Arduino Laser Projector + แอปควบคุม: 8 ขั้นตอน

สารบัญ:

ขั้นตอนที่ 1:
ขั้นตอนที่ 2: ทฤษฎี
ขั้นตอนที่ 3: การรับส่วนประกอบ
ขั้นตอนที่ 4: การติดตั้ง Steppers
ขั้นตอนที่ 5: การทำ Laser Blanking + การปรับเทียบกระจก
ขั้นตอนที่ 6: การประกอบขั้นสุดท้าย
ขั้นตอนที่ 7: แอปควบคุมเลเซอร์
ขั้นตอนที่ 8: วิดีโอ

วีดีโอ: Arduino Laser Projector + แอปควบคุม: 8 ขั้นตอน

2024 ผู้เขียน: John Day | [email protected]. แก้ไขล่าสุด: 2024-01-30 13:04

XY - การสแกนด้วยเลเซอร์ 2 มิติ
สเต็ปเปอร์มอเตอร์ 0.9° 2x 35 มม. - 400 ขั้น/รอบ
การปรับเทียบกระจกอัตโนมัติ
การควบคุมระยะไกลแบบอนุกรมระยะไกล (ผ่านบลูทูธ)
โหมดอัตโนมัติ
แอปควบคุมระยะไกลด้วย GUI
โอเพ่นซอร์ส

ดาวน์โหลด:

github.com/stanleyondrus

stanleyprojects.com

ขั้นตอนที่ 1:

ขั้นตอนที่ 2: ทฤษฎี

เครื่องฉายเลเซอร์สามารถแบ่งออกเป็นสองประเภทหลัก พวกเขาใช้กระจก/ฟอยล์เลี้ยวเบนเพื่อสร้างรูปแบบหรือมีระบบที่เคลื่อนลำแสงเลเซอร์ไปในทิศทางแกน XY ตัวเลือกที่สองมักจะดูดีกว่ามากเพราะสามารถตั้งโปรแกรมรูปแบบที่จะฉายได้ ในกรณีแรก ลำแสงเลเซอร์จะกระจายตัวและฉายภาพนิ่ง ในกรณีที่สอง เลเซอร์ยังคงประกอบด้วยลำแสงเพียงอันเดียว ซึ่งเคลื่อนที่เร็วมาก หากการเคลื่อนไหวนี้เร็วพอ เราจะมองว่ามันเป็นรูปแบบเนื่องจากการคงอยู่ของการมองเห็น (POV) โดยปกติจะทำได้โดยมีกระจกตั้งฉากสองบาน ซึ่งแต่ละอันสามารถเคลื่อนลำแสงเลเซอร์ในแกนเดียวได้ การรวมเข้าด้วยกันทำให้สามารถจัดตำแหน่งลำแสงเลเซอร์ไปยังตำแหน่งที่แน่นอนได้

สำหรับการใช้งานระดับมืออาชีพมักใช้เครื่องสแกนกระแสไฟฟ้า สแกนเนอร์เหล่านี้บางตัวสามารถทำ 60kpps (กิโลพอยท์ต่อวินาที) ซึ่งหมายความว่าสามารถจัดตำแหน่งลำแสงเลเซอร์ไปยังตำแหน่งต่างๆ ได้ 60000 ตำแหน่งใน 1 วินาที สิ่งนี้จะสร้างการฉายภาพที่ราบรื่นอย่างแท้จริงโดยไม่มีเอฟเฟกต์สโตรโบสโคปิก อย่างไรก็ตามอาจมีราคาแพงมาก ฉันเคยใช้สเต็ปเปอร์มอเตอร์ซึ่งถูก ทางเลือกไม่เร็วนัก

