Mashinaning yuragi (lazerli mikro projektor): 8 qadam (rasmlar bilan)

2024 Muallif: John Day | [email protected]. Oxirgi o'zgartirilgan: 2024-01-30 13:26

Bu ko'rsatma oldingi tajribaning ruhiy vorisi bo'lib, men 3D bosilgan qismlar va solenoidlardan ikkita o'qli oynali lazerli rulni yig'dim.

Bu safar men mayda -chuyda bo'lishni xohlardim va menga omad kulib boqdi, chunki men Internetdagi ortiqcha ilmiy rozetkadan tijorat maqsadlarida ishlab chiqarilgan rulni boshqarish modullarini topdim. Mening dizaynim Dalekka o'xshay boshladi, shuning uchun men g'oya bilan yugurdim va ikki dyuymli Dalekdan ilhomlangan bot yasadim, u sizga lazer otadi.

Lekin bu sizni yo'q qilmoqchi emas-bu sizga uning elektromekanik qalbidan muhabbat yuborishdir!

Agar sizga ushbu loyiha yoqsa, iltimos, Optika tanlovida unga ovoz bering!:)

1 -qadam: Texas shtatidan kichik narsa

Mashinaning yuragi Texas Instruments kompaniyasining TALP1000B moduli bo'lib, u "ikki o'qli analog MEMS ko'rsatgich oynasi" sifatida tasvirlangan. Bu juda og'zaki, shuning uchun uni ajratib ko'rsataylik:

• Ikki o'qli: Bu shuni anglatadiki, qurilma gorizontal va vertikal o'qga egilishi mumkin.
• Analog: o'q bo'ylab egilish analog voltaj bilan boshqariladi, -5 dan 5 voltsgacha o'zgaradi.
• MEMS: Bu mikro elektr mexanik tizim degan ma'noni anglatadi va bu juda kichkina degan ma'noni anglatadi!
• Ko'rsatkichli oyna: Qurilmaning markazida gimbalsdagi oyna bor; ko'zgu har tomonga bir necha daraja yo'naltirilishi mumkin, bu unga bir necha darajali konusning istalgan joyiga lazer yo'naltirish imkonini beradi.

Ma'lumotlar varag'ini tez ko'rib chiqish, bu murakkab qism ekanligini ko'rsatadi. Bundan tashqari, to'rtta rul g'ildiragi, yorug'lik chiqaruvchi, to'rtta pozitsiya sensori va harorat sensori mavjud. Sensorlardan foydalanmasak ham, keyinroq TALP1000B shikastlangan ajoyib fotosuratlarini yaqinda ulashaman.

TALP1000B to'xtatildi, lekin siz uni topa olmaysiz, avvalgi yo'riqnomamda yozgan rejalarimdan foydalanib, siz o'zingizdan kattaroq lazerli ishora oynasini qurishingiz mumkin: tamoyillar bir xil, lekin siz hayot qurishingiz kerak. -uni joylashtirish uchun Dalekning kattaligi!

2 -qadam: materiallar ro'yxati

Loyiha uchun materiallar ro'yxati quyidagicha:

• Bir Texas Instruments TALP1000B (to'xtatilgan)
• Bitta Arduino Nano
• Bitta SparkFun dvigatel haydovchisi - ikkita TB6612FNG (sarlavhali)
• Bitta non paneli
• Bitta trimpot (1 ohm)
• 2,54 mm dan 2 mm gacha bo'lgan to'rtta o'tish simlari
• Sarlavhalar 0,1 dyuym (2,54 mm)
• 3D printer va filament
• Qizil lazer ko'rsatkichi

TALPB modulini topish eng qiyin. Menga omad kulib boqdi va bir nechtasini ilmiy ortiqcha do'konda oldim.

