Голографиялық плиталар - Photonics Challenger Hackathon PhabLabs: 6 қадам

2024 Автор: John Day | [email protected]. Соңғы өзгертілген: 2024-01-30 10:25

Осы жылдың басында маған Нидерландыдағы Delft ғылыми орталығында PhabLabs Photonics хакатонына қатысу сұралды. Мұнда оларда көптеген машиналары бар керемет жұмыс кеңістігі бар, олар мен оңай жасай алмайтын нәрсені жасауға болатын.

Хакатонды бастағаннан кейін мен бұл жерде CNC лазерлік машиналарымен бірдеңе жасау қызықты болатынын бірден ойладым.

Шеберханада оларда голограмманы шығаратын лего патенті жазылған кішкентай жарықтандырылған акрил пластинасы болды, бірақ ол тек екі өлшемді сурет болды. Бұл маған акрилдің бірнеше қабатын алып, нағыз 3D голографиялық кескін жасасам не болатынын ойлауға мәжбүр етті.

Мен сферадан бастадым, және ол шынымен ілулі сфераға ұқсай бастады, мен жарықпен ойнадым, егер ол (ақ) жарық спектрімен ойнай алатын болса, мен ойға келдім. Қызыл жасыл және көк жарықтан кейін, ақ пластинаны бір -бірінің артына қою арқылы, егер әр пластина қызыл -жасыл немесе көк түстерді қолданса.

1 -қадам: 1 -қадам Қажетті материалдар мен құралдар

Құралдар:

• CNC лазерлік кесу және тегістеу машинасы
• Пісіру үтігі және т.
• Ыстық желім қаруы
• 3D принтері (прототиптің бастапқы кезеңінде)
• Плейер
• Калиптерлер
• Қағазды тегістеу

Бағдарламалық қамтамасыз ету:

• Fusion 360
• Arduino IDE
• Кура

Материалдар:

электроника:

• Жарықдиодты шамдар (пластиналарды бір -біріне жақындату үшін SMD3535 жұқа жұқа жолақтар)
• ESP8266
• 5в 10А қуат көзі
• Сымдар, 5В жарықдиодты үшін қарапайым жұқа сымдар

«мүсінге» арналған материалдар:

• 3 мм акрил (лазерлі машинада жасалған)
• Светодиодты акрилге орнататын және қолдайтын ағаш, лазер
• Жарықдиодты қондырғы мен акрилді қолдаудың алғашқы прототипінде 3D басып шығару.
• қорап жасау үшін материал, мен көбікті тақтаны қолдандым, содан кейін ағашты тез кесетін лазермен қорап жасадым.

2 -қадам: 2 -қадам: Лазермен өңдеу және жарықтандыруды тексеру

Мен тексергім келген бірінші нәрсе - сферадан бастап, бірнеше акрил пластиналары бар 3D голограммасын жасау мүмкіндігі. бірнеше табақшадан жинаңыз.

Мен 3D принтерімен PLA -да қарапайым базаны басып шығардым және мен әлі күнге дейін орналастырған бірнеше жарық диодты қостым.

Бұл процесте мен жарық диодты тек қызыл жасыл немесе көк түске боялатын болсам, ақ (ашық) жасау мүмкін бе деген ойға келдім, егер RGB -де 3 пластинасы болса, теориялық түрде ақ түске айналады, бірақ егер ол қабатты болса, бұл да жұмыс істейді..

Мұның бәрін орнатып, жарықтандырғаннан кейін мен оның ақ түсті емес екенін білдім, бірақ оның артындағы қабаттардағы түстерді араластыратыны анық болды.

Егер мен жарықтың бірнеше қабаттарда көрінуін жеңілдетіп, «пиксельдер» ретінде жұмыс жасайтын болсам, бірақ нүктеде 3D пішімінде жұмыс жасайтын болсам, бұл жақсы жұмыс болар еді деп ойладым.

