Lasershow für den armen Mann - Gunook

2024 Autor: John Day | [email protected]. Zuletzt bearbeitet: 2024-01-30 07:22

Hier ist ein weiteres nutzloses, aber cool aussehendes "Must-Build"-Gadget für jeden romantischen Geek. Lassen Sie mich einen PIC-Mikrocontroller-basierten Drei-Achsen-Laser-Spirograph vorstellen. … Überprüfen Sie den Link unten, wenn Sie mehr Muster sehen möchtenLasermuster-Galerie …

Schritt 1: Sachen sammeln

Das Design ist recht einfach und verwendet normale Teile und Komponenten, aber Sie können es nach Belieben ändern / modifizieren. Beim ersten Prototyp habe ich DVD-Rohlinge als reflektierendes Material verwendet, aber später entdeckte ich einen praktischeren Weg. Die Technologie zur Herstellung von FS-Spiegeln wird in meinem Artikel beschriebenDIY Front Surface Mirror Ursprünglich bin ich ein sehr fauler Mann, daher habe ich den programmierten Mikrocontroller PIC18F1220 (kann durch PIC18F1320 ersetzt werden) für Routineaufgaben ausgewählt. PIC implementiert 3-Kanal-PWM-Generator. Eigentlich ist es die gleiche Engine wie die, die ich in meinem IKEA Light-Projekt verwendet habe, nur der Code wird für PIC18 übernommen. PWM-Signal schaltet MOSFET-Transistor 2N7000 (Id 200mA) um. Der Spiegelaktor ist als Last an den MOSFET angeschlossen. Als Spiegelaktuator habe ich einen 5V 200mA CPU-Lüfter verwendet. Es ist einfach, den Spiegel auf seiner flachen Seite zu montieren. Gerät akzeptiert 5V und 12V Lüfter mit einem maximalen Strom von 200mA. Spannung wird per Jumper ausgewählt. Der grüne Laserpointer hat eine Nennspannung von 3 V, daher habe ich einen LM317-basierten Spannungsregler mit einstellbarem Ausgang hergestellt. Günstiges 5 mW grünes Lasermodul: https://www.dealextreme.com/details.dx/sku.10094~r.32746761 Was sonst? wirst du brauchen? Dutzende von Widerständen und Kondensatoren, Potentiometer, Kippschalter, Strombuchse, Prototyping-Platine, Box in der richtigen Größe und Netzteil.

Schritt 2: Gehirn

Der elektronische Schaltplan ist einfach und kann auf einem Prototyping-Board zusammengebaut werden, aber ein echter Mann macht sich immer Probleme, also habe ich PCB gemacht.

Es gibt zwei Arbeitsmodi, die per Kippschalter ausgewählt werden: manuell und automatisch. Im manuellen Modus steuert der Bediener jeden Motor einzeln durch Drehen des entsprechenden Potentiometers, das mit dem analogen Eingang des Mikrocontrollers verbunden ist. PIC liest ständig analoge Eingänge und modifiziert das PWM-Signal, sodass der Arbeitswert proportional zur Spannung am analogen Eingang ist. Im automatischen Modus verwendet der Mikrocontroller einen Pseudozufallsalgorithmus, um den Betriebswert für jeden Motor zu berechnen. Der aktuelle Arbeitswert wird im internen EEPROM gespeichert und als Anfangsdaten für die nächste Berechnung verwendet, so dass der Mikrocontroller für lange Zeit eine Folge von sich nicht wiederholenden einzigartigen Mustern erzeugt. Die meisten Zeiger haben eine Nennspannung von 3 V bis 4,5 V, stellen Sie also sicher, dass Sie die Ausgangsspannung anpassen, bevor Sie den Laser anschließen. Das Board ist klein, sodass Sie keine Halterungen benötigen, um es zu befestigen. Töpfe halten es perfekt. AKTUALISIERUNGSHINWEIS !!! Da meinem Lieferanten PIC18F1220 ausgegangen ist, musste ich PIC18F1320 im neuen Design verwenden. Es ist ein pin-kompatibler Chip mit erhöhter Speicherkapazität, aber er funktioniert NICHT mit alten HEX-Dateien, also pass auf. Ich behalte die PIC18F1220-Version als separate Datei. Hier sind einige Notizen von der Bank: - Schema; - Stückliste; - HEX (PIC18F1320-Version); - Leiterplatte; - PCB im AutoCAD-Format - Quellcode für CCS-Compiler. Dokumentations-Zip-Datei Zum Programmieren des Chips verwende ich den USB-ICD2-Programmierer (von eBay gekauft) und MPLAB IDE (kostenlose Software von Microchip.com). Die Leiterplatte enthält einen Standard-ICSP-Port von Microchip (5-Pin-Header) für Programmierzwecke. Der Chip kann auch von jedem Sockelprogrammierer mit geeigneter Software programmiert werden, die PIC18 unterstützt. Montage der Controllerplatine (hochauflösende Anleitung):https://www.flickr.com/photos/22144851@N03/sets/72157604945292921/ … Für Anfänger und Vielbeschäftigte, programmierter Chip, PCB, komplettes Kit oder bestückte Platine auf Anfrage erhältlich. … Einige Bastler bevorzugen vielleicht einen vereinfachten analogen PWM-Controller auf Basis des 556-Timers.

