Spectacle laser pour Poor Man : 9 étapes (avec photos)

2024 Auteur: John Day | [email protected]. Dernière modifié: 2024-01-30 09:10

Voici un autre gadget "à construire" inutile mais cool pour tous les geeks romantiques. Permettez-moi de vous présenter le spirographe laser à trois axes basé sur un microcontrôleur PIC. … Vérifiez le lien ci-dessous si vous voulez voir plus de modèlesGalerie de modèles de laser…

Étape 1: Rassembler des trucs

La conception est assez simple et utilise des pièces et des composants réguliers, mais vous êtes libre de les changer/modifier à votre guise. Au début du prototype, j'ai utilisé un DVD vierge comme matériau réfléchissant, mais plus tard, j'ai découvert une manière plus pratique. La technologie de fabrication du miroir FS est décrite dans mon articleDIY Front Surface Mirror. À l'origine, je suis un homme très paresseux, j'ai donc choisi le microcontrôleur programmé PIC18F1220 (peut être remplacé par PIC18F1320) pour gérer le travail de routine. PIC implémente un générateur PWM à 3 canaux. En fait, c'est le même moteur que celui que j'ai utilisé dans mon projet d'éclairage IKEA, juste le code est adopté pour PIC18. Le signal PWM bascule le transistor MOSFET 2N7000 (Id 200mA). L'actionneur de miroir est connecté en tant que charge au MOSFET. En tant qu'actionneur de miroir, j'ai utilisé un ventilateur de refroidissement du processeur 5V 200mA. Il est facile de monter le miroir sur son côté plat. L'appareil accepte les ventilateurs 5V et 12V avec un courant maximum de 200mA. La tension est sélectionnée par cavalier. Le pointeur laser vert est évalué à 3 V, j'ai donc fabriqué un régulateur de tension basé sur le LM317 avec une sortie réglable. Module laser vert bon marché de 5 mW: https://www.dealextreme.com/details.dx/sku.10094~r.32746761 Quoi d'autre aurez-vous besoin ? Une douzaine de résistances et condensateurs, potentiomètres, interrupteur à bascule, prise d'alimentation, carte de prototypage, boîtier de taille appropriée et bloc d'alimentation.

Étape 2: Cerveau

Le schéma électronique est simple et peut être assemblé sur une carte de prototypage, mais le vrai homme se crée toujours des problèmes, alors j'ai fait un PCB.

Il existe deux modes de travail, sélectionnés par un interrupteur à bascule: manuel et automatique. En mode manuel, l'opérateur contrôle chaque moteur individuellement en tournant le potentiomètre correspondant connecté à l'entrée analogique du microcontrôleur. Le PIC lit en permanence les entrées analogiques et modifie le signal PWM afin que la valeur de service soit proportionnelle à la tension sur l'entrée analogique. En mode automatique, le microcontrôleur utilise un algorithme pseudo-aléatoire pour calculer la valeur de service pour chaque moteur. La valeur de service actuelle est stockée dans l'EEPROM interne et utilisée comme données initiales pour le prochain calcul afin que le microcontrôleur génère une séquence de modèles uniques non répétitifs pendant une longue période. La plupart des pointeurs sont évalués de 3V à 4,5V, alors assurez-vous d'ajuster la tension de sortie avant de connecter le laser. La planche est petite, vous n'avez donc pas besoin de supports pour la fixer. Les pots le retiendront parfaitement. NOTE DE MISE À JOUR !!! Comme mon fournisseur n'avait plus de PIC18F1220, j'ai dû utiliser PIC18F1320 dans un nouveau design. C'est une puce compatible avec les broches avec une capacité de mémoire accrue, mais elle ne fonctionnera PAS avec l'ancien fichier HEX, alors faites attention. Je garde la version PIC18F1220 en tant que fichier séparé. Voici quelques notes du banc: - schématique; - Nomenclature; - HEX (version PIC18F1320); - PCB; - PCB au format AutoCAD - code source pour le compilateur CCS. Fichier zip de documentation Pour programmer la puce, j'utilise le programmeur USB ICD2 (acheté sur eBay) et MPLAB IDE (logiciel gratuit de Microchip.com). Le PCB contient un port Microchip ICSP standard (en-tête à 5 broches) à des fins de programmation, la puce peut également être programmée par n'importe quel programmeur de socket avec un logiciel approprié prenant en charge PIC18. Assemblage de la carte contrôleur (guide haute résolution):https://www.flickr.com/photos/22144851@N03/sets/72157604945292921/ … Pour les débutants et les personnes occupées, puce programmée, PCB, kit complet ou carte assemblée disponible sur demande. … Certains amateurs peuvent préférer un contrôleur PWM analogique simplifié basé sur une minuterie 556.

