Tani projektor laserowy

Zalety projektora:

• Skanowanie odbywa się za pomocą lusterek w X i Y.
  
• Silnik krokowy 2x 35 mm z krokiem 0,9 stopnia - 400 kroków/obr. - 5 V.
  
• Automatyczna kalibracja lustra.
  
• Zdalne sterowanie (opcjonalnie przez Bluetooth).
  
• Tryb automatyczny.
  
• Aplikacja do zdalnego sterowania z interfejsem graficznym.
  
• Otwarte źródło.

Projektory laserowe można podzielić na dwie główne kategorie. Albo używają szkła/folii dyfrakcyjnej do projekcji wzoru, albo mają system przesuwający wiązkę lasera w kierunkach XY, czyli klasyczny obrót telewizorów CRT. Druga opcja ma zawsze ogromne zalety, ponieważ można zaprogramować wzór, który będzie wyświetlany. Podczas gdy w pierwszym przypadku wiązka lasera rzuca statyczny obraz, w drugim laser nadal składa się z pojedynczej wiązki, która porusza się bardzo szybko, rysując w ten sposób obraz. Jeśli wiązka lasera porusza się bardzo szybko, wówczas postrzegamy obraz jako jedną całość.Zwykle skanowanie to odbywa się za pomocą dwóch prostopadłych luster, z których każde jest w stanie przesuwać wiązkę lasera wzdłuż własnej osi. Łącząc będziemy mogli umieścić belkę w dowolnym miejscu.

Profesjonalne projektory zazwyczaj korzystają ze skanerów galwanometrycznych. Potrafią ustawić wiązkę lasera w 60 000 różnych lokalizacji w ciągu 1 sekundy. Zapewnia to naprawdę płynną projekcję bez efektu stroboskopu. Jednak takie projektory są bardzo drogie. W moim projektorze zastosowałem silniki krokowe. Nie są oczywiście tak szybkie, ale tanie.

Laser rysuje projekt, obracając się wzdłuż linii z bardzo dużą prędkością. Czasami istnieje kilka części szablonu, które nie są ze sobą powiązane. W tym przypadku każda litera jest oddzielona, ​​jednak gdy laser przesuwa się od jednej litery do drugiej, tworzy niechcianą linię. Można temu zaradzić, wyłączając laser na krótki czas. Cała idea polega na tym, że laser przełącza się w miarę przechodzenia z jednego na drugi. Odbywa się to za pomocą szybkiej jednostki sterującej, która musi być zsynchronizowana z systemem skanującym.
Mówiąc najprościej, silniki krokowe obracają się z zadaną prędkością synchronizacji, przechodząc przez cały obszar projekcji. A laser na przemian się wyłącza i włącza, wyświetlając pożądane obszary.

Na poniższej liście znajdziesz komponenty, których użyłem oraz linki do sklepu, w którym je kupiłem.

• Arduino Uno – AliExpress
  
• Osłona silnika Adafruit V2- AliExpress
  
• Moduł laserowy zielony - AliExpress
  
• 2x silnik krokowy 35mm 0,9° - 400 kroków/obr. - 5 V - AliExpress
  
• Dioda LED 3 kawałki - AliExpress
  
• Moduł HC-06 Moduł szeregowy Bluetooth - AliExpress
  
• Fotodioda - AliExpress
  
• Tranzystor BC547B - AliExpress
  
• Rezystor zmienny 2K dwie sztuki - AliExpress
  
• Przełącznik - AliExpress
  

A potem trochę materiałów i narzędzi, których będziesz potrzebować.

• Lustro jest dwukierunkowe (najlepsze lustro metalowe, takie jak HDD).
  
• Blacha aluminiowa (lub żelazo).
  
• Gorący klej.
  
• Przewody.
  
• Szczypce.
  
• Wiertarka.
  
• Skrzynka rozdzielcza.
  

Montaż projektora

Przystępujemy do montażu „serca” naszego projektora – boku wiązki światła. W tym celu za pomocą metalowych nożyczek wytnij z blachy aluminiowej (lub blachy) stojak w kształcie litery „L” pod silniki krokowe.
Wiercimy otwór i instalujemy silniki krokowe. Silniki krokowe muszą być ustawione ściśle prostopadle, ale z przesunięciem w wysokości.

Wykonujemy lustra.

Aby wykonać elementy lustrzane musimy wyjąć dysk z uszkodzonego dysku twardego. Dlaczego nie proste lustro? - ty pytasz. Proste lustro nie będzie działać, ponieważ jest lustrzane tylko z jednej strony, a jak zapewne pamiętasz, lustra w projektorze obracają się po okręgu. Możesz także użyć zwykłych dysków laserowych, ale nie odbijają one tak dobrze i część jasności zostanie utracona.
Dysk twardy należy wyciąć, najlepiej szlifierką.
Powstałe lustra przyklejamy gorącym klejem do silników krokowych.

Elektronika

Projektorem steruje Arduino Uno oraz sterownik silnika krokowego tej samej firmy. Sterowanie odbywa się poprzez Bluetooth, ale można to również zrobić bezpośrednio poprzez adapter uart.
Tym, którzy choć raz pracowali z Arduino, myślę, że nie trzeba tłumaczyć, jak co podłączyć, ale dla tych, którzy nie pracowali, nie widzę sensu.
Dioda laserowa jest również zasilana poprzez Arduino z regulacją jasności. Dodatkowo pokażę gdzie jest podłączona fotodioda. Ta fotodioda jest potrzebna do wstępnej kalibracji projektora.Montuje się go prostopadle do górnego silnika, należy zwrócić uwagę na otwór nad dolnym silnikiem.

Kalibrowanie

Po zmontowaniu i debugowaniu wszystkiego należy skalibrować projektor. Do tego wykorzystamy fotodiodę umieszczoną w otworze na osi środkowej bezpośrednio nad silnikiem krokowym osi X. Aby uzyskać dokładniejsze pomiary potrzebny był obwód z rezystorem zmiennym. Podczas kalibracji odczytujemy wartości z fotodiody i gdy wartość przekroczy określoną wartość (laser świeci bezpośrednio w nią), silniki zatrzymują się i wracają do pierwotnej pozycji.
Kod, programy kalibracyjne.

pseudokod do kalibracji

// 1 krok = 0,9° / 400 kroków = 360° = pełny obrót

laserWł.();

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

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

wartość fotodiody = wartość odczytu();

if (wartość fotodiody >= próg fotodiody) {

laserWył.();

powrót do domu();

}

krokY(1,1);

}

krokX(1,1);

}

laserWył.();

nieudane();

Montaż końcowy

Cały projektor umieszczono w plastikowej puszce przyłączeniowej i skręcono śrubami. Projektor jest przenośny, wystarczy podłączyć źródło zasilania, przesunąć przełącznik i masz własny pokaz laserowy.

Aplikacja do sterowania laserem

Aplikacja sterująca została stworzona w języku C# i umożliwia przełączanie pomiędzy szablonami, dostosowywanie prędkości oraz podgląd bieżących działań.

Program i podobny kod z oprogramowaniem sprzętowym

Możesz go pobrać tutaj.
Upewnij się, że masz zainstalowany na komputerze środowisko .NET Framework 4.5.2, które jest wymagane do uruchomienia aplikacji

Filmik z pracy projektora

Oryginalny artykuł w języku angielskim