Pokaz laserowy dla biednego człowieka: 9 kroków (ze zdjęciami)

2024 Autor: John Day | [email protected]. Ostatnio zmodyfikowany: 2024-01-30 11:33

Oto kolejny bezużyteczny, ale fajnie wyglądający gadżet „musi zbudować” dla każdego romantycznego geeka. Pozwolę sobie przedstawić trójosiowy spirograf laserowy oparty na mikrokontrolerze PIC. … Sprawdź poniższy link, jeśli chcesz zobaczyć więcej wzorówGaleria wzorów laserowych…

Krok 1: Zbieranie rzeczy

Projekt jest dość prosty i wykorzystuje zwykłe części i komponenty, ale możesz go dowolnie zmieniać/modyfikować. Na początku prototypu użyłem pustego DVD jako materiału odblaskowego, ale później odkryłem bardziej praktyczny sposób. Technologia wykonania lustra FS jest opisana w moim artykule DIY Front Surface Mirror (zrób to sam) Na początku jestem bardzo leniwym człowiekiem, więc wybrałem zaprogramowany mikrokontroler PIC18F1220 (może być zastąpiony przez PIC18F1320) do wykonywania rutynowych prac. PIC implementuje 3-kanałowy generator PWM. Właściwie jest to ten sam silnik, którego użyłem w moim projekcie oświetlenia IKEA, tylko kod został zaadoptowany dla PIC18. Sygnał PWM przełącza tranzystor MOSFET 2N7000 (Id 200mA). Siłownik lustra jest podłączony jako obciążenie do MOSFET. Jako siłownik lustra użyłem wentylatora chłodzącego CPU 5V 200mA. Lustro można łatwo zamontować na jego płaskiej stronie. Urządzenie akceptuje wentylatory 5V i 12V o maksymalnym prądzie 200mA. Napięcie wybiera się zworką. Zielony wskaźnik laserowy jest oceniany na 3V, więc zrobiłem regulator napięcia oparty na LM317 z regulowanym wyjściem. Tani moduł zielonego lasera 5mW: https://www.dealextreme.com/details.dx/sku.10094~r.32746761 Co jeszcze będziesz potrzebować? Kilkanaście rezystorów i kondensatorów, potencjometry, przełącznik dwustabilny, gniazdo zasilania, płytka prototypowa, pudełko odpowiedniej wielkości i zasilacz.

Krok 2: Mózg

Schemat elektroniczny jest prosty i można go złożyć na płytce prototypowej, ale prawdziwy człowiek zawsze sprawia sobie kłopoty, więc zrobiłem PCB.

Dostępne są dwa tryby pracy, wybierane przełącznikiem: ręczny i automatyczny. W trybie ręcznym operator steruje każdym silnikiem indywidualnie poprzez przekręcenie odpowiedniego potencjometru podłączonego do wejścia analogowego mikrokontrolera. PIC stale odczytuje wejścia analogowe i modyfikuje sygnał PWM tak, aby wartość wypełnienia była proporcjonalna do napięcia na wejściu analogowym. W trybie automatycznym mikrokontroler wykorzystuje algorytm pseudolosowy do obliczania wartości obciążenia dla każdego silnika. Wartość bieżącego obciążenia jest przechowywana w wewnętrznej pamięci EEPROM i używana jako dane początkowe do następnych obliczeń, dzięki czemu mikrokontroler będzie generował sekwencję niepowtarzalnych, niepowtarzalnych wzorów przez długi czas. Większość wskaźników ma napięcie znamionowe od 3 V do 4,5 V, więc przed podłączeniem lasera upewnij się, że wyregulowałeś napięcie wyjściowe. Deska jest niewielka, więc do jej zabezpieczenia nie są potrzebne żadne wsporniki. Garnki doskonale to utrzymają. AKTUALIZACJA UWAGA !!! Ponieważ mojemu dostawcy zabrakło PIC18F1220, musiałem użyć PIC18F1320 w nowym projekcie. Jest to chip kompatybilny z pinami o zwiększonej pojemności pamięci, ale nie będzie działał ze starym plikiem HEX, więc uważaj. Zachowuję wersję PIC18F1220 jako oddzielny plik. Oto kilka notatek z ławki: - schemat; - zestawienie komponentów; - HEX (wersja PIC18F1320); - PCB; - PCB w formacie AutoCAD - kod źródłowy kompilatora CCS. Plik ZIP z dokumentacją Do zaprogramowania układu używam programatora USB ICD2 (kupiłem go z eBay) oraz MPLAB IDE (darmowy soft z Microchip.com). Płytka zawiera standardowy port Microchip ICSP (złącze 5-pinowe) do celów programowania, również chip może być zaprogramowany przez dowolny programator gniazd z odpowiednim oprogramowaniem obsługującym PIC18. Montaż płytki kontrolera (przewodnik wysokiej rozdzielczości): https://www.flickr.com/photos/22144851@N03/sets/72157604945292921/ … Dla początkujących i zapracowanych, zaprogramowany układ, płytka drukowana, cały zestaw lub zmontowana płytka dostępne na życzenie. … Niektórzy hobbyści mogą preferować uproszczony analogowy kontroler PWM oparty na zegarze 556.