Schritt 3: Spirograph-Controller V2

AKTUALISIERTE VERSION!!! Die neue Controller-Platine wurde mit SMT-Komponenten komplett überarbeitet. Der 5-V-Schaltspannungsregler macht einen Kühlkörper überflüssig. Als Ergebnis ist der Controller 1,5-mal kleiner geworden, was die Möglichkeit bietet, eine echte Taschenversion des Spirographen zu erstellen. Eingebetteter Spannungsregler für Lasermodul mit geringer Leistung liefert Leistung innerhalb von 2 - 4 V. Der Controller unterstützt 5V- und 12V-Lüfter. Die Lüfterspannung kann durch Drahtbrücken an Bord eingestellt werden. Zusammen mit den automatischen und manuellen Betriebsmodi kann der modifizierte Controller Ihre Lieblingsmuster mit nur einem Tastendruck im internen Speicher speichern und als Diashow wiedergeben. Der neue Controller kann bis zu 80 benutzerdefinierte Muster speichern und als endlose Sequenz wiedergeben. Die Zeit zum Anzeigen eines einzelnen Musters kann zwischen 3 und 60 Sekunden variieren. Außerdem gibt es einen manuellen Modus, wenn das nächste Muster in der Sequenz von einem Benutzer ausgelöst wird. Beschreibungen neuer Steuerelemente. Schalter: PROG/CYCLE - wählt die Betriebsart PROGRAM (manuell) oder CYCLE (automatisch). RAND/MEM - wählt ein Unterprogramm zum Generieren von Zufallsmustern oder zum Lesen gespeicherter Muster aus dem internen Speicher. CONT/STEP - wählt den CONTINUOUS- oder STEP-Modus zur Anzeige der Musterfolge. Dieser Schalter ist nur im MEM-Modus aktiv. Taste STEP/MEM: - Im PROG- oder CYCLE/RAND-Modus schreibt die Taste das aktuelle Muster in den internen Speicher. Gespeicherte Muster können als Diashow im CYCLE/CONT-Modus angezeigt werden. - Im Modus CYCLE/MEM/STEP durchläuft die Taste die Sequenz gespeicherter Muster. Wenn die Taste während des Einschaltens gedrückt gehalten wird, wird der gesamte interne Speicher gelöscht. POT A: - im PROG-Modus definiert die Geschwindigkeit von Motor 1. - im CYCLE/MEM/CONT-Modus definiert das Zeitintervall (von 3 bis 60 Sek.) für die Anzeige einzelner Muster aus der Sequenz. POT B: - im PROG-Modus bestimmt die Drehzahl von Motor 2. POT C: - im PROG-Modus definiert die Drehzahl von Motor 3. Beschreibung des Betriebs. Es gibt zwei Arbeitsmodi: PROGRAMM (manuell) und ZYKLUS (automatisch). Im PROGRAMM-Modus hängt das angezeigte Muster von den Positionen der Potentiometer ab. Das aktuelle Muster kann durch Drücken der Taste MEM im internen Speicher gespeichert werden. Nachdem 80 Muster gespeichert wurden, ersetzt jedes neue Muster das älteste Muster. Um den Speicher zu löschen, halten Sie die MEM-Taste während des Einschaltens gedrückt. Im CYCLE-Modus zeigt das Gerät eine endlose Musterfolge an. Im CYCLE/RAND-Modus werden Muster zufällig von der Software generiert. Die Anfangspositionen der Töpfe bestimmen die Form des ersten Musters der Reihe nach. Das aktuelle Muster kann durch Drücken der Taste MEM im internen Speicher gespeichert werden. Im CYCLE/MEM/CONT-Modus liest das Gerät kontinuierlich Muster zur Anzeige aus dem internen Speicher. Das Zeitintervall für die Anzeige eines einzelnen Musters hängt von der Position von POT A ab und kann von 3 bis 60 Sekunden variieren. Im Modus CYCLE/MEM/STEP wird das Lesen des nächsten Musters aus dem Speicher durch die Taste STEP ausgelöst.

Alle technischen Hinweise wie - Schaltplan; - Leiterplatte im PDF-Format; - Stückliste; - HEX-Datei für PIC18F1320; - C-Quellcode für den CCS-Compiler.kann hier heruntergeladen werden Auf Anfrage kann ich für dieses Projekt zusammengebaute SMT-Controller, Spiegel und anderes Material bereitstellen.

