Машинаның жүрегі (лазерлік микропроектор): 8 қадам (суреттермен)

2024 Автор: John Day | [email protected]. Соңғы өзгертілген: 2024-01-30 10:26

Бұл нұсқаулық-бұл 3D басылған бөлшектер мен соленоидтардан қос осьті айна лазерлі рульдік қондырғы құрастырған бұрынғы эксперименттің рухани мұрагері.

Бұл жолы мен кішігірім болғым келді, мен бақытты болдым, коммерциялық мақсаттағы лазерлік рульдік модульдерді интернеттегі ғылыми артықшылықтан табу. Менің дизайным Dalek-ке ұқсай бастады, сондықтан мен бұл идеямен жүгірдім және сізге лазермен түсіретін биіктігі екі дюймдік Dalek шабытымен бот жасадым.

Бірақ бұл сені құртуға тырыспайды-бұл саған оның электромеханикалық жүрегінен махаббат жіберу!

Егер сізге бұл жоба ұнаса, оған оптика байқауында дауыс беріңіз!:)

1 -қадам: Техас штатынан кішкене нәрсе

Машинаның жүрегі-Texas Instruments TALP1000B модулі, ол «екі осьті аналогты MEMS айна» ретінде сипатталған. Бұл өте тартымды, сондықтан оны бөліп алайық:

• Қос ось: Бұл құрылғының көлденең және тік осьте еңкейте алатынын білдіреді.
• Аналогтық: ось бойымен қисаюы -5 -тен 5 вольтке дейінгі аналогты кернеумен басқарылады.
• MEMS: Бұл микроэлектрлік механикалық жүйені білдіреді және бұл өте кішкентай екенін білдіреді!
• Көрсеткіш айна: Құрылғының ортасында гимбалдардағы айна орналасқан; айна әр бағытта бірнеше градусқа бағытталуы мүмкін, бұл лазерді бірнеше градус конустың кез келген жеріне бағыттауға мүмкіндік береді.

Мәліметтер кестесін жылдам шолу оның күрделі бөлігі екенін көрсетеді. Төрт рульдік катушкадан басқа, жарық шығарғыш, төрт позиция сенсоры және температура сенсоры бар. Біз сенсорларды қолданбайтын болсақ та, кейінірек мен зақымдалған TALP1000B фотосуреттерімен жақын арада бөлісетін боламын.

TALP1000B тоқтатылады, бірақ сіз оны таба алмайсыз, сіз менің нұсқаулығымда айтқан жоспарларды қолдана отырып, әлдеқайда үлкен лазерлік айна жасай аласыз: принциптер дәл солай, бірақ сізге өмірді құру қажет. -Далек оны үйге орналастырды!

2 -қадам: материалдар туралы есеп

Төменде осы жобаның материалдары көрсетілген:

• Бір Texas Instruments TALP1000B (тоқтатылған)
• Бір Ардуино Нано
• Бір SparkFun мотор драйвері - қос TB6612FNG (тақырыптары бар)
• Бір нан тақтасы
• Бір тримпот (1kOhms)
• 2,54 мм -ден 2 мм -ге дейінгі төрт сым
• 0,1 дюйм (2,54 мм) тақырыптар
• 3D принтер мен жіп
• Қызыл лазерлік көрсеткіш

TALPB модулін табу қиын. Мен сәттілікке қол жеткіздім және бірнеше ғылыми дүкеннен алдым.

Сіз TALPB -ны әлі де жоғары бағамен таба аласыз, бірақ мен келесі себептерге байланысты оларға көп ақша жұмсауды ұсынбаймын:

• Олар күлкілі нәзік, егер сіз оларды сындырсаңыз, сізге бірнеше қажет болуы мүмкін.
• Оларда 100 Гц төмен резонансты жиілік бар, демек, сіз оларды жарқылсыз лазерлік шоулар үшін жеткілікті жылдам жүргізе алмайсыз.
• Олардың беті алтын жалатылған, яғни ол тек қызыл лазерлерді көрсетеді. Бұл табандылық үшін қараңғыда жарқыраған экраны бар өте жарқын жасыл лазерді немесе күлгін лазерді қолдануды жоққа шығарады.
• Бұл бөліктерде позициялық сенсорлар болғанымен, менің ойымша, Arduino оларды позициялық кері байланыспен басқаруға жеткілікті жылдам емес.

Менің ойымша, бұл бөлшектер өте кішкентай және дәл болғанымен, олар хобби жобалары үшін жеткілікті практикалық емес сияқты. Мен қоғамдастықтың жақсы DIY дизайнын ойлап тапқанын қалаймын!

3 -қадам: дененің жасалуы

Мен корпусты OpenSCAD -те модельдеп, оны 3D басып шығардым. Бұл жоғарғы жағында саңылауы, артқы жағында TALB1000P модулін салуға арналған саңылауы және алдыңғы жағында үлкен саңылаулы жарық тесігі бар кесілген конус.

Сіз лазерді жоғарыдан түсіресіз, ол алдыңғы жағынан көрінеді. Бұл 3D басып шығарылған корпус керемет көрінеді, сонымен қатар функционалды. Ол бәрін бір қалыпта ұстайды және күлкілі TALB1000P модулін сақтайды. Мен ерте прототипті тастап, TALB1000P модулін жойғаннан кейін ұстауды жеңілдету үшін жоталар мен бұдырларды қостым.