เลเซอร์วาดลวดลายโดยโคจรรอบเส้นซ้ำแล้วซ้ำเล่าด้วยความเร็วสูงจริงๆ บางครั้งมีหลายส่วนของแพทเทิร์นที่ไม่ได้เชื่อมต่อกัน ในตัวอย่างนี้ แต่ละตัวอักษรจะถูกแยกออก แต่เมื่อเลเซอร์เคลื่อนจากตัวอักษรหนึ่งไปยังอีกตัวหนึ่ง มันจะสร้างเส้นที่ไม่ต้องการ สิ่งนี้แก้ไขได้โดยเทคโนโลยีที่เรียกว่าการทำให้ว่างเปล่า แนวคิดเบื้องหลังทั้งหมดคือ เลเซอร์จะถูกเปลี่ยนเมื่อเคลื่อนที่จากรูปแบบหนึ่งไปยังอีกรูปแบบหนึ่ง ทำได้โดยหน่วยควบคุมความเร็วสูง ซึ่งจำเป็นต้องซิงโครไนซ์กับระบบการสแกน

ขั้นตอนที่ 3: การรับส่วนประกอบ

ในรายการด้านล่าง คุณจะพบส่วนประกอบที่ฉันใช้และลิงก์ที่ฉันซื้อ

1x Arduino Uno
1x Adafruit เครื่องยนต์ Shield V2
1x โมดูลเลเซอร์
สเต็ปเปอร์มอเตอร์ 0.9° 2x 35 มม. - 400 ขั้น/รอบ - 5V - eBay
3x LED บน AliExpress
1x HC-06 บลูทูธโมดูลอนุกรม - AliExpress
1x โฟโตไดโอด - AliExpress
1x NPNทรานซิสเตอร์BC547B - AliExpress
2x 2K ที่กันจอน - AliExpress
1x DC Socket Panel Mount - eBay
1x สวิตช์สลับ - AliExpress

แล้ววัสดุและเครื่องมือบางอย่างที่คุณสามารถหาได้ที่บ้าน หวังว่า;)

กระจกเงา (ดีที่สุดคือกระจกเมทัลลิกอย่าง HDD Platter)
แผ่นอลูมิเนียม
Snips
กาวร้อน (หรือ Pattex Repair Express)
สายไฟ
คีม
สว่าน (หรือกรรไกรในกรณีของฉัน:D)
กล่อง (เช่น กล่องรวมสัญญาณ)

ขั้นตอนที่ 4: การติดตั้ง Steppers

แผ่นอลูมิเนียมจำเป็นต้องตัดและงอให้ได้รูปทรงที่เหมาะสม จากนั้นเจาะรูและติดสเต็ปเปอร์

ขั้นตอนที่ 5: การทำ Laser Blanking + การปรับเทียบกระจก

Motor Shield มีพื้นที่สร้างต้นแบบขนาดเล็กที่ใช้สำหรับวงจรขนาดเล็กสองวงจร

เลเซอร์แบลงค์

เราต้องการควบคุมเลเซอร์ด้วย Arduino อย่างไรก็ตาม เราต้องจำกัดกระแสที่ไหลเข้าสู่เลเซอร์และการขับจากพินเอาต์พุตดิจิทัลโดยตรงไม่ใช่ความคิดที่ดี โมดูลเลเซอร์ของฉันมีการป้องกันกระแสไฟอยู่แล้ว ดังนั้นฉันจึงสร้างวงจรง่ายๆ ที่ทรานซิสเตอร์เปิดและปิดเลเซอร์ กระแสไฟฐานสามารถควบคุมได้โดยทริมเมอร์และควบคุมความสว่างของเลเซอร์

การปรับเทียบกระจก

โฟโตไดโอดถูกวางไว้ในรูที่แกนกลางด้านขวาเหนือสเต็ปเปอร์แกน X จำเป็นต้องมีวงจรตัวต้านทานแบบดึงลงเพื่อให้ได้การวัดที่แม่นยำ เมื่อทำการปรับเทียบ เรากำลังอ่านค่าจากโฟโตไดโอดและเมื่อค่าเกินค่าที่กำหนด (เลเซอร์ส่องเข้าไปโดยตรง) สเต็ปเปอร์จะหยุดและกลับสู่ตำแหน่งเริ่มต้น

รหัสเทียมสำหรับการสอบเทียบ

// 1 ขั้น = 0.9° / 400 ขั้น = 360° = เปิดเลเซอร์หมุนเต็ม (); สำหรับ (int a=0; a<=400; a++) { สำหรับ (int b=0; b= photodiodeThreshold) { laserOff(); กลับบ้าน(); } stepY(1, 1); } stepX(1, 1); } laserOff(); ไม่สำเร็จ ();