Krok 3: Kontroler spirografu V2

ZAKTUALIZOWANA WERSJA!!! Nowa płyta kontrolera została całkowicie przeprojektowana przy użyciu komponentów SMT. 5V przełączający regulator napięcia eliminuje potrzebę stosowania radiatora. W efekcie kontroler stał się 1,5 raza mniejszy, co daje możliwość wykonania prawdziwie kieszonkowej wersji spirografu. Wbudowany regulator napięcia dla modułu lasera małej mocy zapewnia zasilanie w granicach 2 - 4V. Kontroler obsługuje wentylatory 5V i 12V. Napięcie wentylatora można ustawić za pomocą zworek na płycie. Wraz z automatycznymi i ręcznymi trybami pracy zmodyfikowany sterownik ma możliwość zapisywania ulubionych wzorów w pamięci wewnętrznej za pomocą jednego naciśnięcia przycisku i odtwarzania ich jako pokazu slajdów. Nowy kontroler może przechowywać do 80 zdefiniowanych przez użytkownika wzorów i odtwarzać je jako nieskończoną sekwencję. Czas wyświetlania pojedynczego wzoru może wynosić od 3 do 60 sekund. Istnieje również tryb ręczny, gdy następny wzór w sekwencji jest wyzwalany przez użytkownika. Opisy nowych kontrolek. Przełączniki: PROG/CYCLE - wybór trybu pracy PROGRAM (manualny) lub CYCLE (auto). RAND/MEM – wybiera podprogram do generowania losowych wzorów lub odczytywania zapisanych wzorów z pamięci wewnętrznej. CONT/STEP - wybiera tryb CIĄGŁY lub KROKOWY wyświetlania sekwencji wzorów. Ten przełącznik jest aktywny tylko w trybie MEM. Przycisk STEP/MEM: - w trybie PROG lub CYCLE/RAND przycisk zapisuje aktualny wzorzec w pamięci wewnętrznej. Zapisane wzory mogą być wyświetlane jako pokaz slajdów w trybie CYCLE/CONT. - w trybie CYCLE/MEM/STEP przycisk cyklicznie przechodzi przez sekwencję zapisanych wzorów. Jeśli przycisk zostanie naciśnięty podczas włączania, cała pamięć wewnętrzna zostanie wyczyszczona. POT A: - w trybie PROG określa prędkość silnika 1. - w trybie CYCLE/MEM/CONT określa odstęp czasowy (od 3 do 60 sekund) wyświetlania pojedynczego wzoru z sekwencji. POT B: - w trybie PROG określa prędkość silnika 2. POT C: - w trybie PROG określa prędkość silnika 3. Opis działania. Istnieją dwa tryby pracy: PROGRAM (ręczny) i CYKL (automatyczny). W trybie PROGRAM wyświetlany wzorzec zależy od położenia potencjometrów. Aktualny wzór można zapisać w pamięci wewnętrznej naciskając przycisk MEM. Po zapisaniu 80 wzorów każdy nowy wzór zastąpi najstarszy wzór. Aby wyczyścić pamięć naciśnij i przytrzymaj przycisk MEM podczas uruchamiania. W trybie CYCLE urządzenie wyświetla nieskończoną sekwencję wzoru. W trybie CYCLE/RAND wzory są generowane losowo przez oprogramowanie. Początkowe pozycje doniczek określają kształt pierwszego wzoru w kolejności. Aktualny wzór można zapisać w pamięci wewnętrznej naciskając przycisk MEM. W trybie CYCLE/MEM/CONT urządzenie w sposób ciągły odczytuje wzory do wyświetlenia z pamięci wewnętrznej. Interwał czasowy wyświetlania pojedynczego wzoru zależy od pozycji POT A i może wynosić od 3 do 60 sekund. W trybie CYCLE/MEM/STEP odczyt kolejnego wzoru z pamięci wyzwalany jest przyciskiem STEP.

Wszystkie uwagi techniczne, takie jak - schemat; - PCB w formacie PDF; - zestawienie komponentów; - plik HEX dla PIC18F1320; - Kod źródłowy C dla kompilatora CCS można pobrać stąd Na życzenie mogę dostarczyć zmontowany kontroler SMT, mirrory i inne rzeczy do tego projektu.