Schritt 4: Anbringen des Spiegels am Motor

UPDATE!!!---Neues Tutorial "Wie man Acrylspiegel ausbalanciert". www.instructables.com/id/How-to-mount-and-balance-mirrors-for-spirograph-pr/---Acrylspiegel ist sehr leicht, so dass doppelseitiges Klebeband aus Schaumstoff funktioniert. Stück 1/2 x 1/2 funktioniert gut. Sie können dickes Papier als Keil zum Kippen des Spiegels verwenden. Setzen Sie es zwischen Spiegel und Motor ein. In meinem Setup beträgt die Neigung 2-3 Grad. Es ergibt sich ein 6' breites Muster in einem Abstand von 18'. Es ist unmöglich, den Spiegel in Bezug auf die Motorwelle richtig zu zentrieren, und selbst ein geringfügiger Versatz verursacht bei hoher Geschwindigkeit Vibrationen und Geräusche. Daher habe ich einige Tricks zum Spiegelausgleich entwickelt. Stellen Sie sicher, dass Ihre Schutzbrille noch an. WARNUNG!!! Diese Methode funktioniert nur für Acryl- / Kunststoffspiegel !!!Zuerst habe ich versucht, sich drehenden Spiegel mit einer Feile zu formen, aber der Lüfter ist ein Gerät mit niedrigem Drehmoment, so dass auch leichter Druck mit dem Werkzeug den Motor zum Stillstand bringt. Seit Idee mit Drehteil und festes Werkzeug ist fehlgeschlagen, ich habe den umgekehrten Ansatz versucht - Dremel mit 1/2" Schleiftrommel gegen bewegungslosen Spiegel, und das hat wirklich funktioniert. Einige Ratschläge für Leute, die folgen wollen. Motor mit Spiegel muss ausgeschaltet sein. Wählen Sie Schleifband mit grobem Körnung. Dremel auf minimale Geschwindigkeit einstellen. Dremel so halten, dass die Achsen von Werkzeug und Motorwelle parallel sind. Schleiftrommel langsam an den Rand des Spiegels bringen und dagegen drücken. Nicht viel Druck ausüben. Das rotierende Werkzeug dreht den Spiegel und feilt ihn an Nehmen Sie sich Zeit, gehen Sie einfach und wenn Sie genug Geduld haben, erhalten Sie einen perfekten runden Spiegel, der glatt und leise läuft.

Schritt 5: Paralleles optisches Setup

Klassisches Setup. Motoren werden auf parallelen Linien platziert. Ich habe einen Trick entwickelt. Ich benutze doppelseitiges Klebeband, um den Motor an der Basis zu befestigen, und nach allen Einstellungen befestige ich den Motor mit Heißkleber. Die Einstellung ist einfach. Starten Sie die Motoren und richten Sie den Strahl so aus, dass er bei maximaler Auslenkung im Spiegelbereich bleibt. Als Unterstützung für den Zeiger verwende ich Stück Holz und etwas Heißkleber. Günstig und schnell.

Schritt 6: Quadratisches optisches Setup

Quadratischer optischer Aufbau. Mir gefällt es besser. Motoren bilden ein Quadrat ohne eine Seite. Mit diesem Design können wir ein kompakteres Gerät herstellen. Alles andere ist das gleiche wie im vorherigen Schritt.

Schritt 7: Lassen Sie uns ein kleines Haus bauen

Es ist eine gute Angewohnheit, Staub vom optischen Personal fernzuhalten, daher benötigt unser Gerät ein hermetisches Gehäuse. Ich hatte eine Hammond 7x4x2-Box herumliegen, also habe ich sie ins Geschäft gebracht. Da wir die optische Konfiguration und den Strahlengang festgelegt haben, können wir Fenster markieren und ausschneiden. Dann erhalten Sie ein quadratisches Stück transparentes Acryl und kleben Sie es an seinen Platz. Als nächstes bohren Sie ein weiteres Loch für die Strombuchse, kleben Sie es, verbinden Sie es mit der Platine und wir sind fertig.

Schritt 8: Gut gemacht

Nicht schlecht, nicht schlecht, aber ich würde etwas Scharfes hinzufügen.

…Aluminium-Frontplatte und geheime Militärtechnologie der Wärmetonerübertragung!!! Das macht einen echten Unterschied. Jetzt bin ich glücklich.

Schritt 9: Laser Spirograph V2 abgeschlossen

Neue Version des PIC-basierten Laser-Spirographen. Um das Gerät kompakter zu machen, habe ich das Design geändert, indem ich einen weiteren Spiegel hinzugefügt habe. Jetzt nehmen optische Komponenten weniger Platz ein und alle Teile können in eine Standard-Hammond-Projektbox von 4" x 4" x 2,5" eingebaut werden. Aluminium-Frontplatte und Hintergrundbeleuchtung sind optional.