Евтин лазерен проектор

Предимства на проектора:

• Сканирането се извършва с помощта на огледала в X и Y.
  
• 2x 35 мм стъпков двигател със стъпки 0,9 градуса - 400 стъпки/об. - 5 V.
  
• Автоматично калибриране на огледалото.
  
• Дистанционно управление (по желание чрез bluetooth).
  
• Автоматичен режим.
  
• Приложение за дистанционно управление с графичен интерфейс.
  
• Отворен код.

Лазерните проектори могат да бъдат разделени на две основни категории. Или използват дифракционно стъкло/фолио, за да прожектират модела, или имат система, която движи лазерния лъч в посоките XY, т.е. класическото движение на CRT телевизорите. Вторият вариант винаги има големи предимства, защото можете да програмирате модела, който ще се проектира. Докато в първия случай лазерният лъч проектира статично изображение, във втория лазерът все още се състои от един лъч, който се движи много бързо, като по този начин рисува изображението. Ако лазерният лъч се движи много бързо, тогава ние възприемаме изображението като едно цяло.Обикновено това сканиране се извършва с помощта на две перпендикулярни огледала, всяко от които може да движи лазерния лъч по собствената си ос. Комбинирайки, ще можем да поставим лъча, където пожелаем.

Професионалните проектори обикновено използват галванометрични скенери. Те могат да позиционират лазерния лъч на 60 000 различни места за 1 секунда. Това създава наистина гладка проекция без строб ефект. Такива проектори обаче са много скъпи. Използвах стъпкови двигатели в моя проектор. Те, разбира се, не са толкова бързи, но са евтини.

Лазерът рисува дизайна, като се върти по линиите отново и отново с много висока скорост. Понякога има няколко части от един шаблон, които не са свързани една с друга. В този случай всяка буква е разделена, но когато лазерът се движи от една буква към друга, той създава нежелана линия. Това може да се реши чрез изключване на лазера за кратък период от време. Цялата идея е, че лазерът превключва, докато преминава от един към друг. Това става с помощта на високоскоростен контролен блок, който трябва да бъде синхронизиран със сканиращата система.
Казано по-просто, стъпковите двигатели се въртят с дадена скорост на синхронизация, преминавайки през цялата прожекционна площ. И лазерът се изключва и включва последователно, проектирайки желаните зони.

В списъка по-долу можете да намерите компонентите, които използвах, и връзки към магазина, от който ги купих.

• Arduino Uno - AliExpress
  
• Adafruit Motor Shield V2- AliExpress
  
• Лазерен модул зелен - AliExpress
  
• 2x 35 мм стъпков двигател 0.9° - 400 стъпки/об. - 5 V - AliExpress
  
• Светодиод 3 броя - AliExpress
  
• Модул HC-06 Bluetooth сериен модул - AliExpress
  
• фотодиод - AliExpress
  
• Транзистор BC547B - AliExpress
  
• 2K променлив резистор два броя - AliExpress
  
• превключвател - AliExpress
  

И след това някои материали и инструменти, които ще ви трябват.

• Огледалото е двупосочно (най-доброто метално огледало, като HDD).
  
• Алуминиев лист (или желязо).
  
• Горещо лепило.
  
• Проводници.
  
• Клещи.
  
• Пробивна машина.
  
• Разпределителна кутия.
  

Сглобяване на проектора

Нека започнем да сглобяваме „сърцето“ на нашия проектор - страната на лъча. За целта трябва да изрежем с ножица за метал от алуминиев лист (или от калай) стойка за стъпкови двигатели във формата на буквата "L".
Пробиваме дупка и монтираме стъпкови двигатели. Стъпковите двигатели трябва да са строго перпендикулярни, но изместени по височина.

Ние правим огледала.

За да направим огледални елементи, трябва да вземем диск от счупен твърд диск. Защо не просто огледало? - ти питаш. Обикновено огледало няма да работи, тъй като е огледално само от едната страна и както вероятно си спомняте, огледалата в проектора се въртят в кръг. Можете също да използвате обикновени лазерни дискове, но те не отразяват толкова добре и част от яркостта ще се загуби.
Дискът на твърдия диск трябва да се изреже, за предпочитане с мелница.
Залепваме получените огледала с горещо лепило върху стъпковите двигатели.

електроника

Проекторът се управлява от Arduino Uno плюс драйвер за стъпков двигател от същата компания. Управлението се осъществява чрез Bluetooth, но може и директно през uart адаптер.
За тези, които поне веднъж са работили с Arduino, мисля, че няма нужда да обяснявам как да свържа какво, но за тези, които не са работили, не виждам смисъл.
Лазерният диод също се захранва от Arduino с настройка на яркостта. Освен това ще ви покажа къде е свързан фотодиодът. Този фотодиод е необходим за първоначално калибриране на проектора.Монтира се перпендикулярно на горния мотор, обърнете внимание на отвора над долния мотор.

Калибриране

След като сглобите и дебъгвате всичко, трябва да калибрирате проектора. За да направим това, ще използваме фотодиод, поставен в отвор на централната ос директно над стъпковия двигател по оста X. За да се получат по-точни измервания, беше необходима верига с променлив резистор. При калибриране четем стойностите от фотодиода и когато стойността надвиши определена стойност (лазерът свети директно в него), двигателите спират и се връщат в първоначалното си положение.
Код, програми за калибриране.

псевдо код за калибриране

// 1 стъпка = 0,9° / 400 стъпки = 360° = пълно завъртане

laserOn();

за (int a=0; a<=400; a++) {

за (int b=0; b<=400; b++) {

photodiodeValue = readValue();

if (photodiodeValue >= photodiodeThreshold) {

лазерно изключване ();

returnHome();

}

стъпкаY(1,1);

}

стъпка X(1,1);

}

лазерно изключване ();

неуспешен();

Окончателно сглобяване

Целият проектор беше поставен в пластмасова съединителна кутия и затегнат с винтове. Проекторът е преносим, ​​просто включете източника на захранване, завъртете превключвателя и имате свое собствено лазерно шоу.

Приложение за лазерен контрол

Контролното приложение е създадено на C# и ви позволява да превключвате между шаблони, да регулирате скоростта и да виждате текущите действия.

Програма и подобен код с фърмуера

Можете да го изтеглите тук.
Уверете се, че имате инсталирана .NET framework 4.5.2 на вашия компютър, която е необходима за стартиране на приложението.

Видео на работата на проектора

Оригинална статия на английски език