Siz hali ham TALPB -ni Internetda juda yuqori narxlarda topishingiz mumkin, lekin men quyidagi sabablarga ko'ra ularga ko'p pul sarflashni tavsiya etmayman:

• Ular kulgili darajada mo'rt, agar siz ularni buzsangiz, sizga bir nechta kerak bo'lishi mumkin.
• Ular 100 gigagertsli past rezonansli chastotaga ega, demak siz ularni miltillashsiz lazer shoulari uchun etarlicha tez haydab bo'lmaydi.
• Ularning yuzasi oltin bilan qoplangan, ya'ni u faqat qizil lazerlarni aks ettiradi. Bu qat'iyatlilik uchun zulmatli ekranli o'ta yorqin yashil yoki binafsha rangli lazerlardan foydalanishni istisno qiladi.
• Bu qismlarda pozitsion sensorlar mavjud bo'lsa -da, menimcha, Arduino ularni qandaydir pozitsion teskari aloqa bilan boshqarishga qodir emas.

Mening fikrimcha, bu qismlar nihoyatda kichik va aniq bo'lsa -da, ular sevimli mashg'ulot loyihalari uchun etarlicha amaliy ko'rinmaydi. Men hamjamiyatning o'z qo'llari bilan DIY dizaynini ishlab chiqishini ko'rishni afzal ko'raman!

3 -qadam: tanani yaratish

Men tanani OpenSCAD -da modellashtirdim va 3D -da chop etdim. Bu kesilgan konus, tepasida teshik, orqada TALB1000P modulini o'rnatish uchun uyasi va old tomonida katta bo'shliqli yorug'lik teshigi bor.

Siz lazerni yuqoridan yoritasiz va u old tomondan aks etadi. Bu 3D bosilgan korpus nafaqat ajoyib ko'rinishga ega, balki funksionaldir. U hamma narsani bir tekisda ushlab turadi va kulgili mo'rt TALB1000P moduliga ega. Dastlabki prototipni tashlab, TALB1000P modulini vayron qilganimdan keyin ushlashni osonlashtirish uchun tepaliklar va burmalar qo'shdim.

4 -qadam: Yurakni sindirishning ko'plab usullari

TALP1000B - juda nozik qism. Qisqa yiqilish yoki beparvo teginish qismni vayron qiladi (tasodifan unga tegib ketish men ikkinchi modulni qanday yo'q qilib yuborgan). Bu shunchalik mo'rtki, men hatto kuchli qarash ham uni o'ldirishi mumkin deb o'ylayman!

Agar jismoniy xavflar etarli bo'lmasa, ma'lumotlar varaqasi qo'shimcha xavfni ko'rsatadi:

Sinusoidal qo'zg'aysan kuchlanishini ishga tushirish yoki to'xtatish vaqtida to'xtashni to'xtatishni oldini olish uchun ehtiyot bo'ling. Agar 50 gigagertsli qo'zg'alish quvvati 50 gigagertsli katta aylanani (4 dan 5 gradusgacha mexanik harakat) ishlab chiqaradigan kuchlanishga o'rnatilsa, oyna minglab soat muammosiz ishlaydi. voltaj chiqishi muhim bo'lgan vaqtda, u holda oynaning rezonansini qo'zg'atadigan va juda katta burilish burchagiga olib keladigan kuchlanish aylanishi sodir bo'ladi (oynani aylanishni to'xtatish vazifasini bajaradigan sopol plataga urish uchun etarli). Bunga yo'l qo'ymaslik uchun ikkita yo'l bor: a) faqat haydovchi voltaji nolga yaqin bo'lganida (yuqoridagi rasmda ko'rsatilgan) quvvatni yoqish yoki o'chirish, b) sinus haydovchining kuchini o'chirishdan oldin amplitudasini kamaytirish.

Shunday qilib, hatto kuchsiz quvvatni o'chirish ham uni buzishi mumkin. Voy!

5 -qadam: yurak stimulyatori davri

Men uchun ishlab chiqarilgan haydovchi sxemasi Arduino Nano va ikki kanalli dvigatel haydovchisidan iborat.

Dvigatel haydovchilari dvigatellar uchun ishlab chiqarilgan bo'lsa -da, ular magnit rulonlarni osonlikcha boshqarishi mumkin. Magnit lasanga ulanganida, haydovchining oldinga va teskari funktsiyalari g'altakning oldinga yoki teskari yo'nalishda quvvatlanishiga olib keladi.

