Лазерное шоу для бедняков: 9 шагов (с картинками)

2024 Автор: John Day | [email protected]. Последнее изменение: 2024-01-30 11:54

Вот еще один бесполезный, но круто выглядящий гаджет, который нужно собрать для каждого романтика. Позвольте представить трехосный лазерный спирограф на базе микроконтроллера PIC. … Перейдите по ссылке ниже, если хотите увидеть больше шаблонов Галерею лазерных шаблонов…

Шаг 1. Сбор материала

Дизайн довольно прост, в нем используются обычные детали и компоненты, но вы можете изменять / модифицировать его по своему усмотрению. Сначала я использовал чистый DVD в качестве световозвращающего материала, но позже нашел более практичный способ. Технология изготовления зеркала ФС описана в моей статье Зеркало передней поверхности своими руками Изначально я был очень ленив, поэтому для рутинной работы выбрал программируемый микроконтроллер PIC18F1220 (можно заменить на PIC18F1320). PIC реализует 3-х канальный генератор ШИМ. На самом деле это тот же движок, который я использовал в своем проекте освещения IKEA, только код адаптирован для PIC18. Сигнал ШИМ переключает MOSFET-транзистор 2N7000 (Id 200 мА). Привод зеркала подключается как нагрузка к полевому МОП-транзистору. В качестве привода зеркала я использовал вентилятор охлаждения процессора 5V 200mA. Зеркало легко установить на плоской стороне. Устройство принимает вентилятор 5 В и 12 В с максимальным током 200 мА. Напряжение выбирается перемычкой. Зеленая лазерная указка рассчитана на 3 В, поэтому я сделал стабилизатор напряжения на основе LM317 с регулируемым выходом. Недорогой зеленый лазерный модуль мощностью 5 мВт: https://www.dealextreme.com/details.dx/sku.10094~r.32746761 Что еще тебе понадобится? Десятка резисторов и конденсаторов, потенциометры, тумблер, разъем питания, макетная плата, коробка нужных размеров и блок питания.

Шаг 2: мозг

Электронная схема проста и может быть собрана на макетной плате, но настоящий мужчина всегда создает себе проблемы, поэтому я сделал печатную плату.

Есть два режима работы, выбираемые тумблером: ручной и автоматический. В ручном режиме оператор управляет каждым двигателем индивидуально, вращая соответствующий потенциометр, подключенный к аналоговому входу микроконтроллера. PIC постоянно считывает аналоговые входы и изменяет сигнал ШИМ, поэтому значение коэффициента заполнения пропорционально напряжению на аналоговом входе. В автоматическом режиме микроконтроллер использует псевдослучайный алгоритм для вычисления рабочего значения для каждого двигателя. Текущее значение коэффициента заполнения хранится во внутренней EEPROM и используется в качестве исходных данных для следующих вычислений, поэтому микроконтроллер будет генерировать последовательность неповторяющихся уникальных шаблонов в течение длительного времени. Большинство указателей имеют номинал от 3 В до 4,5 В, поэтому обязательно отрегулируйте выходное напряжение перед подключением лазера. Доска небольшая, поэтому для ее крепления не нужны скобы. Кастрюли держат его отлично. ОБНОВЛЕНИЕ ПРИМЕЧАНИЕ !!! Поскольку у моего поставщика закончился PIC18F1220, мне пришлось использовать PIC18F1320 в новом дизайне. Это совместимый по контактам чип с увеличенным объемом памяти, но он НЕ будет работать со старым файлом HEX, поэтому обратите внимание. Я храню версию PIC18F1220 как отдельный файл. Вот несколько заметок со скамейки: - схема; - Спецификация; - HEX (версия PIC18F1320); - печатная плата; - PCB в формате AutoCAD - исходный код для компилятора CCS. Zip-файл документации. Для программирования микросхемы я использую программатор USB ICD2 (купил его на eBay) и MPLAB IDE (бесплатное программное обеспечение на Microchip.com). Печатная плата содержит стандартный порт Microchip ICSP (5-контактный разъем) для целей программирования, также микросхему можно запрограммировать любым программистом сокета с соответствующим программным обеспечением, которое поддерживает PIC18. Сборка платы контроллера (руководство в высоком разрешении): https://www.flickr.com/photos/22144851@N03/sets/72157604945292921/… Для начинающих и занятых людей программируемый чип, печатная плата, весь комплект или собранная плата доступны по запросу.. … Некоторые любители могут предпочесть упрощенный аналоговый ШИМ-контроллер на основе таймера 556.

