بارها با سرعت بسیار بالا ، الگو را ترسیم می کند. گاهی چندین قسمت از الگو وجود دارد که به هم متصل نیستند. در این مثال ، هر حرف جدا می شود ، اما وقتی لیزر از یک حرف به حرف دیگر حرکت می کند ، یک خط ناخواسته ایجاد می کند. این مسئله با فناوری بنام blanking حل می شود. کل ایده این است که لیزر هنگام حرکت از یک الگو به الگوی دیگر تغییر می کند. این کار توسط یک واحد کنترل با سرعت بالا انجام می شود که باید با سیستم اسکن همزمان شود.

مرحله 3: به دست آوردن اجزاء

در لیست زیر می توانید اجزای مورد استفاده و پیوندهایی که آنها را خریداری کرده اید را بیابید.

• 1 برابر آردوینو اونو
• 1x Adafruit Motor Shield V2
• ماژول لیزری 1 برابر
• موتورهای پله ای 2x35mm 0.9 درجه - 400 پله/دور - 5V - eBay
• 3x LED - AliExpress
• 1x ماژول سریال بلوتوث HC -06 - AliExpress
• 1x Photodiode - AliExpress
• 1x ترانزیستور NPN BC547B - AliExpress
• 2x 2K Trimmer - AliExpress
• 1x سوکت پریز پنل DC - eBay
• 1x Toggle Switch - AliExpress

و سپس برخی از مواد و ابزارهایی که می توانید در خانه پیدا کنید. خوشبختانه ؛)

• آینه (بهترین آینه فلزی مانند HDD Platter است)
• ورق آلومینیوم
• اسنپ
• چسب داغ (یا Pattex Repair Express)
• سیم ها
• انبر
• مته (یا قیچی در مورد من: D)
• جعبه (به عنوان مثال جعبه اتصال)

مرحله 4: نصب پله ها

ورق آلومینیوم باید بریده شود و به شکل مناسب خم شود. سپس سوراخ هایی ایجاد شد و استپرها متصل شدند.

مرحله 5: لیزر خالی کننده + کالیبراسیون آینه

Motor Shield دارای یک منطقه نمونه سازی کوچک است که برای دو مدار کوچک استفاده می شد.

لیزر سفید کننده

ما می خواهیم لیزر خود را با آردوینو کنترل کنیم. با این حال ما باید جریان جاری به لیزر را محدود کنیم و همچنین هدایت مستقیم آن از پین خروجی دیجیتال ایده خوبی نیست. ماژول لیزری من قبلاً دارای محافظ فعلی بود. بنابراین من فقط یک مدار ساده ایجاد کردم که در آن ترانزیستور لیزر را روشن و خاموش می کند. جریان پایه را می توان با تریمر تنظیم کرد و روشنایی لیزر را کنترل می کند.

کالیبراسیون آینه

Photodiode در سوراخ در محور مرکزی درست بالای پله محور X قرار داده شد. برای به دست آوردن اندازه گیری دقیق ، مدار مقاومت پایین کشنده ضروری بود. هنگام کالیبراسیون ، ما مقادیر مربوط به دیود نوری را می خوانیم و هنگامی که مقدار از مقدار خاصی فراتر می رود (لیزر مستقیماً به آن می تابد) ، استپرها متوقف می شوند و به موقعیت اصلی خود برمی گردند.

شبه کد برای کالیبراسیون

// 1step = 0.9 درجه / 400 قدم = 360 درجه = چرخش کامل laserOn ()؛ برای (int a = 0؛ a <= 400؛ a ++) {برای (int b = 0؛ b = photodiodeThreshold) {laserOff ()؛ returnHome ()؛ } stepY (1 ، 1) ؛ } stepX (1 ، 1) ؛ } laserOff ()؛ ناموفق ()؛

مرحله 6: مونتاژ نهایی

کل مدار در جعبه اتصال پلاستیکی قرار داده شد و توسط پیچ محکم شد. کل پروژکتور واقعاً قابل حمل است ، فقط منبع تغذیه را وصل کنید ، ضامن را تغییر دهید و ما نمایش لیزری داریم.

مرحله 7: برنامه کنترل لیزر

برنامه کنترل در C# ساخته شده است و به شما امکان می دهد بین الگوها جابجا شوید ، سرعت را تنظیم کنید و اقدامات فعلی را مشاهده کنید. بارگیری رایگان با کد آردوینو رایگان است (به مقدمه مراجعه کنید).

مرحله 8: فیلم