4 -қадам: Жүректі бұзудың көптеген жолдары

TALP1000B - өте нәзік бөлшек. Қысқа құлау немесе абайсыз тигізу бөлікті бұзады (кездейсоқ тиіп кету мен екінші модульді осылай бұздым). Бұл соншалықты нәзік, мен тіпті қатты қарау оны өлтіруі мүмкін деп күдіктенемін!

Егер физикалық қауіптер жеткіліксіз болса, деректер кестесі қосымша қауіпті көрсетеді:

Қозғалтқыштың синусоидальды кернеуін қосу немесе тоқтату кезінде стационарлық өтпелі кезеңдерді болдырмау үшін абай болыңыз. Егер 50 Гц қозғаушы қуаты 50 Гц айнаның үлкен айналуын (4 -тен 5 градусқа дейін механикалық қозғалыс) тудыратын кернеуге қойса, онда айна мыңдаған сағат бойы еш қиындықсыз жұмыс істейді. кернеудің шығуы айтарлықтай болған кезде, айнаның резонансын қоздыратын және айналу бұрыштарының үлкен болуына әкелетін кернеу қадамы пайда болады (айнаның керамикалық тақтаға соғылуын қамтамасыз ететін жеткілікті). Бұған жол бермеудің екі әдісі бар: а) жетектің кернеуі нөлге жақын болғанда ғана қосу немесе өшіру (төмендегі суретте көрсетілген), б) қосылмас немесе сөндірмес бұрын синус жетегінің амплитудасын азайту.

Сонымен, негізінен, қуатты өшіру оны бұзуы мүмкін. О, вей!

5 -қадам: кардиостимулятор тізбегі

Мен жасаған драйвер тізбегі Arduino Nano мен қосарналы мотор драйверінен тұрады.

Қозғалтқыштар қозғалтқыштар үшін жасалғанына қарамастан, олар магниттік катушкаларды оңай басқара алады. Магниттік катушкаға қосылған кезде, жүргізушінің алға және кері функциялары катушкаға не тікелей, не кері бағытта қуат береді.

TALP1000B катушкаларының жұмыс істеуі үшін 60 мА дейін қажет. Бұл Arduino қамтамасыз ететін максималды 40 мА -дан асады, сондықтан драйверді пайдалану өте маңызды.

Мен сондай -ақ дизайнға әрлеу кастрюлін қостым, бұл маған шығыс сигналының амплитудасын басқаруға мүмкіндік береді. Бұл маған деректер парағы ескертетін резонанстарды болдырмау үшін тізбекті өшірмес бұрын диск кернеуін нөлге дейін төмендетуге мүмкіндік береді.

6 -қадам: жұмыс істемейтін жүргізуші … және ол жұмыс істейді

Менің схемам тегіс толқын түрін шығаратынын тексеру үшін мен X осінде синусоиданы және Y осінде косинус шығаруға арналған тестілік бағдарлама жаздым. Мен жетек тізбегінің әр шығысын 220 Ом резисторы бар екі полярлы светодиодқа жалғадым. Екі полярлы жарық диоды-бұл бір бағытта ток ағып жатқанда бір түсті, ал қарама-қарсы бағытта ағып жатқанда басқа түс беретін екі терминалды жарық диодының ерекше түрі.

Бұл сынақ қондырғысы маған түстердің өзгеруін бақылауға және түстердің тез өзгермеуін қамтамасыз етуге мүмкіндік берді. Бір сәтте мен бір түстің өшіп бара жатқанын, ал екінші түсі өшпес бұрын жарқыраған жарқылдарды байқадым.

Мәселе мынада, мен мотор драйвері ретінде L9110 чипін қолдандым. Бұл драйверде PWM жылдамдық түйреуіші мен бағыттаушы түйреуіші бар, бірақ PWM жылдамдығын басқару сигналының тура бағыттағы жұмыс циклы кері бағыттағы жұмыс цикліне кері болады.

Бағыт биті алға бағытталған кезде нөлді шығару үшін сізге 0% PWM жұмыс циклы қажет; бірақ бағыт биті кері болған кезде, нөлдік шығу үшін сізге 100% PWM жұмыс циклы қажет. Бұл дегеніміз, бағыт өзгерген кезде шығыс нөлге тең болуы үшін сіз бірден бағытты да, PWM мәнін де өзгертуіңіз керек-бұл бір мезгілде болмайды, сондықтан сіз оны қандай тәртіпте жасасаңыз да, теріс мәннен ауысу кезінде кернеудің көтерілуін аласыз. нөл арқылы оң.

Бұл мен көрген жыпылықтауларға қатысты болды және тестілік схема мені басқа TALB1000B модулін бұзудан құтқарды!

SparkFun мотор жүргізушісі күнді құтқарады

L9110 -дің жоқ екенін біліп, мен SparkFun мотор драйверін бағалауды шештім - Dual TB6612FNG (мен бұған дейін нұсқаулықта! Woot!).

Бұл чипте 0% жылдамдықты басқару түйреуішіндегі PWM шығыс бағытқа қарамастан 0% қозғалады дегенді білдіреді. TB6612FNG-те екі бағытты басқару түйреуіштері бар, олар бағытты бұру үшін аударылуы керек, бірақ PWM істікшесі нөлдік жұмыс циклінде мұны In1 мен In2 екеуі де жоғары болатын аралық күй арқылы жасауға болады. драйвер катушкаларды кез келген түрде қуаттандыратын аралық «қысқа тежегіш» режиміне өтеді.

TB6612FNG көмегімен мен полярлықтың нөлден төмен тегіс ауысуын ешбір жыпылықтамай ала алдым. Жетістік!

7 -қадам: Arduino эскизі мен өнімділігін тексеру

Оптика сайысында екінші орын