Máy chiếu laser Arduino + Ứng dụng điều khiển: 8 bước

2024 Tác giả: John Day | [email protected]. Sửa đổi lần cuối: 2024-01-30 13:32

• XY - quét laser 2 chiều
• 2x động cơ bước 35mm 0,9 ° - 400 bước / vòng quay
• Hiệu chỉnh gương tự động
• Điều khiển nối tiếp từ xa (qua bluetooth)
• Chế độ tự động
• Ứng dụng điều khiển từ xa với GUI
• Mã nguồn mở

Tải xuống:

github.com/stanleyondrus

stanleyprojects.com

Bước 1:

Bước 2: Lý thuyết

Máy chiếu laser có thể được chia thành hai loại chính. Họ sử dụng kính / lá kính nhiễu xạ để chiếu một mẫu hoặc họ có một hệ thống di chuyển chùm tia laze theo các hướng trục XY. Tùy chọn thứ hai thường trông đẹp hơn nhiều vì có thể lập trình mẫu được chiếu. Trong khi ở trường hợp thứ nhất, chùm tia laze đang bị nhiễu xạ và chiếu ra một hình ảnh tĩnh, thì trong trường hợp thứ hai, tia laze vẫn chỉ bao gồm một chùm tia di chuyển rất nhanh. Nếu chuyển động này đủ nhanh, chúng ta coi nó như một hình mẫu vì sự liên tục của tầm nhìn (POV). Điều này thường được thực hiện bằng cách có hai gương vuông góc, mỗi gương có khả năng di chuyển chùm tia laze theo một trục. Bằng cách kết hợp chúng, có thể định vị chùm tia laser đến vị trí chính xác.

Đối với các ứng dụng chuyên nghiệp, máy quét điện kế thường được sử dụng. Một số máy quét này có khả năng thực hiện 60kpps (kilo điểm mỗi giây). Điều đó có nghĩa là chúng có thể định vị chùm tia laze tới 60000 vị trí khác nhau trong thời gian 1 giây. Điều này tạo ra một phép chiếu thực sự mượt mà mà không có hiệu ứng nhấp nháy. Tuy nhiên, chúng có thể thực sự đắt tiền. Tôi đã sử dụng động cơ bước, loại động cơ thay thế rẻ, không quá nhanh.

Tia laser vẽ mẫu bằng cách quay quanh các đường thẳng và lặp lại ở tốc độ thực sự cao. Đôi khi có nhiều phần của mẫu không được kết nối với nhau. Trong ví dụ này, mỗi chữ cái được tách ra, tuy nhiên khi tia laser di chuyển từ chữ cái này sang chữ cái khác, nó sẽ tạo ra một đường kẻ không mong muốn. Điều này được giải quyết bằng một công nghệ gọi là blanking. Toàn bộ ý tưởng đằng sau là, tia laser được chuyển đổi khi di chuyển từ mẫu này sang mẫu khác. Điều này được thực hiện bởi bộ điều khiển tốc độ cao, cần được đồng bộ hóa với hệ thống quét.

Bước 3: Lấy các thành phần

Trong danh sách dưới đây, bạn có thể tìm thấy các thành phần tôi đã sử dụng và các liên kết nơi tôi mua chúng.

• 1x Arduino Uno
• 1x Tấm chắn động cơ Adafruit V2
• 1x Mô-đun Laser
• 2x động cơ bước 35mm 0,9 ° - 400 bước / vòng - 5V - eBay
• LED 3x - AliExpress
• 1x Mô-đun nối tiếp Bluetooth HC-06 - AliExpress
• 1x Điốt quang - AliExpress
• 1x bóng bán dẫn NPN BC547B - AliExpress
• Tông đơ 2x 2K - AliExpress
• 1x Giá đỡ bảng điều khiển DC - eBay
• 1x Chuyển đổi Chuyển đổi - AliExpress

Và sau đó một số tài liệu và công cụ bạn có thể tìm thấy ở nhà. Hy vọng rằng;)

• Gương (tốt nhất là gương kim loại như HDD Platter)
• Tấm nhôm
• Snips
• Keo nóng (hoặc Pattex Repair Express)
• Dây điện
• Kìm
• Khoan (hoặc kéo trong trường hợp của tôi: D)
• Hộp (ví dụ: Hộp nối)

Bước 4: Gắn các bước

Tấm nhôm cần được cắt và uốn thành hình dạng thích hợp. Sau đó, các lỗ được khoan và gắn các bước.

Bước 5: Làm trắng bằng laser + Hiệu chỉnh gương

Motor Shield có một khu vực tạo mẫu nhỏ được sử dụng cho hai mạch nhỏ.

Làm trắng bằng laser

Chúng tôi muốn điều khiển tia laser của mình bằng Arduino. Tuy nhiên, chúng ta cần hạn chế dòng điện chạy vào tia laser và điều khiển nó trực tiếp từ chân đầu ra kỹ thuật số không phải là một ý kiến hay. Mô-đun laser của tôi đã có một lớp bảo vệ hiện tại. Vì vậy, tôi chỉ xây dựng một mạch đơn giản, nơi bóng bán dẫn bật và tắt tia laser. Dòng điện cơ bản có thể được điều chỉnh bởi tông đơ và điều khiển độ sáng của tia laser.

Hiệu chỉnh gương

Điốt quang được đặt trong lỗ ở trục trung tâm ngay trên bước trục X. Mạch điện trở kéo xuống là cần thiết để có được các phép đo chính xác. Khi hiệu chỉnh, chúng tôi đang đọc các giá trị từ điốt quang và khi giá trị vượt quá một giá trị cụ thể (tia laser chiếu trực tiếp vào nó), các bước sẽ dừng lại và trở về vị trí chính.

mã giả để hiệu chuẩn

// 1step = 0.9 ° / 400steps = 360 ° = quay toàn bộ laserOn (); for (int a = 0; a <= 400; a ++) {for (int b = 0; b = photodiodeThreshold) {laserOff (); trở về nhà(); } bướcY (1, 1); } stepX (1, 1); } laserOff (); không thành công ();

Bước 6: Lắp ráp cuối cùng

Toàn bộ mạch đã được đưa vào hộp nối nhựa và siết chặt bằng vít. Toàn bộ máy chiếu thực sự di động, chỉ cần cắm nguồn điện, chuyển công tắc và chúng ta có màn trình diễn laser.

Bước 7: Ứng dụng điều khiển bằng tia laser

Ứng dụng điều khiển được tạo bằng C # và cho phép chuyển đổi giữa các mẫu, điều chỉnh tốc độ và xem các hành động hiện tại. Nó được tải xuống miễn phí cùng với mã Arduino (xem phần Giới thiệu).

Bước 8: Video