Étape 3: Contrôleur Spirographe V2

VERSION MISE À JOUR!!! La nouvelle carte contrôleur est entièrement repensée avec l'utilisation de composants CMS. Le régulateur de tension de commutation 5V élimine le besoin de dissipateur thermique. En conséquence, le contrôleur est devenu 1,5 fois plus petit et cela offre la possibilité de créer une véritable version de poche du spirographe. Le régulateur de tension intégré pour le module laser de faible puissance fournit une alimentation entre 2 et 4 V. Le contrôleur prend en charge les ventilateurs 5V et 12V. La tension du ventilateur peut être réglée par des cavaliers à bord. En plus des modes de fonctionnement automatique et manuel, le contrôleur modifié a la capacité de stocker vos modèles préférés dans la mémoire interne d'une simple pression sur un bouton et de les rejouer sous forme de diaporama. Le nouveau contrôleur peut stocker jusqu'à 80 modèles définis par l'utilisateur et les rejouer sous forme de séquence sans fin. Le temps d'affichage d'un seul motif peut varier de 3 à 60 secondes. Il existe également un mode manuel lorsque le prochain motif de la séquence est déclenché par un utilisateur. Descriptions des nouveaux contrôles. Commutateurs: PROG/CYCLE - sélectionne le mode de fonctionnement PROGRAM (manuel) ou CYCLE (auto). RAND/MEM - sélectionne le sous-programme pour générer un motif aléatoire ou lire des motifs stockés dans la mémoire interne. CONT/STEP - sélectionne le mode CONTINU ou STEP pour afficher la séquence de motifs. Ce commutateur n'est actif qu'en mode MEM. Bouton STEP/MEM: - en mode PROG ou CYCLE/RAND, le bouton écrit le pattern actuel dans la mémoire interne. Les motifs enregistrés peuvent être affichés sous forme de diaporama en mode CYCLE/CONT. - en mode CYCLE/MEM/STEP, le bouton fait défiler la séquence des motifs enregistrés. Si le bouton est maintenu enfoncé pendant la mise sous tension, toute la mémoire interne sera effacée. POT A: - en mode PROG définit la vitesse du moteur 1. - en mode CYCLE/MEM/CONT définit l'intervalle de temps (de 3 à 60 s) d'affichage d'un seul motif de la séquence. POT B: - en mode PROG définit la vitesse du moteur 2. POT C: - en mode PROG définit la vitesse du moteur 3. Description du fonctionnement. Il existe deux modes de fonctionnement: PROGRAMME (manuel) et CYCLE (auto). En mode PROGRAM, le motif affiché dépend de la position des potentiomètres. Le motif actuel peut être enregistré dans la mémoire interne en appuyant sur le bouton MEM. Une fois que 80 motifs ont été enregistrés, chaque nouveau motif remplacera le motif le plus ancien. Pour effacer la mémoire, appuyez sur le bouton MEM et maintenez-le enfoncé pendant la mise sous tension. En mode CYCLE, l'unité affiche une séquence infinie de motifs. En mode CYCLE/RAND, les motifs sont générés aléatoirement par le logiciel. Les positions initiales des pots déterminent la forme du premier motif de la séquence. Le motif actuel peut être enregistré dans la mémoire interne en appuyant sur le bouton MEM. En mode CYCLE/MEM/CONT, l'unité lit en continu les modèles à afficher à partir de la mémoire interne. L'intervalle de temps pour l'affichage d'un seul motif dépend de la position du POT A et peut varier de 3 à 60 secondes. En mode CYCLE/MEM/STEP, la lecture du motif suivant à partir de la mémoire est déclenchée par le bouton STEP.

Toutes les notes techniques telles que - schéma; - PCB au format PDF; - Nomenclature; - Fichier HEX pour PIC18F1320; - Le code source C pour le compilateur CCS peut être téléchargé à partir d'ici. Sur demande, je peux fournir un contrôleur SMT assemblé, des miroirs et d'autres éléments pour ce projet.