Krok 4: Mocowanie lustra do silnika

AKTUALIZACJA!!!---Nowy samouczek "Jak balansować lustra akrylowe". www.instructables.com/id/How-to-mount-and-balance-mirrors-for-spirograph-pr/---Lustro akrylowe jest bardzo lekkie, więc wystarczy dwustronna lepka taśma piankowa. Kawałek 1/2 x 1/2 działa dobrze. Możesz użyć grubego papieru jako klina do odchylenia lustra. Włóż go między lusterko a silnik. W moim ustawieniu nachylenie wynosi 2-3 stopnie. Daje to 6' szeroki wzór w odległości 18'. Niemożliwe jest prawidłowe wyśrodkowanie lustra względem wału silnika, a nawet niewielkie przesunięcie spowoduje wibracje i hałas przy dużej prędkości, więc opracowałem kilka sztuczek do wyważania lustra. Upewnij się, że masz okulary ochronne nadal włączony. OSTRZEŻENIE!!! Ta metoda będzie działać tylko w przypadku luster akrylowych/plastikowych!!! Na początku próbowałem kształtować wirujące lustro za pomocą pilnika, ale wentylator jest urządzeniem o niskim momencie obrotowym, więc nawet lekki nacisk narzędzia wymusza pełne zatrzymanie silnika. Od pomysłu z toczącą się częścią i naprawiono narzędzie zawiodło, próbowałem odwrotnego podejścia - Dremel z bębnem szlifierskim 1/2" na nieruchomym lustrze i to naprawdę działa. Kilka porad dla osób, które chcą podążać. Silnik z lustrem musi być wyłączony. Wybierz taśmę szlifierską z grubą warstwą ziarnistość. Ustaw narzędzie Dremel na minimalną prędkość. Przytrzymaj narzędzie Dremel tak, aby osie narzędzia i wałka silnika były równoległe. Powoli przysuń bęben szlifierski do krawędzi lustra i dociśnij go. Nie wywieraj zbyt dużego nacisku. Nie spiesz się, idź spokojnie, a jeśli masz dość cierpliwości, otrzymasz idealne okrągłe lustro, które będzie działać płynnie i cicho.

Krok 5: Równoległa konfiguracja optyczna

Klasyczna konfiguracja. Silniki są umieszczone na równoległych liniach. Opracowałem jedną sztuczkę. Do mocowania silnika do podstawy używam dwustronnej taśmy klejącej, a po wszystkich regulacjach mocuję silnik na miejscu za pomocą gorącego kleju. Regulacja jest prosta. Uruchom silniki i wyceluj wiązkę, aby pozostawała w obszarze lustra przy maksymalnym ugięciu. Jako wsparcie dla wskaźnika używam kawałek drewna i trochę gorącego kleju. Tanio i szybko.

Krok 6: Kwadratowa konfiguracja optyczna

Kwadratowa konfiguracja optyczna. Podoba mi się bardziej. Silniki tworzą kwadrat bez jednej strony. Dzięki tej konstrukcji możemy zrobić bardziej kompaktowe urządzenie. Wszystko inne jest takie samo jak w poprzednim kroku.

Krok 7: Zbudujmy mały dom

To dobry zwyczaj, aby trzymać kurz z dala od personelu optycznego, więc nasze urządzenie potrzebuje hermetycznej obudowy. Miałem pudło Hammonda 7x4x2 leżące dookoła, więc wprowadziłem je do biznesu. Odkąd ustaliliśmy konfigurację optyki i ścieżkę wiązki, możemy zaznaczyć i wyciąć okno. Następnie weź kwadratowy kawałek przezroczystego akrylu i przyklej go na miejsce. Następnie wywierć jeszcze jeden otwór na gniazdo zasilania, przyklej go, połącz z płytą i gotowe.

Krok 8: Dobra robota

Nieźle, nieźle, ale dodałbym coś pikantnego.

…Aluminiowa płyta czołowa i tajna wojskowa technologia transferu tonera na gorąco!!! To robi prawdziwą różnicę. Teraz jestem szczęśliwy.

Krok 9: Ukończono spirograf laserowy V2

Nowa wersja spirografu laserowego opartego na PIC. Aby urządzenie było bardziej kompaktowe, zmodyfikowałem projekt dodając jeszcze jedno lustro. Teraz komponenty optyczne zajmują mniej miejsca, a wszystkie części można zamontować w standardowym pudełku projektowym Hammond 4" x 4" x 2,5". Aluminiowa płyta czołowa i podświetlenie tła są opcjonalne.