Процесті жетілдіру үшін мен нүктелердің тығыздығымен бірнеше тест парақтарын жасадым, сонымен қатар лазерді жақсы түсіру беріктігіне баптау үшін әр түрлі параметрлерді қолдандым. Сіз лазерді өңдеу үшін қолданылатын қуат мөлшеріне баптауыңыз керек, соғұрлым көп қуат пайдалансаңыз және баяу өңдейтін болсаңыз, соғұрлым тереңірек сызба пайда болады, және бұл жағдайда бәрі басқалар сияқты жақсы жұмыс істемейді. Бұл әр лазер үшін әр түрлі, мен өте төмен параметрді қолдануды ұсынар едім, бұл мүсінге терең ою қажет емес.

3 -қадам: 3 -қадам: Соңғы прототип

Ақырғы прототип үшін мен 20X20 см көлеміндегі акрил пластиналарын жасауға шешім қабылдадым, осылайша сіз олардың егжей -тегжейлерін көре аласыз және оның масштабта қалай көрінетінін жақсы сезінесіз.

Мен жеңіл модуль жасадым, онда мен (7X3) барлығы 21 пластинаны орналастыра алатынмын, себебі мен оны қаншалықты алыс жүруге болатынын, эффект жоғалғанға дейін немесе табылған сияқты қанша пластинаны қоюға болатынын тексеру үшін қолданғым келді. қашан «әбігерлену» керек болады. Мен 12 -дің лайықты максимум болатынын білдім, жоғарыға көтерілу тым көп бұлыңғырлыққа әкелді.

Мен сонымен қатар пластиналар арасындағы қашықтықты сынап көрдім және ойнадым, бір табақты өткізіп жіберу арқылы плиталар арасындағы аралық екі есе артады, ал мен бұл жерде өте маңызды екенін білдім, егер қашықтық ұлғайған кезде әсер де өзгереді. Менің ойымша, бұл үлкен қашықтықта көзді тереңдікті анықтауға мүмкіндік береді. Нәтижесінде түстер аз араласады.

Жеңіл «тарелкада» әр пластинаның деректер сызығы үшін артқа және артқа қарай кететін 9 жолақты жарық жолағы бар, әр жағында 5В электр желісі, бір жағында + желісі және екінші жағында - сызық бар. түзету оңай.

5В 10А қуат көзі светодиодтар мен ESP8266 бірден қуаттандыру үшін қолданылады.

ESP үшін біз хакатонда білікті кодерлердің көмегімен код жасадық, бұл бөлік мен үшін кодтауға арналған жаттығу болды. Ақырында мен қолданған код - бұл барлық тақталарды RGB -тен GRB -ге дейін BRG -ге дейін және RGB -ге қайтадан үздіксіз циклде өшетін код. Жарық диодты басқару құралын 9 ледке топтастыру, әр пластинаның бір түсі болады, код 12 пластинаны басқарады/басқалары белсенді емес, себебі маған қажет емес. Мен кодты осында қостым.

Мен сонымен қатар ESP -те artnet пен madmapper көмегімен Wi -Fi арқылы жарық диодты басқаруға тырыстым, бірақ нәтижеге әлі риза емеспін, бұл жақсы жұмыс істеуі керек, бірақ алдымен осы «картографиялау» әдістері туралы жақсы түсінік алуым керек еді.

4 -қадам: алынған сабақтар

Ең бірінші білгенім - CNC лазерлік кескішпен және гравермен жұмыс жасау. Бұрын мен бұл әдістерді модельдер жасау үшін қолдандым, бірақ дәлірек баптауға, әсіресе гравюраны/оюды нақтылауға уақыт бөлген жоқпын. Бұл жарықтың қарқындылығына айтарлықтай әсер ететінін біліп, тек қана «тереңірек» гравировка жақсы дегенді білдірместен, мен тегістеудің тепе -теңдігін жеткілікті мөлшерде табуым керек болды.

