Show de laser para o homem pobre: 9 etapas (com fotos)

2024 Autor: John Day | [email protected]. Última modificação: 2024-01-30 11:40

Aqui está outro gadget inútil, mas de aparência legal "obrigatória" para todo geek romântico. Deixe-me apresentar o espirógrafo a laser de três eixos baseado em microcontrolador PIC. … Verifique o link abaixo se você quiser ver mais padrões Galeria de padrões de laser…

Etapa 1: reunindo coisas

O design é bastante simples e emprega peças e componentes regulares, mas você é livre para alterá-lo / modificá-lo da maneira que desejar. No primeiro protótipo usei o DVD virgem como material reflexivo, mas depois descobri uma maneira mais prática. A tecnologia de fazer espelho FS é descrita em meu artigoDIY Front Surface Mirror Originalmente sou um homem muito preguiçoso, então escolhi o microcontrolador PIC18F1220 programado (pode ser substituído pelo PIC18F1320) para lidar com o trabalho de rotina. PIC implementa gerador PWM de 3 canais. Na verdade, é o mesmo motor que usei no meu projeto de luz IKEA, apenas o código é adotado para PIC18. O sinal PWM alterna o transistor MOSFET 2N7000 (Id 200mA). O atuador de espelho está conectado como carga ao MOSFET. Como atuador de espelho, usei ventilador de refrigeração de CPU 5V 200mA. É fácil montar o espelho em seu lado plano. O dispositivo aceita ventoinhas de 5 V e 12 V com corrente máxima de 200 mA. A tensão é selecionada por jumper. O ponteiro laser verde é avaliado em 3 V, então eu fiz um regulador de voltagem baseado em LM317 com saída ajustável. Módulo laser verde de 5mW de baixo custo: https://www.dealextreme.com/details.dx/sku.10094~r.32746761 O que mais você vai precisar? Dezenas de resistores e capacitores, potenciômetros, chave seletora, tomada de força, placa de prototipagem, caixa de tamanho adequado e fonte de alimentação.

Etapa 2: cérebro

O esquema eletrônico é simples e pode ser montado em uma placa de prototipagem, mas o homem real sempre cria problemas para si mesmo, então fiz o PCB.

Existem dois modos de trabalho, selecionados por chave seletora: manual e automático. No modo manual, o operador controla cada motor individualmente girando o potenciômetro correspondente conectado à entrada analógica do microcontrolador. O PIC lê constantemente as entradas analógicas e modifica o sinal PWM para que o valor do dever seja proporcional à tensão na entrada analógica. No modo automático, o microcontrolador emprega um algoritmo pseudo-aleatório para calcular o valor do serviço para cada motor. O valor do dever atual é armazenado na EEPROM interna e usado como dados iniciais para o próximo cálculo, de forma que o microcontrolador irá gerar uma sequência de padrões únicos não repetitivos por um longo tempo. A maioria dos ponteiros são classificados de 3 V a 4,5 V, portanto, certifique-se de ajustar a tensão de saída antes de conectar o laser. A placa é pequena, então você não precisa de suportes para fixá-la. Os potes vão segurá-lo perfeitamente. NOTA DE ATUALIZAÇÃO !!! Como meu fornecedor ficou sem PIC18F1220, tive que usar o PIC18F1320 no novo design. É um chip compatível com pinos com capacidade de memória aumentada, mas NÃO funcionará com arquivos HEX antigos, então preste atenção. Eu mantenho a versão PIC18F1220 como um arquivo separado. Aqui estão algumas notas do banco: - esquemático; - BOM; - HEX (versão PIC18F1320); - PCB; - PCB no formato AutoCAD - código-fonte para o compilador CCS. Arquivo zip de documentação Para programar o chip, eu uso o programador USB ICD2 (comprei do eBay) e MPLAB IDE (software gratuito da Microchip.com). PCB contém porta ICSP Microchip padrão (cabeçalho de 5 pinos) para fins de programação, também o chip pode ser programado por qualquer programador de soquete com software adequado que suporte PIC18. Montagem da placa controladora (guia de alta resolução): https://www.flickr.com/photos/22144851@N03/sets/72157604945292921/… Para iniciantes e pessoas ocupadas, chip programado, PCB, kit completo ou placa montada disponível mediante solicitação. … Alguns amadores podem preferir um controlador PWM analógico simplificado baseado no temporizador 556.