TALP1000B -dagi rulonlarning ishlashi uchun 60mA gacha bo'lgan kuchlanish talab qilinadi. Bu Arduino ta'minlay oladigan maksimal 40mA dan yuqori, shuning uchun haydovchidan foydalanish juda muhim.

Men o'z dizaynimga trim pot qo'shdim va bu menga chiqish signalining amplitudasini boshqarishga imkon beradi. Ma'lumotlar varaqasi meni ogohlantirgan rezonanslardan saqlanish uchun, kontaktlarning zanglashini o'chirishdan oldin, haydovchi kuchlanishlarini nolga tushirishga imkon beradi.

6 -qadam: ishlamaydigan haydovchi … va u ishlaydi

Mening sxemam silliq to'lqin shaklini chiqarayotganini tekshirish uchun men sinus to'lqinni X o'qida va kosinusni Y o'qida chiqarish uchun test dasturini yozdim. Men haydovchining har bir chiqishini 220 ohmli rezistorli ketma-ket ikki qutbli LEDlarga uladim. Ikki qutbli LED-bu oqim bir tomonga oqganda bir rangni, teskari yo'nalishda esa boshqa rangni yorituvchi ikki terminalli LEDning maxsus turi.

Bu sinov qurilmasi menga ranglarning o'zgarishini kuzatish va rangning tez o'zgarishiga yo'l qo'ymaslik imkonini berdi. Yaratgandan so'ng, men bir vaqtning o'zida rangi o'chib ketganda va boshqa rang yo'qolguncha yorqin porlashni ko'rdim.

Muammo shundaki, men haydovchi sifatida L9110 chipidan foydalanganman. Bu haydovchining PWM tezlik pimi va yo'naltiruvchi pimi bor, lekin PWM tezligini boshqarish signalining oldinga yo'nalishdagi ish aylanishi teskari yo'nalishdagi vazifa tsikliga teskari.

Yo'nalish biti oldinga siljiganida nolni chiqarish uchun sizga 0% PWM ish tsikli kerak; lekin yo'nalish biti teskari bo'lsa, nol chiqishi uchun sizga 100% PWM ish tsikli kerak bo'ladi. Bu shuni anglatadiki, yo'nalish o'zgarganda chiqish nol bo'lib qolishi uchun siz yo'nalishni ham, PWM qiymatini ham birdaniga o'zgartirishingiz kerak-bu bir vaqtning o'zida sodir bo'lmaydi, shuning uchun siz buni qanday tartibda qilsangiz ham, manfiydan ikkinchisiga o'tish paytida siz kuchlanishning ko'tarilishini olasiz. nol orqali ijobiy.

Bu men ko'rgan miltillashlarni hisobga oldi va test davri meni boshqa TALB1000B modulini yo'q qilishdan qutqardi!

SparkFun dvigateli kunni qutqaradi

L9110 -ni hech qanday yo'l yo'qligini bilib, men SparkFun dvigatelini - Dual TB6612FNG -ni (men ilgari "Instructable! Woot!" Da) baholab ko'rishga qaror qildim.

Ushbu chipda, 0% tezlikni boshqarish pimidagi PWM, chiqish yo'nalishidan qat'i nazar, 0% ga boshqarilishini bildiradi. TB6612FNG-da ikkita yo'nalishni boshqarish pimi bor, ular yo'nalishni teskari burish uchun aylantirilishi kerak, lekin PWM pinini nol ish tsiklida bo'lsa, buni In1 va In2 ikkalasi ham yuqori bo'lgan oraliq holat orqali amalga oshirish xavfsizdir. drayverni "qisqa tormoz" oraliq rejimiga o'tkazadi, bu esa rulonlarni har qanday tarzda quvvatlantiradi.

TB6612FNG yordamida kutupluluğun noldan o'tib ketishiga hech qanday miltillashsiz erishdim. Muvaffaqiyat!

7 -qadam: Arduino eskizini ishga tushirish va ishlash testlari

Optika tanlovida ikkinchi o'rinni egalladi