Spettacolo laser per poveri: 9 passaggi (con immagini)

2024 Autore: John Day | [email protected]. Ultima modifica: 2024-01-30 10:05

Ecco un altro gadget "must build" inutile ma dall'aspetto accattivante per ogni fanatico romantico. Permettetemi di introdurre lo spirografo laser a tre assi basato su microcontrollore PIC. … Controlla il link qui sotto se vuoi vedere più modelliGalleria di modelli laser …

Passaggio 1: raccolta di cose

Il design è abbastanza semplice e utilizza parti e componenti regolari, ma sei libero di cambiarlo/modificarlo nel modo che preferisci. Al primo prototipo ho usato DVD vergini come materiale riflettente, ma in seguito ho scoperto un modo più pratico. La tecnologia per realizzare lo specchio FS è descritta nel mio articoloSpecchio superficie frontale fai da te Originariamente sono un uomo molto pigro, quindi ho scelto il microcontrollore programmato PIC18F1220 (può essere sostituito con PIC18F1320) per gestire il lavoro di routine. PIC implementa un generatore PWM a 3 canali. In realtà è lo stesso motore che ho usato nel mio progetto di illuminazione IKEA, ma il codice è stato adottato per PIC18. Il segnale PWM commuta il transistor MOSFET 2N7000 (Id 200mA). L'attuatore dello specchio è collegato come carico al MOSFET. Come attuatore dello specchio ho usato una ventola di raffreddamento della CPU da 5V 200mA. È facile montare lo specchio sul lato piatto. Il dispositivo accetta ventole da 5 V e 12 V con corrente massima 200 mA. La tensione è selezionata dal ponticello. Il puntatore laser verde è valutato a 3 V, quindi ho realizzato un regolatore di tensione basato su LM317 con uscita regolabile. Modulo laser verde economico da 5 mW: https://www.dealextreme.com/details.dx/sku.10094~r.32746761 Cos'altro avrai bisogno? Decine di resistenze e condensatori, potenziometri, interruttore a levetta, jack di alimentazione, scheda di prototipazione, scatola di dimensioni adeguate e alimentatore.

Passaggio 2: cervello

Lo schema elettronico è semplice e può essere assemblato su una scheda di prototipazione, ma l'uomo vero crea sempre problemi da solo, quindi ho realizzato PCB.

Sono disponibili due modalità di lavoro, selezionabili tramite interruttore a levetta: manuale e automatica. In modalità manuale l'operatore controlla ciascun motore singolarmente ruotando il potenziometro corrispondente collegato all'ingresso analogico del microcontrollore. PIC legge costantemente gli ingressi analogici e modifica il segnale PWM in modo che il valore del duty sia proporzionale alla tensione sull'ingresso analogico. In modalità automatica, il microcontrollore utilizza un algoritmo pseudo-casuale per calcolare il valore di servizio per ogni motore. Il valore di servizio corrente viene memorizzato nella EEPROM interna e utilizzato come dati iniziali per il calcolo successivo, in modo che il microcontrollore generi una sequenza di modelli univoci non ripetitivi per lungo tempo. La maggior parte dei puntatori è valutata da 3 V a 4,5 V, quindi assicurati di regolare la tensione di uscita prima di collegare il laser. La scheda è piccola, quindi non hai bisogno di staffe per fissarla. Le pentole lo terranno perfettamente. NOTA DI AGGIORNAMENTO!!! Poiché il mio fornitore ha esaurito il PIC18F1220, ho dovuto utilizzare il PIC18F1320 in un nuovo design. È un chip compatibile con pin con una maggiore capacità di memoria, ma NON funzionerà con il vecchio file HEX, quindi fai attenzione. Conservo la versione PIC18F1220 come file separato. Ecco alcune note dal banco: - schematico; - Distinta materiali; - HEX (versione PIC18F1320); - PCB; - PCB in formato AutoCAD - codice sorgente per il compilatore CCS. File zip di documentazione Per programmare il chip, utilizzo il programmatore USB ICD2 (acquistato da eBay) e MPLAB IDE (software gratuito da Microchip.com). Il PCB contiene una porta Microchip ICSP standard (header a 5 pin) per scopi di programmazione, inoltre il chip può essere programmato da qualsiasi programmatore di socket con un software appropriato che supporti PIC18. Assemblaggio della scheda controller (guida ad alta risoluzione):https://www.flickr.com/photos/22144851@N03/sets/72157604945292921/ … Per principianti e persone impegnate, chip programmati, PCB, kit completo o scheda assemblata disponibili su richiesta. … Alcuni hobbisti potrebbero preferire un controller PWM analogico semplificato basato sul timer 556.