Etapa 3: Spirograph Controller V2

VERSÃO ATUALIZADA!!! A nova placa controladora foi completamente redesenhada com o uso de componentes SMT. O regulador de tensão de comutação 5V elimina a necessidade de dissipador de calor. Como resultado, o controlador ficou 1,5 vezes menor e isso oferece a possibilidade de fazer uma versão verdadeiramente de bolso do espirógrafo. Regulador de tensão embutido para módulo de laser de baixa potência fornece energia entre 2 - 4V. O controlador suporta ventiladores de 5 V e 12 V. A tensão do ventilador pode ser definida por jumpers de fio a bordo. Junto com os modos automático e manual de operação, o controlador modificado tem a capacidade de armazenar seus padrões favoritos na memória interna com apenas pressionar um botão e reproduzi-los como uma apresentação de slides. O novo controlador pode armazenar até 80 padrões definidos pelo usuário e reproduzi-los como uma sequência infinita. O tempo de exibição de um único padrão pode variar de 3 a 60 segundos. Também existe o modo manual quando o próximo padrão na sequência é disparado por um usuário. Descrições de novos controles. Interruptores: PROG / CYCLE - seleciona o modo de operação PROGRAM (manual) ou CYCLE (automático). RAND / MEM - seleciona a sub-rotina para gerar padrão aleatório ou ler padrões armazenados da memória interna. CONT / STEP - seleciona o modo CONTINUOUS ou STEP para mostrar a sequência de padrões. Esta chave está ativa apenas no modo MEM. Botão STEP / MEM: - nos modos PROG ou CYCLE / RAND, o botão grava o padrão atual na memória interna. Os padrões armazenados podem ser exibidos como apresentação de slides no modo CICLO / CONT. - no modo CYCLE / MEM / STEP, o botão percorre a sequência de padrões armazenados. Se o botão for mantido pressionado durante a inicialização, toda a memória interna será apagada. POT A: - no modo PROG define a velocidade do motor 1. - no modo CYCLE / MEM / CONT define o intervalo de tempo (de 3 a 60 segundos) para mostrar o padrão único da sequência. POT B: - no modo PROG define a velocidade do motor 2. POT C: - no modo PROG define a velocidade do motor 3. Descrição da operação. Existem dois modos de funcionamento: PROGRAMA (manual) e CICLO (automático). No modo PROGRAMA, o padrão exibido depende das posições dos potenciômetros. O padrão atual pode ser salvo na memória interna pressionando o botão MEM. Depois que 80 padrões forem armazenados, cada novo padrão substituirá o padrão mais antigo. Para limpar a memória, pressione e segure o botão MEM durante a inicialização. No modo CYCLE, a unidade exibe uma sequência infinita de padrões. No modo CYCLE / RAND, os padrões são gerados aleatoriamente pelo software. As posições iniciais dos vasos determinam a forma do primeiro padrão na sequência. O padrão atual pode ser salvo na memória interna pressionando o botão MEM. No modo CYCLE / MEM / CONT, a unidade lê continuamente os padrões para exibir da memória interna. O intervalo de tempo para exibir um padrão único depende da posição do POT A e pode variar de 3 a 60 segundos. No modo CYCLE / MEM / STEP, a leitura do próximo padrão da memória é acionada pelo botão STEP.

Todas as notas técnicas, tais como - esquemático; - PCB em formato PDF; - BOM; - Arquivo HEX para PIC18F1320; - O código-fonte C para o compilador CCS. Pode ser baixado aqui. Mediante solicitação, posso fornecer o controlador SMT montado, espelhos e outras coisas para este projeto.

