Projector làser barat

Avantatges del projector:

• L'escaneig es realitza mitjançant miralls en X i Y.
  
• 2 motors pas a pas de 35 mm amb passos de 0,9 graus - 400 passos/rev. - 5 V.
  
• Calibració automàtica del mirall.
  
• Comandament a distància (via bluetooth opcional).
  
• Mode automàtic.
  
• Aplicació de control remot amb interfície gràfica.
  
• Codi obert.

Els projectors làser es poden dividir en dues categories principals. O utilitzen vidre/folis de difracció per projectar el patró, o bé tenen un sistema que mou el feix làser en les direccions XY, és a dir, el clàssic escombrat dels televisors CRT. La segona opció sempre té grans avantatges perquè es pot programar el patró que es projectarà. Mentre que en el primer cas el raig làser projecta una imatge estàtica, en el segon el làser encara consta d'un sol feix que es mou molt ràpidament, dibuixant així la imatge. Si el raig làser es mou molt ràpidament, llavors percebem la imatge com un tot únic.Normalment, aquest escaneig es fa mitjançant dos miralls perpendiculars, cadascun dels quals és capaç de moure el raig làser al llarg del seu propi eix. Combinant, podrem col·locar la biga on vulguem.

Els projectors professionals solen utilitzar escàners galvanomètrics. Poden posicionar el raig làser a 60.000 ubicacions diferents en 1 segon. Això crea una projecció realment suau sense efecte estroboscòpic. Tanmateix, aquests projectors són molt cars. Vaig utilitzar motors pas a pas al meu projector. Per descomptat, no són tan ràpids, però són barats.

El làser dibuixa el disseny girant al llarg de les línies una i altra vegada a una velocitat molt alta. De vegades hi ha diverses parts d'una plantilla que no estan relacionades entre si. En aquest cas, cada lletra està separada, però, quan el làser es mou d'una lletra a una altra, crea una línia no desitjada. Això es pot resoldre apagant el làser durant un curt període. La idea és que el làser canvia a mesura que passa d'un a l'altre. Això es fa mitjançant una unitat de control d'alta velocitat que s'ha de sincronitzar amb el sistema d'escaneig.
Per dir-ho simplement, els motors pas a pas giren a una velocitat de sincronització determinada, passant per tota l'àrea de projecció. I el làser s'apaga i s'encén alternativament, projectant les zones desitjades.

A la llista següent podeu trobar els components que vaig utilitzar i enllaços a la botiga on els vaig comprar.

• Arduino Uno - AliExpress
  
• Adafruit Motor Shield V2- AliExpress
  
• Mòdul làser verd - AliExpress
  
• 2 motors pas a pas de 35 mm 0,9° - 400 passos/rev. - 5 V - AliExpress
  
• Díode emissor de llum 3 peces - AliExpress
  
• Mòdul HC-06 Mòdul sèrie Bluetooth - AliExpress
  
• Fotodiode - AliExpress
  
• Transistor BC547B - AliExpress
  
• Resistència variable 2K dues peces - AliExpress
  
• Interruptor - AliExpress
  

I després alguns materials i eines que necessitareu.

• El mirall és bidireccional (el millor mirall metàl·lic, com ara HDD).
  
• Xapa d'alumini (o ferro).
  
• Cola calenta.
  
• Filferros.
  
• Alicates.
  
• Trepant.
  
• Caixa de distribució.
  

Muntatge del projector

Comencem a muntar el "cor" del nostre projector: el costat de l'escombrat del feix. Per fer-ho, hem d'utilitzar tisores metàl·liques per tallar un suport en forma de "L" per a motors pas a pas d'una làmina d'alumini (o de llauna).
Perforem un forat i instal·lem motors pas a pas. Els motors pas a pas han de ser estrictament perpendiculars, però desplaçats en alçada.

Fem miralls.

Per fer elements miralls hem de treure un disc d'un disc dur trencat. Per què no un simple mirall? - demanes. Un mirall simple no funcionarà, ja que només es reflecteix en un costat i, com probablement recordareu, els miralls del projector giren en cercle. També podeu utilitzar discs làser normals, però no reflecteixen tan bé i es perdrà part de la brillantor.
Cal tallar el disc dur, preferiblement amb una esmoladora.
Enganxem els miralls resultants amb cola calenta als motors pas a pas.

Electrònica

El projector està controlat per un Arduino Uno més un controlador de motor pas a pas de la mateixa empresa. El control es realitza mitjançant Bluetooth, però també es pot fer directament mitjançant un adaptador uart.
Per a aquells que almenys una vegada han treballat amb Arduino, crec que no cal explicar com connectar què, però per als que no han treballat, no veig el sentit.
El díode làser també s'alimenta mitjançant un Arduino amb ajust de brillantor. A més, us mostraré on està connectat el díode fotogràfic. Aquest díode fotogràfic és necessari per al calibratge inicial del projector.S'instal·la perpendicularment al motor superior, preste atenció al forat per sobre del motor inferior.

Calibració

Després d'haver muntat i depurat tot, cal calibrar el projector. Per fer-ho, utilitzarem un fotodíode col·locat en un forat de l'eix central just a sobre del motor pas a pas de l'eix X. Per obtenir mesures més precises, calia un circuit de resistència variable. En el calibratge, llegim els valors del fotodíode i quan el valor supera un cert valor (el làser hi brilla directament), els motors s'aturen i tornen a la seva posició original.
Codi, programes de calibratge.

pseudocodi per al calibratge

// 1 pas = 0,9° / 400 passos = 360° = rotació completa

làserOn();

per a (int a=0; a<=400; a++) {

per a (int b=0; b<=400; b++) {

fotodiodeValue = readValue();

if (photodiodeValue >= photodiode Threshold) {

làserOff();

tornar a casa();

}

pas Y(1,1);

}

pasX(1,1);

}

làserOff();

sense èxit();

Muntatge final

Tot el projector es va col·locar en una caixa de connexió de plàstic i es va ajustar amb cargols. El projector és portàtil, només cal connectar la font d'alimentació, girar l'interruptor i tindreu el vostre propi espectacle làser.

Aplicació de control làser

L'aplicació de control es va crear en C# i us permet canviar entre plantilles, ajustar la velocitat i veure les accions actuals.

Programa i codi similar amb firmware

Podeu descarregar-lo aquí.
Assegureu-vos que teniu instal·lat .NET framework 4.5.2 al vostre ordinador, que és necessari per executar l'aplicació.

Vídeo del projector en funcionament

Article original en anglès