Fase 3: Spirograph Controller V2

VERSIONE AGGIORNATA!!! La nuova scheda controller è stata completamente ridisegnata con l'utilizzo di componenti SMT. Il regolatore di tensione a commutazione 5V elimina la necessità di dissipatore di calore. Di conseguenza, il controller è diventato 1,5 volte più piccolo e ciò offre la possibilità di realizzare una versione veramente tascabile dello spirografo. Il regolatore di tensione integrato per il modulo laser a bassa potenza fornisce alimentazione entro 2 - 4V. Il controller supporta ventole da 5 V e 12 V. La tensione della ventola può essere impostata tramite ponticelli a bordo. Insieme alle modalità operative automatiche e manuali, il controller modificato ha la capacità di memorizzare i tuoi modelli preferiti nella memoria interna con la semplice pressione di un pulsante e riprodurli come una presentazione. Il nuovo controller può memorizzare fino a 80 modelli definiti dall'utente e riprodurli come sequenza infinita. Il tempo di visualizzazione del singolo modello può variare da 3 a 60 secondi. Inoltre c'è la modalità manuale quando il modello successivo in sequenza viene attivato da un utente. Descrizioni dei nuovi controlli. Interruttori: PROG/CYCLE - seleziona la modalità di funzionamento PROGRAM (manuale) o CYCLE (auto). RAND/MEM - seleziona la subroutine per generare pattern casuali o leggere pattern memorizzati dalla memoria interna. CONT/STEP - seleziona la modalità CONTINUOUS o STEP per mostrare la sequenza di modelli. Questo interruttore è attivo solo in modalità MEM. Pulsante STEP/MEM: - nelle modalità PROG o CYCLE/RAND il pulsante scrive il pattern corrente nella memoria interna. I modelli memorizzati possono essere visualizzati come presentazione in modalità CYCLE/CONT. - in modalità CYCLE/MEM/STEP il pulsante scorre attraverso la sequenza dei modelli memorizzati. Se il pulsante viene tenuto premuto durante l'accensione, tutta la memoria interna verrà cancellata. POT A: - in modalità PROG definisce la velocità del motore 1. - in modalità CYCLE/MEM/CONT definisce l'intervallo di tempo (da 3 a 60 Sec) di visualizzazione del singolo pattern dalla sequenza. POT B: - in modalità PROG definisce la velocità del motore 2. POT C: - in modalità PROG definisce la velocità del motore 3. Descrizione del funzionamento. Ci sono due modalità di lavoro: PROGRAMMA (manuale) e CICLO (auto). In modalità PROGRAM, il pattern visualizzato dipende dalle posizioni dei potenziometri. Il modello corrente può essere salvato nella memoria interna premendo il pulsante MEM. Dopo che sono stati memorizzati 80 motivi, ogni nuovo motivo sostituirà il motivo più vecchio. Per cancellare la memoria premere e tenere premuto il pulsante MEM durante l'accensione. In modalità CYCLE, l'unità visualizza una sequenza infinita di pattern. In modalità CYCLE/RAND, i modelli sono generati casualmente dal software. Le posizioni iniziali dei vasi determinano la forma del primo motivo in sequenza. Il modello corrente può essere salvato nella memoria interna premendo il pulsante MEM. In modalità CYCLE/MEM/CONT, l'unità legge continuamente i pattern da visualizzare dalla memoria interna. L'intervallo di tempo per la visualizzazione del singolo pattern dipende dalla posizione della POT A e può variare da 3 a 60 sec. In modalità CYCLE/MEM/STEP, la lettura del modello successivo dalla memoria è attivata dal pulsante STEP.

Tutte le note tecniche come - schema; - PCB in formato PDF; - Distinta materiali; - File HEX per PIC18F1320; - Il codice sorgente C per il compilatore CCS.può essere scaricato da qui Su richiesta posso fornire controller SMT assemblato, mirror e altro materiale per questo progetto.