Шаг 3: Контроллер спирографа V2

ОБНОВЛЕННАЯ ВЕРСИЯ!!! Новая плата контроллера полностью переработана с использованием компонентов SMT. Импульсный стабилизатор напряжения 5 В исключает необходимость в радиаторе. В результате контроллер стал в 1,5 раза меньше, что дает возможность сделать действительно карманный вариант спирографа. Встроенный стабилизатор напряжения для маломощного лазерного модуля обеспечивает питание от 2 до 4 В. Контроллер поддерживает вентиляторы 5В и 12В. Напряжение вентилятора можно установить с помощью перемычек на плате. Наряду с автоматическим и ручным режимами работы модифицированный контроллер имеет возможность сохранять ваши любимые шаблоны во внутренней памяти простым нажатием кнопки и воспроизводить их в виде слайд-шоу. Новый контроллер может сохранять до 80 пользовательских шаблонов и воспроизводить их как бесконечную последовательность.. Время показа одиночного рисунка может варьироваться от 3 до 60 секунд. Также есть ручной режим, когда пользователь запускает следующий шаблон в последовательности. Описание новых элементов управления. Переключатели: PROG / CYCLE - выбор режима работы PROGRAM (ручной) или CYCLE (авто). RAND / MEM - выбирает подпрограмму для генерации случайного шаблона или чтения сохраненных шаблонов из внутренней памяти. ПРОДОЛЖЕНИЕ / ШАГ - выбирает ПОСТОЯННЫЙ или ШАГОВЫЙ режим отображения последовательности шаблонов. Этот переключатель активен только в режиме MEM. Кнопка STEP / MEM: - в режимах PROG или CYCLE / RAND кнопка записывает текущий паттерн во внутреннюю память. Сохраненные рисунки можно отображать в виде слайд-шоу в режиме ЦИКЛ / КОНТРОЛЬ. - в режиме CYCLE / MEM / STEP кнопка циклически перебирает последовательность сохраненных шаблонов. Если во время включения удерживать кнопку нажатой, вся внутренняя память будет очищена. POT A: - в режиме PROG определяет скорость двигателя 1. - в режиме CYCLE / MEM / CONT определяет временной интервал (от 3 до 60 секунд) для отображения одного шаблона из последовательности. POT B: - в режиме PROG определяет скорость двигателя 2. POT C: - в режиме PROG определяет скорость двигателя 3. Описание работы. Есть два режима работы: ПРОГРАММА (ручной) и ЦИКЛ (авто). В режиме ПРОГРАММЫ отображаемый образец зависит от положения потенциометров. Текущий рисунок можно сохранить во внутренней памяти, нажав кнопку MEM. После сохранения 80 шаблонов каждый новый шаблон будет заменять самый старый шаблон. Чтобы очистить память, нажмите и удерживайте кнопку MEM во время включения. В режиме CYCLE устройство отображает бесконечную последовательность рисунков. В режиме CYCLE / RAND шаблоны произвольно генерируются программным обеспечением. Исходные положения горшков определяют форму первого рисунка в последовательности. Текущий рисунок можно сохранить во внутренней памяти, нажав кнопку MEM. В режиме CYCLE / MEM / CONT устройство непрерывно считывает шаблоны для отображения из внутренней памяти. Временной интервал для отображения одиночного рисунка зависит от положения POT A и может варьироваться от 3 до 60 секунд. В режиме CYCLE / MEM / STEP чтение следующего шаблона из памяти запускается кнопкой STEP.

Все технические примечания, такие как - схема; - Печатная плата в формате PDF; - Спецификация; - файл HEX для PIC18F1320; - Исходный код C для компилятора CCS. Можно скачать отсюда. По запросу я могу предоставить собранный контроллер SMT, зеркала и другие вещи для этого проекта.

