Billig laserprojektor

Fordeler med projektor:

• Skanning utføres ved hjelp av speil i X og Y.
  
• 2x 35 mm trinnmotor med 0,9 graders trinn - 400 trinn/omdreininger. - 5 V.
  
• Automatisk speilkalibrering.
  
• Fjernkontroll (via bluetooth valgfritt).
  
• Auto-modus.
  
• Fjernkontrollapplikasjon med grafisk grensesnitt.
  
• Åpen kilde.

Laserprojektorer kan deles inn i to hovedkategorier. Enten bruker de diffraksjonsglass/folie for å projisere mønsteret, eller så har de et system som beveger laserstrålen i XY-retningene, det vil si det klassiske sveipet av CRT-TV-er. Det andre alternativet har alltid store fordeler fordi du kan programmere mønsteret som skal projiseres. Mens i det første tilfellet projiserer laserstrålen et statisk bilde, i det andre består laseren fortsatt av en enkelt stråle som beveger seg veldig raskt, og dermed tegner bildet. Hvis laserstrålen beveger seg veldig raskt, oppfatter vi bildet som en helhet.Vanligvis utføres denne skanningen ved hjelp av to vinkelrette speil, som hver er i stand til å bevege laserstrålen langs sin egen akse. Ved å kombinere vil vi kunne plassere bjelken hvor vi vil.

Profesjonelle projektorer bruker vanligvis galvanometriske skannere. De kan plassere laserstrålen til 60 000 forskjellige steder på 1 sekund. Dette skaper en virkelig jevn projeksjon uten strobe-effekten. Slike projektorer er imidlertid svært dyre. Jeg brukte trinnmotorer i projektoren min. De er selvfølgelig ikke like raske, men de er billige.

Laseren tegner designet ved å rotere langs linjene om og om igjen med svært høy hastighet. Noen ganger er det flere deler av en mal som ikke er relatert til hverandre. I dette tilfellet er hver bokstav atskilt, men når laseren beveger seg fra en bokstav til en annen, skaper den en uønsket linje. Dette kan løses ved å slå av laseren i en kort periode. Hele ideen er at laseren bytter mens den går fra den ene til den andre. Dette gjøres ved hjelp av en høyhastighets kontrollenhet som må synkroniseres med skanningssystemet.
For å si det enkelt roterer trinnmotorer med en gitt synkroniseringshastighet, og passerer gjennom hele projeksjonsområdet. Og laseren slås av og på vekselvis, og projiserer de ønskede områdene.

I listen nedenfor finner du komponentene jeg brukte og linker til butikken der jeg kjøpte dem.

• Arduino Uno - AliExpress
  
• Adafruit Motor Shield V2- AliExpress
  
• Lasermodul grønn - AliExpress
  
• 2x 35 mm trinnmotor 0,9° - 400 trinn/omdreininger. - 5 V - AliExpress
  
• Lysdiode 3 stykker - AliExpress
  
• Modul HC-06 Bluetooth seriell modul - AliExpress
  
• Fotodiode - AliExpress
  
• Transistor BC547B - AliExpress
  
• 2K variabel motstand to deler - AliExpress
  
• Bytte om - AliExpress
  

Og så noen materialer og verktøy som du trenger.

• Speilet er toveis (det beste metallspeilet, for eksempel HDD).
  
• Aluminiumsplate (eller jern).
  
• Varmt lim.
  
• Ledninger.
  
• Tang.
  
• Bore.
  
• Fordelingsboks.
  

Projektor montering

La oss begynne å sette sammen "hjertet" til projektoren vår - siden av strålen. For å gjøre dette må vi bruke en metallsaks for å kutte et "L"-formet stativ for trinnmotorer fra en aluminiumsplate (eller fra tinn).
Vi borer et hull og installerer trinnmotorer. Trinnmotorer må være strengt vinkelrett, men forskjøvet i høyden.

Vi lager speil.

For å lage speilelementer må vi ta en disk fra en ødelagt harddisk. Hvorfor ikke et enkelt speil? - du spør. Et enkelt speil vil ikke fungere, siden det speiles bare på den ene siden, og som du sikkert husker, roterer speilene i projektoren i en sirkel. Du kan også bruke vanlige laserskiver, men de reflekterer ikke like godt og noe av lysstyrken går tapt.
Harddisken må kuttes, gjerne med en kvern.
Vi limer de resulterende speilene med varmt lim på trinnmotorene.

Elektronikk

Projektoren styres av en Arduino Uno pluss en stepper motor driver fra samme firma. Styring utføres via Bluetooth, men det kan også gjøres direkte via en uart-adapter.
For de som minst en gang har jobbet med Arduino, tror jeg det ikke er nødvendig å forklare hvordan man kobler til hva, men for de som ikke har jobbet, ser jeg ikke poenget.
Laserdioden drives også gjennom en Arduino med lysstyrkejustering. I tillegg vil jeg vise deg hvor fotodioden er koblet til. Denne fotodioden er nødvendig for innledende kalibrering av projektoren.Den er installert vinkelrett på den øvre motoren, vær oppmerksom på hullet over den nedre motoren.

Kalibrering

Etter at du har satt sammen og feilsøkt alt, må du kalibrere projektoren. For å gjøre dette skal vi bruke en fotodiode plassert i et hull på senteraksen rett over X-aksens steppermotor For å få mer nøyaktige målinger var det nødvendig med en variabel motstandskrets. Ved kalibrering leser vi verdiene fra fotodioden, og når verdien overstiger en viss verdi (laseren skinner direkte inn i den), stopper motorene og går tilbake til sin opprinnelige posisjon.
Kode, kalibreringsprogrammer.

pseudokode for kalibrering

// 1 trinn = 0,9° / 400 trinn = 360° = full rotasjon

laserPå();

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

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

photodiodeValue = readVerdi();

if (photodiodeValue >= fotodiodeThreshold) {

laserOff();

vende hjem();

}

trinnY(1,1);

}

trinn X(1,1);

}

laserOff();

mislykket();

Sluttmontering

Hele projektoren ble plassert i en koblingsboks av plast og strammet til med skruer. Projektoren er bærbar, bare plugg inn strømkilden, vri bryteren, og du har ditt eget lasershow.

Laserkontrollapplikasjon

Kontrollapplikasjonen ble laget i C# og lar deg bytte mellom maler, justere hastighet og se aktuelle handlinger.

Program og lignende kode med fastvare

Du kan laste den ned her.
Sørg for at du har installert .NET framework 4.5.2 på datamaskinen din som kreves for å kjøre programmet.

Video av projektoren i arbeid

Originalartikkel på engelsk