Arduino Laser Projector + Control App: 8 trinn

2024 Forfatter: John Day | [email protected]. Sist endret: 2024-01-30 11:22

• XY - 2 -dimensjonal laserskanning
• 2 x 35 mm 0,9 ° trinnmotorer - 400 trinn/omdreininger
• Automatisk speilkalibrering
• Ekstern seriekontroll (via bluetooth)
• Auto -modus
• Fjernkontroll -app med GUI
• Åpen kilde

Nedlasting:

github.com/stanleyondrus

stanleyprojects.com

Trinn 1:

Trinn 2: Teori

Laserprojektorer kan deles inn i to hovedkategorier. Enten bruker de et diffraksjonsglass/folie for å projisere et mønster, eller så har de et system som beveger laserstrålen i XY -akseretninger. Det andre alternativet ser vanligvis mye bedre ut fordi det er mulig å programmere mønsteret som skal projiseres. Mens det i det første tilfellet blir laserstrålen diffraktert og projiserer et statisk bilde, i det andre består laser fortsatt av bare en stråle, som beveger seg veldig fort. Hvis denne bevegelsen er rask nok, oppfatter vi den som et mønster på grunn av vedvarende syn (POV). Dette gjøres vanligvis ved å ha to vinkelrette speil som hver kan bevege laserstrålen i en akse. Ved å kombinere dem er det mulig å plassere laserstrålen til den nøyaktige plasseringen.

For profesjonelle applikasjoner brukes vanligvis galvanometerskannere. Noen av disse skannerne er i stand til å gjøre 60kpps (kilopunkt per sekund). Det betyr at de kan plassere laserstrålen til 60000 forskjellige steder i løpet av 1 sekund. Dette skaper en veldig jevn projeksjon uten stroboskopisk effekt. Imidlertid kan de være veldig dyre. Jeg har brukt steppermotorene, som er det billige, ikke så raske, alternativet.

Laseren tegner mønsteret ved å bane linjene om og om igjen i virkelig høy hastighet. Noen ganger er det flere deler av mønsteret som ikke er koblet sammen. I dette eksemplet er hver bokstav atskilt, men når laseren beveger seg fra en bokstav til en annen, skaper den en uønsket linje. Dette løses med en teknologi som kalles blanking. Hele tanken bak er at laseren slås av når du går fra en til et annet mønster. Dette gjøres av en høyhastighets kontrollenhet, som må synkroniseres med skannesystemet.

Trinn 3: Innhenting av komponenter

I listen nedenfor finner du komponentene jeg brukte og koblingene der jeg kjøpte dem.

• 1x Arduino Uno
• 1x Adafruit Motor Shield V2
• 1x lasermodul
• 2x 35 mm 0,9 ° trinnmotorer - 400 trinn/omdreining - 5V - eBay
• 3x LED - AliExpress
• 1x HC -06 Bluetooth -seriemodul - AliExpress
• 1x fotodiode - AliExpress
• 1x NPN -transistor BC547B - AliExpress
• 2x 2K trimmer - AliExpress
• 1x DC Socket Panel Mount - eBay
• 1x vippebryter - AliExpress

Og så litt materiale og verktøy du kan finne hjemme. Forhåpentligvis;)

• Speil (det beste er et metallisk speil som HDD -tallerken)
• Aluminiumsplate
• Klipper
• Hot Lim (eller Pattex Repair Express)
• Ledninger
• Tang
• Drill (eller saks i mitt tilfelle: D)
• Boks (f.eks. Koblingsboks)

Trinn 4: Montering av stepper

Aluminiumsplate måtte kuttes og bøjes til riktig form. Deretter ble det boret hull og festet stepper.

Trinn 5: Laserblanking + speilkalibrering

Motor Shield har et lite prototypeareal som ble brukt til to små kretser.

Laser blanking

Vi ønsker å kontrollere laseren vår med en Arduino. Vi må imidlertid begrense strømmen som strømmer inn i laseren, og også å kjøre den direkte fra en digital utgangspinne er ikke en god idé. Min lasermodul hadde allerede en nåværende beskyttelse. Dermed har jeg bygget bare en enkel krets hvor transistoren slår laseren på og av. Basestrøm kan reguleres av trimmer og styrer laserens lysstyrke.

Speilkalibrering

Fotodiode ble plassert i hullet i sentralaksen rett over X-aksen stepper. Nedtrekksmotstandskrets var nødvendig for å oppnå nøyaktige målinger. Ved kalibrering leser vi verdier fra fotodioden, og når verdien overskrider en spesifikk verdi (laser skinner direkte inn i den), stopper stepperne og går tilbake til utgangsposisjonen.

pseudokode for kalibrering

// 1. trinn = 0,9 ° / 400 trinn = 360 ° = full rotasjon laserOn (); for (int a = 0; a <= 400; a ++) {for (int b = 0; b = fotodiodeTerskel) {laserOff (); vende hjem(); } trinn Y (1, 1); } trinn X (1, 1); } laserOff (); mislykket ();

Trinn 6: Sluttmontering

Hele kretsen ble satt inn i koblingsboksen av plast og strammet med skruer. Hele projektoren er virkelig bærbar, bare koble til strømforsyningen, bytt bryteren og vi har lasershow.

Trinn 7: Laser Control App

Den kontrollerende appen ble laget i C# og lar deg bytte mellom mønstre, justere hastigheten og se gjeldende handlinger. Det er gratis å laste ned sammen med Arduino -koden (se Intro).

Trinn 8: Video