Proyector láser Arduino + Aplicación de control: 8 pasos

2024 Autor: John Day | [email protected]. Última modificación: 2024-01-30 08:42

• XY: escaneo láser bidimensional
• 2x motores paso a paso de 35 mm 0,9 ° - 400 pasos / rev
• Calibración automática del espejo
• Control de serie remoto (a través de bluetooth)
• Modo automático
• Aplicación de control remoto con GUI
• Fuente abierta

Descargar:

github.com/stanleyondrus

stanleyprojects.com

Paso 1:

Paso 2: teoría

Los proyectores láser se pueden dividir en dos categorías principales. O usan un vidrio / lámina de difracción para proyectar un patrón o tienen un sistema que mueve el rayo láser en las direcciones del eje XY. La segunda opción suele verse mucho mejor porque es posible programar el patrón a proyectar. Mientras que en el primer caso, el rayo láser se difracta y proyecta una imagen estática, en el segundo, el láser aún consta de un solo rayo, que se mueve muy rápido. Si este movimiento es lo suficientemente rápido, lo percibimos como un patrón debido a la persistencia de la visión (POV). Esto generalmente se hace con dos espejos perpendiculares, cada uno capaz de mover el rayo láser en un eje. Combinándolos, es posible colocar el rayo láser en la ubicación exacta.

Para aplicaciones profesionales, se suelen utilizar escáneres de galvanómetro. Algunos de estos escáneres son capaces de hacer 60kpps (kilo punto por segundo). Eso significa que pueden colocar el rayo láser en 60000 ubicaciones diferentes durante 1 segundo. Esto crea una proyección realmente suave sin el efecto estroboscópico. Sin embargo, pueden resultar muy caras. He usado motores paso a paso, que es la alternativa barata, no tan rápida.

El láser dibuja el patrón orbitando las líneas una y otra vez a una velocidad realmente alta. A veces, hay varias partes del patrón que no están conectadas entre sí. En este ejemplo, cada letra está separada, sin embargo, cuando el láser se mueve de una letra a otra, crea una línea no deseada. Esto se resuelve mediante una tecnología llamada blanking. La idea subyacente es que el láser se apaga cuando se pasa de un patrón a otro. Esto se realiza mediante una unidad de control de alta velocidad, que debe sincronizarse con el sistema de escaneo.

Paso 3: obtención de componentes

En la siguiente lista puede encontrar los componentes que utilicé y los enlaces donde los compré.

• 1x Arduino Uno
• 1x escudo de motor Adafruit V2
• 1x módulo láser
• 2x motores paso a paso de 35 mm 0,9 ° - 400 pasos / rev - 5V - eBay
• 3x LED - AliExpress
• 1x módulo de serie Bluetooth HC-06 - AliExpress
• 1x fotodiodo - AliExpress
• 1x transistor NPN BC547B - AliExpress
• Recortadora 2x 2K - AliExpress
• 1x DC Socket Montaje en panel - eBay
• 1x interruptor de palanca - AliExpress

Y luego algunos materiales y herramientas que puedes encontrar en casa. Ojalá;)

• Espejo (lo mejor es un espejo metálico como HDD Platter)
• Hoja de aluminio
• Tijeras
• Pegamento caliente (o Pattex Repair Express)
• Alambres
• Alicates
• Taladro (o tijeras en mi caso: D)
• Caja (por ejemplo, caja de conexiones)

Paso 4: Montaje de Steppers

La hoja de aluminio necesitaba cortarse y doblarse en la forma adecuada. Luego se perforaron agujeros y se unieron los steppers.

Paso 5: Blanking láser + Calibración del espejo

Motor Shield tiene una pequeña área de creación de prototipos que se utilizó para dos circuitos pequeños.

Blanking láser

Queremos controlar nuestro láser con un Arduino. Sin embargo, debemos limitar la corriente que fluye hacia el láser y también conducirlo directamente desde un pin de salida digital no es una buena idea. Mi módulo láser ya tenía una protección actual. Por lo tanto, he construido un circuito simple donde el transistor enciende y apaga el láser. La corriente base se puede regular con un recortador y controla el brillo del láser.

Calibración de espejo

El fotodiodo se colocó en el orificio del eje central justo encima del paso a paso del eje X. Se necesitaba un circuito de resistencia pull-down para obtener medidas exactas. Al calibrar, estamos leyendo valores del fotodiodo y cuando el valor excede un valor específico (el láser lo ilumina directamente), los steppers se detienen y regresan a la posición inicial.

pseudocódigo para calibración

// 1 paso = 0,9 ° / 400 pasos = 360 ° = rotación completa laserOn (); for (int a = 0; a <= 400; a ++) {for (int b = 0; b = photodiodeThreshold) {laserOff (); volver a casa(); } pasoY (1, 1); } pasoX (1, 1); } laserOff (); fallido ();

Paso 6: Montaje final

Todo el circuito se colocó en la caja de conexiones de plástico y se apretó con tornillos. Todo el proyector es realmente portátil, simplemente conecte la fuente de alimentación, cambie la palanca y tenemos un espectáculo de láser.

Paso 7: Aplicación de control láser

La aplicación de control se hizo en C # y permite cambiar entre patrones, ajustar la velocidad y ver las acciones actuales. Se puede descargar gratis junto con el código Arduino (ver Introducción).

Paso 8: video