جهاز عرض ليزر اردوينو + تطبيق التحكم: 8 خطوات

2024 مؤلف: John Day | [email protected]. آخر تعديل: 2024-01-30 07:38

• XY - المسح بالليزر ثنائي الأبعاد
• 2x 35mm 0.9 ° محركات متدرجة - 400 خطوة / دورة
• معايرة المرآة الأوتوماتيكية
• التحكم التسلسلي عن بعد (عن طريق البلوتوث)
• نظام آلي
• تطبيق التحكم عن بعد مع واجهة المستخدم الرسومية
• المصدر المفتوح

تحميل:

github.com/stanleyondrus

stanleyprojects.com

الخطوة 1:

الخطوة الثانية: النظرية

يمكن تقسيم أجهزة عرض الليزر إلى فئتين رئيسيتين. إما أنهم يستخدمون زجاج / رقائق حيود لعرض نمط أو لديهم نظام يحرك شعاع الليزر في اتجاهات محور XY. عادةً ما يبدو الخيار الثاني أفضل بكثير لأنه من الممكن برمجة النمط المراد إسقاطه. بينما في الحالة الأولى ، يتم حيود شعاع الليزر ويعرض صورة ثابتة ، في الحالة الثانية ، لا يزال الليزر يتكون من شعاع واحد فقط ، يتحرك بسرعة كبيرة. إذا كانت هذه الحركة سريعة بما فيه الكفاية ، فإننا نعتبرها نمطًا بسبب استمرار الرؤية (POV). يتم ذلك عادةً من خلال وجود مرآتين متعامدتين ، كل منهما قادرة على تحريك شعاع الليزر في محور واحد. من خلال الجمع بينهما ، من الممكن وضع شعاع الليزر في الموقع المحدد.

للتطبيقات المهنية ، عادة ما تستخدم ماسحات الجلفانومتر. بعض هذه الماسحات الضوئية قادرة على عمل 60 كيلوبت في الثانية (كيلوغرام نقطة في الثانية). هذا يعني أنه يمكنهم وضع شعاع الليزر على 60000 موقع مختلف خلال ثانية واحدة. هذا يخلق إسقاطًا سلسًا حقًا بدون تأثير اصطرابي. ومع ذلك ، يمكن أن تكون باهظة الثمن حقًا. لقد استخدمت محركات السائر ، وهي البديل الرخيص ، وليس بهذه السرعة.

يرسم الليزر النمط عن طريق الدوران حول الخطوط مرارًا وتكرارًا بسرعة عالية جدًا. في بعض الأحيان توجد أجزاء متعددة من النمط غير متصلة ببعضها البعض. في هذا المثال ، يتم فصل كل حرف ، ولكن عندما ينتقل الليزر من حرف إلى آخر ، فإنه ينشئ خطًا غير مرغوب فيه. يتم حل هذا من خلال تقنية تسمى الطمس. الفكرة الأساسية هي أن الليزر يتم تبديله عند الانتقال من نمط إلى نمط آخر. يتم ذلك عن طريق وحدة تحكم عالية السرعة ، والتي يجب أن تكون متزامنة مع نظام المسح.

الخطوة الثالثة: الحصول على المكونات

في القائمة أدناه ، يمكنك العثور على المكونات التي استخدمتها والروابط التي اشتريتها منها.

• 1x أردوينو أونو
• 1x Adafruit Motor Shield V2.0
• 1x وحدة ليزر
• 2x 35mm 0.9 ° محركات متدرجة - 400 خطوة / دورة - 5V - eBay
• 3x LED - AliExpress
• 1x HC-06 وحدة بلوتوث التسلسلية - AliExpress
• 1x الثنائي الضوئي - AliExpress
• 1x NPN الترانزستور BC547B - AliExpress
• 2x 2K الانتهازي - AliExpress
• 1x DC Socket Panel Mount - eBay
• 1x تبديل التبديل - AliExpress

ثم بعض المواد والأدوات التي يمكنك أن تجدها في المنزل. أملا ؛)

• المرآة (الأفضل مرآة معدنية مثل HDD Platter)
• ورقة الألمنيوم
• القصاصات
• الغراء الساخن (أو Pattex Repair Express)
• الأسلاك
• كماشة
• حفر (أو مقص في حالتي: د)
• مربع (مثل صندوق التوصيل)

الخطوة 4: تركيب السائر

يلزم قطع صفائح الألمنيوم وثنيها بالشكل المناسب. ثم تم حفر الثقوب وربط السائر.

الخطوة 5: تقطيع الليزر + معايرة المرآة

يحتوي Motor Shield على منطقة نماذج أولية صغيرة تم استخدامها لدائرتين صغيرتين.

تقطيع الليزر

نريد التحكم في الليزر الخاص بنا باستخدام Arduino. ومع ذلك ، فنحن بحاجة إلى الحد من تدفق التيار إلى الليزر وقيادته مباشرة من دبوس الإخراج الرقمي ليس فكرة جيدة. وحدة الليزر الخاصة بي لديها بالفعل حماية حالية. وهكذا قمت ببناء دائرة بسيطة حيث يقوم الترانزستور بتشغيل الليزر وإيقافه. يمكن تنظيم تيار القاعدة بواسطة أداة التشذيب وتتحكم في سطوع الليزر.

معايرة المرآة

تم وضع الثنائي الضوئي في الفتحة الموجودة في المحور المركزي أعلى محرك الخطوة X-axis مباشرةً. كانت دائرة المقاومة المنسدلة ضرورية للحصول على قياسات دقيقة. عند المعايرة ، نقوم بقراءة القيم من الثنائي الضوئي وعندما تتجاوز القيمة قيمة معينة (يضيء الليزر فيها مباشرة) ، تتوقف السائر وتعود إلى الموضع الأصلي.

رمز زائف للمعايرة

// 1step = 0.9 ° / 400steps = 360 ° = دوران كامل laserOn () ؛ لـ (int a = 0؛ a <= 400؛ a ++) {for (int b = 0؛ b = photodiodeThreshold) {laserOff () ؛ returnHome () ؛ } stepY (1، 1) ؛ } stepX (1، 1) ؛ } laserOff () ، غير ناجح () ؛

الخطوة 6: التجميع النهائي

تم وضع الدائرة بأكملها في صندوق التوصيل البلاستيكي وشدها بواسطة البراغي. جهاز العرض بالكامل محمول حقًا ، فقط قم بتوصيل مصدر الطاقة ، وقم بتبديل مفتاح التبديل ولدينا عرض ليزر.

الخطوة 7: تطبيق التحكم بالليزر

تم إنشاء تطبيق التحكم في C # ويسمح بالتبديل بين الأنماط وضبط السرعة والاطلاع على الإجراءات الحالية. يمكن تنزيله مجانًا مع كود Arduino (انظر المقدمة).

الخطوة 8: الفيديو