Шаг 4: прикрепление зеркала к мотору

ОБНОВЛЕНИЕ !!! --- Новое руководство "Как сбалансировать акриловые зеркала". www.instructables.com/id/How-to-mount-and-balance-mirrors-for-spirograph-pr/--- Акриловое зеркало очень легкое, поэтому двусторонняя липкая лента из вспененного материала подойдет. Кусок 1/2 x 1/2 подойдет. Можно использовать толстую бумагу в качестве клина для наклона зеркала. Вставляем между зеркалом и мотором. В моей установке наклон 2-3 градуса. В результате получается узор шириной 6 футов на расстоянии 18 футов. Невозможно правильно отцентрировать зеркало относительно вала двигателя, и даже небольшое смещение вызовет вибрацию и шум на высокой скорости, поэтому я разработал несколько приемов для балансировки зеркала. Убедитесь, что ваши защитные очки ВНИМАНИЕ !!! Этот метод будет работать только для акриловых / пластиковых зеркал !!! Сначала я попытался придать форму вращающемуся зеркалу напильником, но вентилятор - устройство с низким крутящим моментом, поэтому даже легкое нажатие с инструментом заставляло двигатель полностью останавливаться. фиксированный инструмент не сработал, я попробовал противоположный подход - Dremel с шлифовальным барабаном 1/2 "против неподвижного зеркала, и это действительно сработало. Некоторые советы для людей, которые хотят следовать. Двигатель с зеркалом должен быть выключен. Выберите шлифовальную ленту с грубым зерном. Установите Dremel на минимальную скорость. Удерживайте Dremel так, чтобы оси инструмента и вала двигателя были параллельны. Медленно поднесите шлифовальный барабан к краю зеркала и прижмите его. Не прилагайте большого усилия. Вращающийся инструмент будет вращать зеркало и подпиливать его. Не торопитесь, расслабьтесь и, если у вас хватит терпения, вы получите идеальное круглое зеркало, которое будет работать плавно и бесшумно.

Шаг 5: Настройка параллельного оптического кабеля

Классическая установка: двигатели расположены на параллельных линиях. Я придумал один трюк. Я использую двустороннюю липкую ленту, чтобы прикрепить мотор к основанию, и после всех регулировок я закрепляю мотор на месте горячим клеем. Регулировка проста. Запустите моторы и направьте луч так, чтобы он оставался в зоне зеркала с максимальным отклонением. В качестве опоры для указателя я использую кусок дерева и немного горячего клея. Дешево и быстро.

Шаг 6: квадратная оптическая установка

Квадратная оптическая установка. Мне он больше нравится. Моторы образуют квадрат без одной стороны. Используя эту конструкцию, мы можем сделать устройство более компактным. В остальном все то же, что и на предыдущем шаге.

Шаг 7: построим крошечный домик

Держать пыль подальше от оптики - хорошая привычка, поэтому нашему устройству нужен герметичный корпус. У меня валялась коробка Hammond 7x4x2, поэтому я поставил ее на дело. Поскольку мы определили конфигурацию оптики и путь луча, мы можем разметить и вырезать окно. Затем возьмите квадратный кусок прозрачного акрила и приклейте его на место, затем просверлите еще одно отверстие для разъема питания, приклейте его, подключите к плате и все готово.

Шаг 8: Готово

Неплохо, неплохо, но я бы добавил что-нибудь пикантное.

… Алюминиевая лицевая панель и секретная военная технология переноса тонера !!! В этом есть реальная разница. Теперь я счастлив.

Шаг 9. Лазерный спирограф V2 завершен

Новая версия лазерного спирографа на базе ПОС. Чтобы сделать устройство более компактным, я изменил дизайн, добавив еще одно зеркало. Теперь оптические компоненты занимают меньше места, и все части могут быть помещены в стандартную коробку для проекта Hammond размером 4 x 4 x 2,5 дюйма. Алюминиевая лицевая панель и фоновая подсветка являются дополнительными.