Passaggio 4: collegamento dello specchio al motore

AGGIORNAMENTO!!!---Nuovo tutorial "Come bilanciare gli specchi acrilici". www.instructables.com/id/How-to-mount-and-balance-mirrors-for-spirograph-pr/---Lo specchio acrilico è molto leggero, quindi il nastro biadesivo in schiuma adesiva funzionerà. Il pezzo 1/2 x 1/2 funziona bene. Puoi usare della carta spessa come un cuneo per inclinare lo specchio. Inserirlo tra specchio e motore. Nella mia configurazione l'inclinazione è di 2-3 gradi. Risulta un modello largo 6' a una distanza di 18'. È impossibile centrare correttamente lo specchio rispetto all'albero del motore e anche un leggero offset causerà vibrazioni e rumore ad alta velocità, quindi ho sviluppato alcuni trucchi per il bilanciamento dello specchio. Assicurati che i tuoi occhiali di sicurezza ancora acceso. ATTENZIONE!!! Questo metodo funzionerà solo per specchi acrilici/plastica!!! All'inizio ho provato a modellare lo specchio rotante con una lima, ma la ventola è un dispositivo a bassa coppia, quindi anche una leggera pressione con lo strumento forza il motore a fermarsi completamente. Dall'idea con la parte rotante e l'utensile fisso ha fallito, ho provato l'approccio opposto: Dremel con tamburo di levigatura da 1/2" contro lo specchio immobile, e ha funzionato davvero. Alcuni consigli per le persone che vogliono seguire. Il motore con lo specchio deve essere spento. Selezionare il nastro di levigatura con grana grossa grana. Imposta Dremel alla velocità minima. Tieni Dremel che gli assi dell'utensile e dell'albero del motore siano paralleli. Porta lentamente il tamburo di levigatura sul bordo dello specchio e premi contro di esso. Non esercitare troppa pressione. L'utensile rotante ruoterà lo specchio e lo lima a allo stesso tempo Prenditi il tuo tempo, vacci piano e, se hai abbastanza pazienza, otterrai uno specchio rotondo perfetto che funzionerà liscio e silenzioso.

Passaggio 5: configurazione ottica parallela

Configurazione classica. I motori sono posizionati su linee parallele. Ho sviluppato un trucco. Uso del nastro biadesivo per fissare il motore alla base e, dopo tutte le regolazioni, fisso il motore in posizione con la colla a caldo. La regolazione è semplice. Avviare i motori e puntare il raggio in modo che rimanga all'interno dell'area dello specchio alla massima deflessione. Uso come supporto per il puntatore pezzo di legno e della colla a caldo. Economico e veloce.

Passaggio 6: impostazione ottica quadrata

Configurazione ottica quadrata. Mi piace di più. I motori formano un quadrato senza un lato. Usando questo design possiamo rendere il dispositivo più compatto. Tutto il resto è lo stesso del passaggio precedente.

Passaggio 7: costruiamo una piccola casa

È una buona abitudine tenere la polvere lontana dal personale ottico, quindi il nostro dispositivo ha bisogno di un involucro ermetico. Avevo una scatola Hammond 7x4x2 in giro, quindi l'ho messo in attività. Poiché abbiamo determinato la configurazione ottica e il percorso del raggio, possiamo contrassegnare e tagliare la finestra. Quindi prendi un pezzo quadrato di acrilico trasparente e incollalo al suo posto. Quindi fai un altro foro per il jack di alimentazione, incollalo, collegalo alla scheda e abbiamo finito.

Passaggio 8: ben fatto

Non male, non male, ma aggiungerei qualcosa di piccante.

…Mascherina in alluminio e tecnologia militare segreta di trasferimento del toner termico!!! Questo fa la vera differenza. Ora sono felice.

Passaggio 9: laser Spirograph V2 completato

Nuova versione dello spirografo laser basato su PIC. Per rendere il dispositivo più compatto ho modificato il design aggiungendo un altro specchio. Ora i componenti ottici occupano meno area e tutte le parti possono essere montate in una scatola di progetto Hammond standard da 4" x 4" x 2,5". Il frontalino in alluminio e l'illuminazione di sfondo sono opzionali.