Proiettore laser Arduino + App di controllo: 8 passaggi

2024 Autore: John Day | [email protected]. Ultima modifica: 2024-01-30 10:02

• XY - Scansione laser bidimensionale
• Motori passo-passo 2x 35mm 0,9° - 400 passi/giro
• Calibrazione automatica dello specchio
• Controllo seriale remoto (via bluetooth)
• Modalità automatica
• App di controllo remoto con GUI
• Open Source

Scarica:

github.com/stanleyondrus

stanleyprojects.com

Passo 1:

Fase 2: Teoria

I proiettori laser possono essere suddivisi in due categorie principali. O usano un vetro/lamina di diffrazione per proiettare un modello o hanno un sistema che muove il raggio laser nelle direzioni dell'asse XY. La seconda opzione di solito sembra molto migliore perché è possibile programmare il modello da proiettare. Mentre nel primo caso il raggio laser viene diffratto e proietta un'immagine statica, nel secondo il laser è ancora costituito da un solo raggio, che si muove molto velocemente. Se questo movimento è abbastanza veloce, lo percepiamo come uno schema a causa della persistenza della visione (POV). Questo di solito viene fatto avendo due specchi perpendicolari, ciascuno in grado di muovere il raggio laser su un asse. Combinandoli, è possibile posizionare il raggio laser nella posizione esatta.

Per applicazioni professionali, vengono solitamente utilizzati scanner galvanometrici. Alcuni di questi scanner sono in grado di fare 60kpps (kilo point al secondo). Ciò significa che possono posizionare il raggio laser in 60000 posizioni diverse per 1 secondo. Questo crea una proiezione davvero liscia senza l'effetto stroboscopico. Tuttavia, possono essere davvero costosi. Ho usato i motori passo-passo, che è l'alternativa economica, non così veloce.

Il laser disegna il motivo orbitando le linee più e più volte a velocità molto elevata. A volte ci sono più parti del modello che non sono collegate tra loro. In questo esempio, ogni lettera è separata, tuttavia quando il laser si sposta da una lettera all'altra, crea una linea indesiderata. Questo è risolto da una tecnologia chiamata blanking. L'idea alla base è che il laser viene spento quando si passa da un modello a un altro. Questo viene fatto da un'unità di controllo ad alta velocità, che deve essere sincronizzata con il sistema di scansione.

Passaggio 3: ottenere i componenti

Nella lista qui sotto puoi trovare i componenti che ho usato e i link dove li ho acquistati.

• 1x Arduino Uno
• 1x Scudo motore Adafruit V2
• 1x modulo laser
• 2x motori passo-passo da 35 mm 0,9° - 400 passi/giro - 5V - eBay
• 3x LED - AliExpress
• 1x modulo seriale Bluetooth HC-06 - AliExpress
• 1x fotodiodo - AliExpress
• 1x transistor NPN BC547B - AliExpress
• Trimmer 2x 2K - AliExpress
• 1x montaggio a pannello con presa CC - eBay
• 1x interruttore a levetta - AliExpress

E poi alcuni materiali e strumenti che puoi trovare a casa. Auspicabilmente;)

• Specchio (il migliore è uno specchio metallico come HDD Platter)
• Foglio di alluminio
• Snips
• Colla a caldo (o Pattex Repair Express)
• fili
• Pinze
• Trapano (o forbici nel mio caso:D)
• Scatola (es. scatola di giunzione)

Passaggio 4: montaggio degli stepper

Il foglio di alluminio doveva essere tagliato e piegato nella forma corretta. Quindi sono stati praticati dei fori e applicati gli stepper.

Passaggio 5: cancellazione del laser + calibrazione dello specchio

Motor Shield ha una piccola area di prototipazione che è stata utilizzata per due piccoli circuiti.

Soppressione laser

Vogliamo controllare il nostro laser con un Arduino. Tuttavia, dobbiamo limitare la corrente che scorre nel laser e anche guidarlo direttamente da un pin di uscita digitale non è una buona idea. Il mio modulo laser aveva già una protezione corrente. Così ho costruito un semplice circuito in cui il transistor accende e spegne il laser. La corrente di base può essere regolata tramite trimmer e controlla la luminosità del laser.

Calibrazione dello specchio

Il fotodiodo è stato posizionato nel foro nell'asse centrale proprio sopra lo stepper dell'asse X. Il circuito del resistore pull-down era necessario per ottenere misurazioni esatte. Durante la calibrazione, stiamo leggendo i valori dal fotodiodo e quando il valore supera un valore specifico (il laser brilla direttamente su di esso), gli stepper si fermano e tornano alla posizione iniziale.

pseudo codice per la calibrazione

// 1passo = 0,9° / 400 passi = 360° = rotazione completa laserOn(); for (int a=0; a<=400; a++) { for (int b=0; b= soglia fotodiodo) { laserOff(); torna a casa(); } passoY(1, 1); } passoX(1, 1); } laserOff(); non riuscito();

Passaggio 6: assemblaggio finale

L'intero circuito è stato inserito nella scatola di giunzione in plastica e serrato con viti. L'intero proiettore è davvero portatile, basta collegare l'alimentatore, cambiare l'interruttore e abbiamo uno spettacolo laser.

Passaggio 7: app di controllo laser

L'app di controllo è stata realizzata in C# e consente di passare da un modello all'altro, regolare la velocità e vedere le azioni correnti. È scaricabile gratuitamente insieme al codice Arduino (vedi Intro).

Passaggio 8: video