Billig laserprojektor

Projektorfördelar:

• Scanning utförs med hjälp av speglar i X och Y.
  
• 2x 35 mm stegmotor med 0,9 graders steg - 400 steg/varv. - 5 V.
  
• Automatisk spegelkalibrering.
  
• Fjärrkontroll (via bluetooth tillval).
  
• Autoläge.
  
• Fjärrkontrollapplikation med grafiskt gränssnitt.
  
• Öppen källa.

Laserprojektorer kan delas in i två huvudkategorier. Antingen använder de diffraktionsglas/folie för att projicera mönstret, eller så har de ett system som flyttar laserstrålen i XY-riktningarna, det vill säga det klassiska svepet av CRT-TV-apparater. Det andra alternativet har alltid stora fördelar eftersom du kan programmera mönstret som ska projiceras. Medan laserstrålen i det första fallet projicerar en statisk bild, i det andra består lasern fortfarande av en enda stråle som rör sig mycket snabbt och därigenom ritar bilden. Om laserstrålen rör sig mycket snabbt, uppfattar vi bilden som en helhet.Vanligtvis görs denna skanning med två vinkelräta speglar, som var och en kan flytta laserstrålen längs sin egen axel. Genom att kombinera kommer vi att kunna placera balken var vi vill.

Professionella projektorer använder vanligtvis galvanometriska skannrar. De kan placera laserstrålen på 60 000 olika platser på 1 sekund. Detta skapar en verkligt mjuk projektion utan stroboskopeffekt. Sådana projektorer är dock mycket dyra. Jag använde stegmotorer i min projektor. De är naturligtvis inte lika snabba, men de är billiga.

Lasern ritar designen genom att rotera längs linjerna om och om igen med en mycket hög hastighet. Ibland finns det flera delar av en mall som inte är relaterade till varandra. I det här fallet separeras varje bokstav, men när lasern rör sig från en bokstav till en annan skapar den en oönskad linje. Detta kan lösas genom att stänga av lasern under en kort period. Hela tanken är att lasern växlar när den går från den ena till den andra. Detta görs med hjälp av en höghastighetsstyrenhet som måste synkroniseras med skanningssystemet.
Enkelt uttryckt roterar stegmotorer med en given synkroniseringshastighet och passerar genom hela projektionsområdet. Och lasern stängs av och på växelvis och projicerar de önskade områdena.

I listan nedan kan du hitta komponenterna jag använde och länkar till butiken där jag köpte dem.

• Arduino Uno - AliExpress
  
• Adafruit Motor Shield V2- AliExpress
  
• Lasermodul grön - AliExpress
  
• 2x 35mm stegmotor 0,9° - 400 steg/varv. - 5 V - AliExpress
  
• Ljusdiod 3 bitar - AliExpress
  
• Modul HC-06 Bluetooth seriell modul - AliExpress
  
• Fotodiod - AliExpress
  
• Transistor BC547B - AliExpress
  
• 2K variabelt motstånd i två delar - AliExpress
  
• Switch - AliExpress
  

Och så några material och verktyg som du kommer att behöva.

• Spegeln är tvåvägs (den bästa metallspegeln, som hårddisk).
  
• Aluminiumplåt (eller järn).
  
• Varmt lim.
  
• Ledningar.
  
• Tång.
  
• Borra.
  
• Fördelningslåda.
  

Projektor montering

Låt oss börja montera "hjärtat" av vår projektor - sidan av strålsvepet. För att göra detta måste vi använda metallsax för att skära ett "L"-format stativ för stegmotorer från en aluminiumplåt (eller från tenn).
Vi borrar ett hål och installerar stegmotorer. Stegmotorer måste vara strikt vinkelräta, men förskjutna i höjdled.

Vi gör speglar.

För att göra spegelelement måste vi ta en disk från en trasig hårddisk. Varför inte en enkel spegel? - du frågar. En enkel spegel fungerar inte, eftersom den bara speglas på ena sidan, och som du säkert kommer ihåg roterar speglarna i projektorn i en cirkel. Du kan också använda vanliga laserskivor, men de reflekterar inte lika bra och en del av ljusstyrkan går förlorad.
Hårddisken behöver skäras, helst med en kvarn.
Vi limmar de resulterande speglarna med varmt lim på stegmotorerna.

Elektronik

Projektorn styrs av en Arduino Uno plus en stegmotorförare från samma företag. Styrningen sker via Bluetooth, men det kan även göras direkt via en uart-adapter.
För dem som minst en gång har arbetat med Arduino, tror jag att det inte finns något behov av att förklara hur man kopplar vad, men för de som inte har arbetat, ser jag inte poängen.
Laserdioden drivs även genom en Arduino med ljusstyrkajustering. Dessutom kommer jag att visa dig var fotodioden är ansluten. Denna fotodiod behövs för initial kalibrering av projektorn.Den är installerad vinkelrätt mot den övre motorn, var uppmärksam på hålet ovanför den nedre motorn.

Kalibrering

Efter att du har monterat och felsökt allt måste du kalibrera projektorn. För att göra detta kommer vi att använda en fotodiod placerad i ett hål på centrumaxeln direkt ovanför X-axelns stegmotor.För att få mer exakta mätningar krävdes en variabel resistorkrets. Vid kalibrering läser vi värdena från fotodioden och när värdet överstiger ett visst värde (lasern lyser direkt in i den), stannar motorerna och återgår till sin ursprungliga position.
Kod, kalibreringsprogram.

pseudokod för kalibrering
// 1 steg = 0,9° / 400 steg = 360° = full rotation
laserOn();
för (int a=0; a<=400; a++) {
för (int b=0; b<=400; b++) {
photodiodeValue = readValue();
if (photodiodeValue >= photodiodeThreshold) {
laserOff();
återvända hem();
}
steg Y(1,1);
}
steg X(1,1);
}
laserOff();
misslyckad();

Slutmontering

Hela projektorn placerades i en kopplingsdosa av plast och skruvades åt med skruvar. Projektorn är portabel, koppla bara in strömkällan, vänd på strömbrytaren och du har din egen lasershow.

Laserkontrollapplikation

Kontrollapplikationen skapades i C# och låter dig växla mellan mallar, justera hastighet och se aktuella åtgärder.

Program och liknande kod med firmware

Du kan ladda ner den här.
Se till att du har .NET framework 4.5.2 installerat på din dator som krävs för att köra programmet.

Video av projektorn som fungerar

Originalartikel på engelska