Günstiger Laserprojektor

2. September 2017 DIY Elektronik / Projektor 18 108 3

Projektor Vorteile:

Das Scannen erfolgt mit Spiegeln entlang X und Y.
2x 35 mm Schrittmotor mit 0,9 Grad Schritten - 400 Schritte / Umdrehung - 5 V.
Automatische Spiegelkalibrierung.
Fernbedienung (über Bluetooth optional).
Auto-Modus
GUI-Fernsteuerungsanwendung.
Open Source.

Laserprojektoren können in zwei Hauptkategorien unterteilt werden. Entweder projizieren sie das Bild mit Beugungsglas / Folie, oder sie verfügen über ein System, das den Laserstrahl in Richtung der XY-Achse bewegt, dh einen klassischen Scan wie bei Fernsehgeräten mit einem Kinescope. Die zweite Option hat immer große Vorteile, da Sie die zu projizierende Vorlage programmieren können. Während im ersten Fall der Laserstrahl ein statisches Bild projiziert, besteht der Laser im zweiten Fall noch aus einem Strahl, der sich sehr schnell bewegt und dadurch das Bild zeichnet. Wenn sich der Laserstrahl sehr schnell bewegt, nehmen wir das Bild als Ganzes wahr. Normalerweise wird dieser Scan mit zwei senkrechten Spiegeln durchgeführt, von denen jeder den Laserstrahl entlang seiner Achse bewegen kann. Durch die Kombination können wir den Strahl positionieren, wo immer wir wollen.

Professionelle Projektoren verwenden normalerweise galvanometrische Scanner. Sie können den Laserstrahl in 1 Sekunde an 60.000 verschiedenen Orten positionieren. Dies schafft eine wirklich ruckelfreie Projektion ohne Strobe-Effekt. Solche Projektoren sind jedoch sehr teuer. Ich habe in meinem Projektor Schrittmotoren verwendet. Sie sind natürlich nicht so schnell, aber billig.

Der Laser zeichnet ein Muster, das sich immer wieder mit sehr hoher Geschwindigkeit entlang der Linien dreht. Manchmal gibt es mehrere Teile einer Vorlage, die nicht miteinander verknüpft sind. In diesem Fall wird jeder Buchstabe getrennt. Wenn sich der Laser jedoch von einem Buchstaben zum nächsten bewegt, wird eine unerwünschte Linie erzeugt. Dies wird durch kurzes Ausschalten des Lasers entschieden. Die ganze Idee ist, dass der Laser wechselt, wenn er sich von einem zum anderen bewegt. Dies erfolgt über eine Hochgeschwindigkeitssteuerung, die mit dem Scansystem synchronisiert werden muss.
Einfach ausgedrückt, drehen sich Schrittmotoren mit einer bestimmten Synchronisationsgeschwindigkeit und durchlaufen die gesamte Projektionsfläche. Der Laser wird abwechselnd ein- und ausgeschaltet und projiziert den gewünschten Bereich.

In der folgenden Liste finden Sie die von mir verwendeten Komponenten und Links zu dem Geschäft, in dem ich sie gekauft habe.

Arduino Uno -
Adafruit Motor Shield V2-
Lasermodul grün -
2x 35 mm Schrittmotor 0,9 ° - 400 Schritte / Umdrehung - 5 V -
LED 3 Stück -
HC-06 Bluetooth-Serienmodul -
Fotodiode -
Transistor BC547B -
2K variabler Widerstand zweiteilig -
Schalter -

Und dann einige Materialien und Werkzeuge, die Sie benötigen.

Der Spiegel ist doppelseitig (der beste Metallspiegel wie die Festplatte).
Aluminiumblech (oder Eisen).
Heißkleber.
Drähte.
Zangen
Bohren
Verteilerkasten.

Projektormontage

Fangen wir an, das „Herz“ unseres Projektors zu sammeln - die Seite des Strahls.Dazu müssen wir eine Metallschere verwenden, um eine L-förmige Zahnstange für Schrittmotoren aus einem Aluminiumblech (aus Zinn) auszuschneiden.
Wir bohren ein Loch und installieren Schrittmotoren. Schrittmotoren müssen senkrecht, aber höhenversetzt sein.

Wir machen Spiegel.

Um Spiegelelemente herzustellen, müssen wir eine Festplatte von einer kaputten Festplatte nehmen. Warum nicht ein einfacher Spiegel? - Du fragst. Ein einfacher Spiegel funktioniert nicht, da es sich nur um einen einseitigen Spiegel handelt. Wie Sie sich wahrscheinlich erinnern, drehen sich die Spiegel im Projektor in einem Kreis. Sie können normale Laserdiscs verwenden, diese reflektieren jedoch nicht so gut und ein Teil der Helligkeit geht verloren.
Die Platte von der Festplatte muss abgeschnitten werden, vorzugsweise eine Schleifmaschine.
Die resultierenden Spiegel werden mit Heißkleber auf die Schrittmotoren geklebt.

Elektronik

Der Projektor wird vom Arduino Uno sowie dem Schrittmotortreiber der gleichen Firma gesteuert. Die Verwaltung erfolgt über Bluetooth, aber Sie können auch direkt über den Uart-Adapter.
Für diejenigen, die mindestens einmal mit Arduino gearbeitet haben, lohnt es sich meines Erachtens nicht zu erklären, wie man eine Verbindung herstellt, aber für diejenigen, die nicht gearbeitet haben, verstehe ich den Punkt nicht.
Die Laserdiode wird auch über Arduino mit Helligkeitsregelung betrieben. Außerdem werde ich zeigen, wo die Fotodiode angeschlossen ist. Diese Fotodiode wird für die Erstkalibrierung des Projektors benötigt. Es wird senkrecht zum oberen Motor eingebaut, achten Sie auf das Loch über dem unteren Motor.

Kalibrierung

Nachdem Sie alle Informationen zum Debugging gesammelt haben, müssen Sie den Projektor kalibrieren. Dazu verwenden wir eine Fotodiode, die in einem Loch in der Mittelachse direkt über dem Schrittmotor in der X-Achse angeordnet ist. Um genauere Messungen zu erhalten, war eine Schaltung mit einem variablen Widerstand erforderlich. Während der Kalibrierung lesen wir die Werte von der Fotodiode und wenn der Wert einen bestimmten Wert überschreitet (der Laser strahlt direkt hinein), stoppen die Motoren und kehren in ihre ursprüngliche Position zurück.
Code, Kalibrierungsprogramme.

Pseudocode für die Kalibrierung
// 1. Schritt = 0,9 ° / 400 Schritte = 360 ° = volle Drehung
laserOn ();
für (int a = 0; a <= 400; a ++) {
für (int b = 0; b <= 400; b ++) {
photodiodeValue = readValue ();
if (photodiodeValue> = photodiodeThreshold) {
laserOff ();
returnHome ();
}
Schritt Y (1,1);
}
stepX (1,1);
}
laserOff ();
erfolglos ();

Endmontage

Der gesamte Projektor wurde in eine Kunststoffabzweigdose gestellt und mit Schrauben festgezogen. Der Projektor erwies sich als tragbar. Schließen Sie einfach die Stromquelle an, schalten Sie den Schalter um und Sie haben Ihre eigene Lasershow.

Anwendung zur Lasersteuerung

Die Steueranwendung wurde in C # erstellt und ermöglicht es Ihnen, zwischen Vorlagen zu wechseln, die Geschwindigkeit anzupassen und die aktuellen Aktionen anzuzeigen.