Arduino -той интерактив лазер хуудас үүсгэгч: 11 алхам (зурагтай)

2024 Зохиолч: John Day | [email protected]. Хамгийн сүүлд өөрчлөгдсөн: 2024-01-30 11:02

Лазер ашиглан гайхалтай харааны эффект үүсгэж болно. Энэ төсөлд би интерактив, хөгжим тоглодог лазер дэлгэцийн шинэ төрлийг бүтээсэн. Төхөөрөмж нь хоёр лазерыг эргүүлж, эргүүлэг шиг хоёр гэрлийн хуудас үүсгэдэг. Би төхөөрөмжид зайны мэдрэгчийг оруулсан бөгөөд ингэснээр гараа тэдэн рүү чиглүүлэх замаар удирдах боломжтой болно. Тухайн хүн мэдрэгчтэй харьцдаг тул төхөөрөмж нь MIDI гаралтаар хөгжим тоглодог. Энэ нь лазер ятга, лазерын эргүүлэг, POV дэлгэцийн санааг агуулсан болно.

Энэхүү багажийг хэт авианы мэдрэгчийн оролтыг хүлээн авдаг лазер хуудас, үүсгэсэн хөгжмийг гаргадаг Arduino Mega төхөөрөмжөөр удирддаг. Ээрэх лазерын олон түвшний эрх чөлөөний ачаар олон тооны лазер хуудасны загварыг бий болгож болно.

Би төслийн талаар Сент -Луис хотод Додо Флок хэмээх шинэ урлаг/технологийн групптэй хамтран тархины урьдчилсан шуурга хийсэн. Эмре Сарбек мөн төхөөрөмжийн ойролцоо хөдөлгөөнийг илрүүлэх мэдрэгч дээр анхны туршилтыг явуулсан.

Хэрэв та лазер хавтанг бүтээдэг бол лазер болон ээрэх дискийг аюулгүй ажиллуулахаа мартуузай.

2020 оны шинэчлэлт: Лазераар бүтээсэн гадаргуу нь гиперболоид болохыг би ойлгосон.

Алхам 1: Нийлүүлэлтийн жагсаалт

Материал

Лазер -

Сойзгүй мотор -

Цахим хурд хянагч -

Серво мотор -

Транзистор

Фанер

Plexiglass

Хэт авианы мэдрэгч

Шалгах -

Цагаан LED -

Бак хөрвүүлэгч

Утас боох утас

MIDI холбогч

Потенциометр ба бариул -

Техник хангамж - https://www.amazon.com/gp/product/B01J7IUBG8/ref=o…https://www.amazon.com/gp/product/B06WLMQZ5N/ref=o…https://www.amazon. com/gp/product/B06XQMBDMX/ref = o…

Эсэргүүцэл

JST холбогч кабель -

AC цахилгаан унтраалга

12V цахилгаан хангамж -

Модон цавуу

супер цавуу

Модон эрэг

USB өргөтгөл кабель -

Хэрэгсэл:

Гагнуурын төмөр

Утас таслагч

Жиг харсан

Дугуй хөрөө

Микрометр

Цахилгаан өрөм

Алхам 2: Тойм ба схем

Лазер туяа нь сайн нийлсэн (өөрөөр хэлбэл нарийн) гэрлийн туяа үүсгэдэг тул гэрлийн хуудас үйлдвэрлэх нэг арга бол цацрагийг ямар нэгэн хэлбэрээр хурдан хөдөлгөх явдал юм. Жишээлбэл, цилиндр хэлбэртэй гэрлийн хуудас үүсгэхийн тулд та лазерыг тэнхлэгээ чиглүүлж буй чиглэлтэй зэрэгцээ эргүүлнэ. Лазерыг хурдан шилжүүлэхийн тулд та сойзгүй тогтмол гүйдлийн хөдөлгүүрт бэхлэгдсэн модон банзан дээр лазер хавсаргаж болно. Зөвхөн үүгээр л та сэрүүн цилиндр хэлбэртэй лазер эргүүлгийг бий болгож чадна!

Лазерын эргэлтийн бусад төслүүд үүнийг эргүүлэх тэнхлэгт хазайсан толин тусгалыг толинд чиглэсэн суурин лазераар бэхлэх замаар гүйцэтгэдэг. Энэ нь лазер хавтангийн конус үүсгэдэг. Гэсэн хэдий ч энэхүү дизайны тусламжтайгаар бүх лазер хуудас нь нэг гарал үүслээс гаралтай мэт харагдах болно. Хэрэв лазерыг миний бүтээсэн загвар шиг тэнхлэгээс хол байрлуулсан бол та видеонд үзүүлсэн цагны хэлбэрийн нэгэн адил лазер хуудсыг бүтээх боломжтой болно.

Гэхдээ хэрэв та хөнгөн хуудсыг динамик, интерактив байхыг хүсч байвал яах вэ? Үүнийг хийхийн тулд би хоёр лазерыг servos дээр бэхлээд дараа нь servos -ийг модон банзан дээр бэхлэв. Одоо servos нь моторын тэнхлэгийн дагуу лазерын өнцгийг тохируулах боломжтой болно. Хоёр өөр серверт хоёр лазер суурилуулснаар та төхөөрөмжөөр хоёр өөр гэрлийн хуудас үүсгэж болно.

