Projetor laser barato

Vantagens do projetor:

• A digitalização é realizada usando espelhos em X e Y.
  
• 2 motores de passo de 35 mm com passos de 0,9 graus - 400 passos/rev. - 5V.
  
• Calibração automática de espelho.
  
• Controle remoto (via bluetooth opcional).
  
• Modo automático.
  
• Aplicativo de controle remoto com interface gráfica.
  
• Código aberto.

Os projetores a laser podem ser divididos em duas categorias principais. Ou eles usam vidro/folha de difração para projetar o padrão, ou possuem um sistema que move o feixe de laser nas direções XY, ou seja, a varredura clássica das TVs CRT. A segunda opção sempre traz grandes vantagens porque você pode programar o padrão que será projetado. Enquanto no primeiro caso o feixe de laser projeta uma imagem estática, no segundo o laser ainda consiste em um único feixe que se move muito rapidamente, desenhando assim a imagem. Se o feixe de laser se mover muito rapidamente, perceberemos a imagem como um todo.Normalmente, essa varredura é feita usando dois espelhos perpendiculares, cada um dos quais é capaz de mover o feixe de laser ao longo de seu próprio eixo. Combinando, poderemos colocar a viga onde quisermos.

Os projetores profissionais normalmente usam scanners galvanométricos. Eles podem posicionar o feixe de laser em 60.000 locais diferentes em 1 segundo. Isso cria uma projeção verdadeiramente suave sem o efeito estroboscópico. No entanto, esses projetores são muito caros. Usei motores de passo em meu projetor. É claro que não são tão rápidos, mas são baratos.

O laser desenha o desenho girando ao longo das linhas repetidamente em uma velocidade muito alta. Às vezes, há diversas partes de um modelo que não estão relacionadas entre si. Nesse caso, cada letra é separada, porém, quando o laser passa de uma letra para outra, cria uma linha indesejada. Isso pode ser resolvido desligando o laser por um curto período. A ideia é que o laser mude conforme vai de um para o outro. Isto é feito usando uma unidade de controle de alta velocidade que deve ser sincronizada com o sistema de digitalização.
Simplificando, os motores de passo giram a uma determinada velocidade de sincronização, passando por toda a área de projeção. E o laser liga e desliga alternadamente, projetando as áreas desejadas.

Na lista abaixo você encontra os componentes que usei e links para a loja onde os comprei.

• Arduino Uno Ali Express
  
• Escudo de motor Adafruit V2- Ali Express
  
• Módulo laser verde - Ali Express
  
• 2x motor de passo de 35mm 0,9° - 400 passos/rot. - 5 V - Ali Express
  
• Diodo emissor de luz 3 pedaços - Ali Express
  
• Módulo Módulo Serial Bluetooth HC-06 - Ali Express
  
• Foto-diodo - Ali Express
  
• Transistor BC547B - Ali Express
  
• Resistor variável 2K duas peças - Ali Express
  
• Trocar - Ali Express
  

E então alguns materiais e ferramentas que você precisará.

• O espelho é bidirecional (o melhor espelho de metal, como HDD).
  
• Folha de alumínio (ou ferro).
  
• Cola quente.
  
• Fios.
  
• Alicate.
  
• Furar.
  
• Caixa de distribuição.
  

Montagem do projetor

Vamos começar a montar o “coração” do nosso projetor - a lateral da varredura do feixe. Para fazer isso, precisamos usar uma tesoura de metal para cortar um suporte em forma de “L” para motores de passo de uma folha de alumínio (ou estanho).
Fazemos um furo e instalamos motores de passo. Os motores de passo devem ser estritamente perpendiculares, mas deslocados em altura.

Fazemos espelhos.

Para fazer elementos espelhados, precisamos retirar um disco de um disco rígido quebrado. Por que não um simples espelho? - você pergunta. Um espelho simples não funcionará, pois é espelhado apenas de um lado e, como você provavelmente se lembra, os espelhos do projetor giram em círculo. Você também pode usar discos laser normais, mas eles não refletem tão bem e parte do brilho será perdida.
O disco rígido precisa ser cortado, de preferência com uma esmerilhadeira.
Colamos os espelhos resultantes com cola quente nos motores de passo.

Eletrônicos

O projetor é controlado por um Arduino Uno mais um driver de motor de passo da mesma empresa. O controle é feito via Bluetooth, mas também pode ser feito diretamente por meio de um adaptador UART.
Para quem já trabalhou pelo menos uma vez com Arduino, acho que não há necessidade de explicar como conectar o quê, mas para quem não trabalhou, não vejo sentido.
O diodo laser também é alimentado por um Arduino com ajuste de brilho. Além disso, mostrarei onde o fotodiodo está conectado. Este fotodiodo é necessário para a calibração inicial do projetor.É instalado perpendicularmente ao motor superior, preste atenção no furo acima do motor inferior.

Calibração

Depois de montar e depurar tudo, você precisa calibrar o projetor. Para fazer isso, usaremos um fotodiodo colocado em um orifício no eixo central diretamente acima do motor de passo do eixo X. Para obter medições mais precisas, foi necessário um circuito de resistor variável. Na calibração, lemos os valores do fotodiodo e quando o valor ultrapassa um determinado valor (o laser incide diretamente nele), os motores param e voltam à posição original.
Código, programas de calibração.

pseudocódigo para calibração

// 1passo = 0,9° / 400passos = 360° = rotação completa

laserOn();

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

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

fotodiodeValue = readValue();

if (photodiodeValue >= fotodiodeThreshold) {

laserDesligado();

returnHome();

}

passoY(1,1);

}

passoX(1,1);

}

laserDesligado();

sem sucesso();

Assembléia final

Todo o projetor foi colocado em uma caixa de junção plástica e apertado com parafusos. O projetor é portátil, basta conectar a fonte de alimentação, apertar o botão e você terá seu próprio show de laser.

Aplicação de controle de laser

A aplicação de controle foi criada em C# e permite alternar entre templates, ajustar a velocidade e ver as ações atuais.

Programa e código semelhante com firmware

Você pode baixá-lo aqui.
Certifique-se de ter o .NET framework 4.5.2 instalado em seu computador, necessário para executar o aplicativo.

Vídeo do projetor funcionando

Artigo original em inglês