Étape 4: Fixation du miroir au moteur

MISE À JOUR !!! --- Nouveau tutoriel "Comment équilibrer les miroirs acryliques". www.instructables.com/id/How-to-mount-and-balance-mirrors-for-spirograph-pr/--- Le miroir acrylique est très léger, donc du ruban adhésif double face en mousse fera l'affaire. La pièce 1/2 x 1/2 fonctionne bien. Vous pouvez utiliser du papier épais comme coin pour incliner le miroir. Insérez-le entre le miroir et le moteur. Dans ma configuration, l'inclinaison est de 2-3 degrés. Il en résulte un motif de 6 'de large à une distance de 18'. Il est impossible de centrer correctement le miroir par rapport à l'arbre du moteur et même un léger décalage provoquera des vibrations et du bruit à grande vitesse, j'ai donc développé quelques astuces pour l'équilibrage du miroir. Assurez-vous que vos lunettes de sécurité toujours allumé. AVERTISSEMENT !!! Cette méthode ne fonctionnera que pour les miroirs en acrylique/plastique !!! Au début, j'ai essayé de façonner un miroir rotatif avec une lime, mais le ventilateur est un dispositif à faible couple, donc même une légère pression avec l'outil a forcé le moteur à s'arrêter complètement. Depuis l'idée avec la partie tournante et outil fixe a échoué, j'ai essayé l'approche opposée - Dremel avec tambour de ponçage 1/2" contre miroir immobile, et cela a vraiment fonctionné. Quelques conseils pour les personnes qui veulent suivre. Le moteur avec miroir doit être éteint. Sélectionnez une bande de ponçage grossier grain. Réglez Dremel à la vitesse minimale. Maintenez Dremel pour que les axes de l'outil et de l'arbre du moteur soient parallèles. Amenez lentement le tambour de ponçage au bord du miroir et appuyez dessus. N'exercez pas beaucoup de pression. L'outil de rotation fera tourner le miroir et le déposera à Prenez votre temps, allez-y doucement et, si vous avez assez de patience, vous obtiendrez un miroir rond parfait qui fonctionnera en douceur et en silence.

Étape 5: Configuration optique parallèle

Configuration classique. Les moteurs sont placés sur des lignes parallèles. J'ai développé une astuce. J'utilise du ruban adhésif double face pour fixer le moteur à la base, et après tous les réglages, je fixe le moteur en place avec de la colle chaude. Le réglage est simple. Démarrez les moteurs et dirigez le faisceau pour qu'il reste dans la zone du miroir à une déviation maximale. Comme support pour le pointeur que j'utilise morceau de bois et de la colle chaude. Pas cher et rapide.

Étape 6: configuration optique carrée

Configuration optique carrée. Je l'aime mieux. Les moteurs forment un carré sans un côté. En utilisant cette conception, nous pouvons fabriquer un appareil plus compact. Tout le reste est identique à l'étape précédente.

Étape 7: Construisons une petite maison

C'est une bonne habitude de garder la poussière à l'écart du personnel optique, donc notre appareil a besoin d'un boîtier hermétique. J'avais une boîte Hammond 7x4x2 qui traînait, alors je l'ai mise en affaires. Depuis que nous avons déterminé la configuration optique et le trajet du faisceau, nous pouvons marquer et découper la fenêtre. Ensuite, prenez un morceau carré d'acrylique transparent et collez-le à sa place. Ensuite, percez un trou de plus pour la prise d'alimentation, collez-le, connectez-le à la carte et nous avons terminé.

Étape 8: Bravo

Pas mal, pas mal, mais j'ajouterais quelque chose d'épicé.

… Plaque frontale en aluminium et technologie militaire secrète de transfert de toner thermique !!! Cela fait une vraie différence. Maintenant je suis content.

Étape 9: Spirograph V2 laser terminé

Nouvelle version du spirographe laser basé sur PIC. Pour rendre l'appareil plus compact, j'ai modifié la conception en ajoutant un miroir supplémentaire. Désormais, les composants optiques occupent moins de surface et toutes les pièces peuvent être installées dans une boîte de projet Hammond standard de 4 "x 4" x 2,5". La plaque frontale en aluminium et l'éclairage d'arrière-plan sont facultatifs.