Бұл жоба үшін мен оны бөлек объект ретінде алғым келді, сондықтан кодталған ESP көмегімен бұл жағдайда жарықдиодты басқа кіріссіз басқарады, өйткені мен кодтау туралы жақсы түсінік алғым келді, бұрын мен кейбір шынымен қарапайым кодталған және бұл бөліктің кодтары әлі де күрделі емес, бірақ мен бұл хакатонды бастаған кезде оның бөліктері әлі де жаңа болды.

Содан кейін бұл техникадан кейін жарық туралы түсінік пайда болды. бұл қалай араласады және бұл тіпті араласады ма? Толық нақышталған пішіннің орнына нүктелермен жұмыс істеу, жоғарыда айтылғандай «пиксельдерді» жасауды анықтады. Алдымен бұл жұмыс екенін білдім, бірақ мен пластиналар арасындағы қашықтықты ұлғайтқанда, әсер қайтадан төмендеді, адам көзінің қабылдауы оны жұмыс жасайды және түстерді араластырады, бірақ сонымен бірге сиқырлы нәрсе болады, өйткені сіздің көзіңіз не болып жатқанын түсінбейді, олар мүмкін емес тереңдігіне шын мәнінде назар аударыңыз. Егер пластиналар арасындағы қашықтық ұлғайса, сіздің көзіңіз тереңдікке назар аудара алады, бірақ сиқыр жоғалады.

5 -қадам: Потенциалды жақсартулар

Мен әлі де жұмыс істеп жатқан бірінші жетілдіру - бұл плиталарды басқару үшін жақсы және күрделі код. Менің мақсатым - іске қосуға болатын бірнеше параметрлер мен алдын ала кодталған эффектілер, сондықтан мен ESP қолдануды таңдадым, себебі мен оларды Wi -Fi арқылы оңай іске қосуға/басқаруға болады.

Әрі қарай, мен тек 12 пластинаға жарық жасағым келеді, мен қолдануды таңдадым, дәл қазір жасаған бұйымым қашықтықтың және пластиналардың санымен тестілеудің осы кезеңі үшін өте қолайлы, бірақ енді мен 12 пластинаға баруды таңдадым, мен қайта жасаймын 12 пластинаға арналған, сонымен қатар светодиодтардың орнатылуын жақсартады, енді олар сол жерге жабыстырылған және импровизацияланған көбік тақтаймен бекітілген, ұзақ уақыт бойы бұл светодиодтар үшін жақсы болмайды, мен оларды алюминийге жабыстыратын едім. жылу өткізгіштігі жақсы және оларды модуль ретінде ұстаңыз, сондықтан егер бірдеңе үзілсе, бір жолақты оңай алып тастауға және ауыстыруға болады.

Пластиналар үшін мен бүйірмен не істеу керектігін әлі де сынап жатырмын, енді жақтары ашық және сіз олардың түсі қандай екенін көре аласыз, мен бүкіл бөліктің айналасында қоршау салуға тырыстым, бірақ бұған риза болмадым, себебі ол Мен жарықты пластинаның «ішінде» ұстап тұру үшін шеттерін бояйтын немесе шағылысатын фольганы қолдана отырып, арнайы 3D басып шығарылған профильдермен тестілеуді бастадым.

6 -қадам: айқайлау

Мен келесі адамдарға ерекше алғысымды білдіргім келеді:

• Тюн Веркерк хакатонға қатысуға шақырғаны үшін
• Наби Камбиз, Нуриддин Кадури және Айдан Уайбер, хакатон кезінде көмек көрсеткені үшін. Қолда бар барлық машиналар мен материалдарға көмектесу мен түсіндіру мен Айданға бұл кодтау кілтін түсіндіруге және көмектесуге үлкен шыдамдылық қажет болды.
• Чун-Йян Лью, керемет жоба жасаған қатысушы. Сондай -ақ, Чун маған кодтаумен не болып жатқанын түсінбеген кезде бірнеше рет көмектесті.