Etapa 4: fixando o espelho ao motor

ATUALIZAÇÃO !!! --- Novo tutorial "Como equilibrar espelhos de acrílico". www.instructables.com/id/How-to-mount-and-balance-mirrors-for-spirograph-pr/--- O espelho acrílico é muito leve, então a fita adesiva de espuma dupla face fará o trabalho. Peça 1/2 x 1/2 está funcionando bem. Você pode usar papel grosso como uma cunha para inclinar o espelho. Insira-o entre o espelho e o motor. Na minha configuração, a inclinação é de 2-3 graus. Ele resulta em um padrão de 6 'de largura a uma distância de 18'. É impossível centralizar o espelho corretamente em relação ao eixo do motor e mesmo um pequeno deslocamento causará vibração e ruído em alta velocidade, então desenvolvi alguns truques para balanceamento de espelho. ainda ligado. AVISO !!! Este método funcionará apenas para espelhos de acrílico / plástico !!! No começo eu tentei moldar um espelho giratório com uma lima, mas o ventilador é um dispositivo de baixo torque, então mesmo uma leve pressão com a ferramenta forçou o motor a parar totalmente. Desde a ideia com a parte giratória e a ferramenta fixa falhou, tentei a abordagem oposta - Dremel com tambor de lixa de 1/2 "contra espelho imóvel, e isso realmente funcionou. Alguns conselhos para quem deseja seguir. O motor com espelho deve estar desligado. Selecione a faixa de lixa com grosso areia. Ajuste a Dremel para a velocidade mínima. Mantenha a Dremel que os eixos da ferramenta e o eixo do motor estejam paralelos. Leve lentamente o tambor de lixa até a borda do espelho e pressione contra ele. Não coloque muita pressão. A ferramenta giratória irá girar o espelho e lixá-lo ao mesmo tempo. Não tenha pressa, vá com calma e, se tiver paciência suficiente, obterá um espelho redondo perfeito que correrá suave e silenciosamente.

Etapa 5: configuração óptica paralela

Configuração clássica. Os motores são colocados em linhas paralelas. Eu desenvolvi um truque. Eu uso fita adesiva dupla-face para prender o motor à base e, após todos os ajustes, seguro o motor no lugar com cola quente. O ajuste é simples. Inicie os motores e aponte o feixe para que fique dentro da área do espelho na deflexão máxima. Como suporte para o ponteiro, eu uso pedaço de madeira e um pouco de cola quente. Barato e rápido.

Etapa 6: configuração óptica quadrada

Configuração óptica quadrada. Eu gosto mais. Os motores formam quadrados sem um lado. Usando este design, podemos fazer um dispositivo mais compacto. Todo o resto é igual ao passo anterior.

Etapa 7: vamos construir uma casa minúscula

É um bom hábito manter a poeira longe da equipe ótica, então nosso dispositivo precisa de um invólucro hermético. Eu tinha uma caixa Hammond 7x4x2 por aí, então a coloquei em funcionamento. Como determinamos a configuração ótica e o caminho do feixe, podemos marcar e cortar a janela. Em seguida, pegue um pedaço quadrado de acrílico transparente e cole-o em seu lugar. Em seguida, faça mais um furo para o conector de força, cole-o, conecte-o à placa e pronto.

Etapa 8: Muito bem

Nada mal, nada mal, mas eu acrescentaria algo picante.

… Placa frontal de alumínio e tecnologia militar secreta de transferência de toner de calor !!! Isso faz muita diferença. Agora estou feliz.

Etapa 9: Espirógrafo a laser V2 concluído

Nova versão do espirógrafo a laser baseado em PIC. Para tornar o dispositivo mais compacto, modifiquei o design adicionando mais um espelho. Agora os componentes ópticos ocupam menos área e todas as peças podem ser encaixadas na caixa de projeto Hammond padrão de 4 "x 4" x 2,5 ". Placa frontal de alumínio e iluminação de fundo são opcionais.