Goedkope laserprojector

Projectorvoordelen:

• Het scannen gebeurt met behulp van spiegels in X en Y.
  
• 2x 35 mm stappenmotor met stappen van 0,9 graden - 400 stappen/omw. - 5 V.
  
• Automatische spiegelkalibratie.
  
• Afstandsbediening (via Bluetooth optioneel).
  
• Automatische modus.
  
• Afstandsbedieningsapplicatie met grafische interface.
  
• Open source.

Laserprojectoren kunnen worden onderverdeeld in twee hoofdcategorieën. Ofwel gebruiken ze diffractieglas/folie om het patroon te projecteren, ofwel hebben ze een systeem dat de laserstraal in de XY-richting beweegt, d.w.z. de klassieke zwaai van CRT-tv's. De tweede optie heeft altijd grote voordelen omdat je het patroon dat geprojecteerd wordt kunt programmeren. Terwijl in het eerste geval de laserstraal een statisch beeld projecteert, bestaat de laser in het tweede geval nog steeds uit een enkele straal die zeer snel beweegt, waardoor het beeld wordt getekend. Als de laserstraal heel snel beweegt, nemen we het beeld als één geheel waar.Meestal wordt dit scannen gedaan met behulp van twee loodrechte spiegels, die elk in staat zijn de laserstraal langs zijn eigen as te bewegen. Door te combineren kunnen we de balk plaatsen waar we maar willen.

Professionele projectoren maken doorgaans gebruik van galvanometrische scanners. Ze kunnen de laserstraal in 1 seconde op 60.000 verschillende locaties positioneren. Hierdoor ontstaat een werkelijk vloeiende projectie zonder het stroboscoopeffect. Dergelijke projectoren zijn echter erg duur. Ik gebruikte stappenmotoren in mijn projector. Ze zijn natuurlijk niet zo snel, maar ze zijn goedkoop.

De laser tekent het ontwerp door met zeer hoge snelheid steeds opnieuw langs de lijnen te draaien. Soms zijn er meerdere delen van een sjabloon die geen verband met elkaar hebben. In dit geval wordt elke letter gescheiden, maar wanneer de laser van de ene letter naar de andere beweegt, ontstaat er een ongewenste lijn. Dit kan worden opgelost door de laser een korte periode uit te schakelen. Het hele idee is dat de laser overschakelt terwijl hij van de een naar de ander gaat. Dit gebeurt met behulp van een snelle besturingseenheid die moet worden gesynchroniseerd met het scansysteem.
Simpel gezegd: stappenmotoren roteren met een bepaalde synchronisatiesnelheid en gaan door het hele projectiegebied. En de laser wordt afwisselend uitgeschakeld en ingeschakeld, waarbij de gewenste gebieden worden geprojecteerd.

In de onderstaande lijst vind je de componenten die ik heb gebruikt en links naar de winkel waar ik ze heb gekocht.

• Arduino Uno- AliExpress
  
• Adafruit Motorschild V2- AliExpress
  
• Lasermodule groen - AliExpress
  
• 2x 35 mm stappenmotor 0,9° - 400 stappen/omw. - 5 V- AliExpress
  
• Lichtgevende diode 3 stukken - AliExpress
  
• Module HC-06 Bluetooth seriële module - AliExpress
  
• Fotodiode - AliExpress
  
• Transistor BC547B - AliExpress
  
• 2K variabele weerstand twee stuks - AliExpress
  
• Schakelaar - AliExpress
  

En dan nog wat materialen en gereedschappen die je nodig hebt.

• De spiegel is tweezijdig (de beste metalen spiegel, zoals HDD).
  
• Aluminiumplaat (of ijzer).
  
• Hete lijm.
  
• Draden.
  
• Tang.
  
• Oefening.
  
• Verdeelkast.
  

Projectormontage

Laten we beginnen met het samenstellen van het "hart" van onze projector: de zijkant van de straalbeweging. Om dit te doen, moeten we een metalen schaar gebruiken om een ​​“L”-vormige standaard voor stappenmotoren uit een aluminiumplaat (of uit blik) te knippen.
We boren een gat en installeren stappenmotoren. Stappenmotoren moeten strikt loodrecht staan, maar in hoogte verschoven.

Wij maken spiegels.

Om spiegelelementen te maken, moeten we een schijf van een kapotte harde schijf halen. Waarom geen simpele spiegel? - je vraagt. Een eenvoudige spiegel zal niet werken, omdat deze slechts aan één kant gespiegeld is, en zoals u zich waarschijnlijk herinnert, draaien de spiegels in de projector in een cirkel. Je kunt ook gewone laserschijven gebruiken, maar deze reflecteren niet zo goed en er gaat een deel van de helderheid verloren.
De harde schijf moet worden doorgesneden, bij voorkeur met een slijpmachine.
De resulterende spiegels lijmen we met hete lijm op de stappenmotoren.

Elektronica

De projector wordt bestuurd door een Arduino Uno plus een stappenmotordriver van hetzelfde bedrijf. De bediening vindt plaats via Bluetooth, maar kan ook rechtstreeks via een uart-adapter.
Voor degenen die minstens één keer met Arduino hebben gewerkt, denk ik dat het niet nodig is om uit te leggen hoe ze wat moeten aansluiten, maar voor degenen die niet hebben gewerkt, zie ik het nut niet in.
De laserdiode wordt ook gevoed via een Arduino met aanpassing van de helderheid. Bovendien zal ik je laten zien waar de fotodiode is aangesloten. Deze fotodiode is nodig voor de initiële kalibratie van de projector.Hij wordt loodrecht op de bovenste motor geïnstalleerd, let op het gat boven de onderste motor.

Kalibratie

Nadat u alles hebt gemonteerd en debuggen, moet u de projector kalibreren. Om dit te doen, zullen we een fotodiode gebruiken die in een gat in de middenas direct boven de X-as stappenmotor is geplaatst. Om nauwkeurigere metingen te verkrijgen, was een circuit met variabele weerstand vereist. Bij het kalibreren lezen we de waarden van de fotodiode af en wanneer de waarde een bepaalde waarde overschrijdt (de laser schijnt er rechtstreeks in), stoppen de motoren en keren terug naar hun oorspronkelijke positie.
Code, kalibratieprogramma's.

pseudocode voor kalibratie

// 1stap = 0,9° / 400stappen = 360° = volledige rotatie

laserAan();

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

voor (int b=0; b<=400; b++) {

fotodiodewaarde = leeswaarde();

if (fotodiodewaarde >= fotodiodedrempel) {

laserUit();

terug naar huis();

}

stapY(1,1);

}

stapX(1,1);

}

laserUit();

mislukt();

Eindmontage

De gehele projector werd in een plastic aansluitdoos geplaatst en met schroeven vastgezet. De projector is draagbaar: sluit gewoon de stroombron aan, zet de schakelaar om en je hebt je eigen lasershow.

Laserbesturingstoepassing

De besturingsapplicatie is gemaakt in C# en biedt de mogelijkheid om tussen sjablonen te schakelen, de snelheid aan te passen en huidige acties te bekijken.

Programma en soortgelijke code met firmware

Je kunt het hier downloaden.
Zorg ervoor dat .NET framework 4.5.2 op uw computer is geïnstalleerd. Dit is vereist om de applicatie uit te voeren.

Video van de projector die werkt

Origineel artikel in het Engels