Тогтмол гүйдлийн хөдөлгүүрийн хурдыг хянахын тулд би потенциометрийг Arduino -д холбосон бөгөөд энэ нь потенометрийн оролтыг авч, цахилгаан хурд хянагч (ESC) руу дохио өгдөг. ESC нь потенциометрийн эсэргүүцлээс хамааран моторын хурдыг (тохиромжтой нэр, тийм) хянадаг.

Лазерын асаах/унтраах байдлыг ханасан байдалд ажилладаг транзисторын ялгаруулагчтай холбох замаар хянадаг (өөрөөр хэлбэл цахилгаан унтраалгаар ажилладаг). Лазераар дамжин гүйдлийг хянадаг транзисторын суурь руу хяналтын дохио илгээдэг. Ардуино бүхий транзистортой ачааллыг хянах эх сурвалж энд байна:

Servo -ийн байрлалыг мөн Arduino ашиглан хянадаг. Банз эргэх үед гэрлийн хуудсыг servo байрлалыг өөрчлөх замаар удирдах боломжтой. Хэрэглэгчийн оролцоогүйгээр зөвхөн энэ нь сэтгэл хөдөлгөм динамик гэрлийн хуудсыг бий болгож чадна. Төхөөрөмжийн ирмэг дээр байрлуулсан хэт авианы мэдрэгчүүд байдаг бөгөөд тэдгээр нь хүн гэрлийн хуудсан дээр гараа ойртуулж байгаа эсэхийг тодорхойлоход хэрэглэгддэг. Энэ оролтыг лазерыг хөдөлгөж шинэ гэрлийн хуудас үүсгэх эсвэл MIDI дохио үүсгэхэд ашигладаг. MIDI үүр нь MIDI тоглуулах төхөөрөмж рүү MIDI дохиог дамжуулах зориулалттай.

Алхам 3: Brushless моторыг Arduino ашиглан удирдах

Хуйллагаатай төстэй хөнгөн хуудас үүсгэхийн тулд лазер туяаг эргүүлэх хэрэгтэй. Үүнийг хийхийн тулд би сойзгүй DC мотор ашиглахаар шийдсэн. Эдгээр төрлийн моторууд нь загвар нисэх онгоц, дроноор үнэхээр алдартай гэдгийг би мэдсэн тул ашиглахад тун хялбар байх болно гэж бодсон. Замдаа би хэд хэдэн эвдрэлтэй тулгарсан боловч ерөнхийдөө мотор төсөлд хэрхэн ажиллаж байгаад сэтгэл хангалуун байна.

Нэгдүгээрт, хөдөлгүүрийг суурилуулах шаардлагатай. Би моторыг барьж, төхөөрөмжийг байрлуулсан самбар дээр бэхлэх хэсгийг тусгайлан зохион бүтээсэн. Мотор найдвартай болсны дараа би моторыг ESC -тэй холбосон. Миний уншсанаас харахад сойзгүй моторыг ашиглахгүй байх нь үнэхээр хэцүү сонсогдож байна. Мотор эргүүлэхийн тулд би Arduino Mega ашигласан. Анхандаа би хяналтын дохиог 5V буюу газардуулж, үндсэн утгыг зөв тохируулаагүй эсвэл ESC -ийг тохируулаагүй байсан тул хөдөлгүүрийг эргүүлж чадсангүй. Дараа нь би потенциометр ба servo мотортой Arduino хичээлийг дагаж, мотор эргэв. Хичээлийн линк энд байна:

ESC утсыг сойзгүй мотортой ямар ч байдлаар холбож болно. Танд эмэгтэй гадил жимсний залгуур хэрэгтэй болно. ESC -ийн зузаантай улаан ба хар өнгийн кабелиуд нь 12В -ийн тогтмол гүйдлийн тэжээлд холбогдсон ба ESC -ийн хяналтын холбогч дээрх хар ба цагаан кабелиуд нь Arduino дээрх газардуулгатай холбогдсон байна. ESC -ийг хэрхэн тохируулах талаар энэ видеог үзээд үзээрэй:

Алхам 4: Лазер хавтангийн явах эд анги байгуулах

Мотор эргүүлсний дараа хөнгөн хуудасны явах эд анги хийх цаг болжээ. Би фанерыг CNC машин ашиглан хайчилж авлаа, гэхдээ та бас jig хөрөө ашиглаж болно. Фанер нь хэт авианы мэдрэгчийг барьж, дотор нь плексиглазыг тааруулах нүхтэй байдаг. Плексигласыг эпокси ашиглан модонд наасан байх ёстой. Гулсах бөгжийг тааруулахын тулд нүх гаргадаг.

Дараа нь сойзгүй моторыг барихын тулд өөр нэг дугуй фанерыг хайчилж ав. Энэхүү модон хуудсан дээр нүх гаргадаг бөгөөд ингэснээр утас нь барилгын явцад хожуу дамждаг. Хөдөлгүүрийн бэхэлгээ, цооног өрөмдсөний дараа фанерын хоёр хуудсыг 15см орчим урттай 1х3 хэмжээтэй банзаар бэхлээд металл хаалтанд оруулна. Зурган дээр плексиглас нь мотор болон лазераас хэрхэн дээгүүр байгааг харж болно.

Алхам 5: Лазер ба серво мотор угсрах

Хувьсах гэрлийн хуудсыг эргүүлэх тэнхлэгийн дагуу лазерыг хөдөлгөж бий болгодог. Би лазерыг servo, ээрэх банзтай холбодог бэхэлгээг зохион бүтээж, 3d хэлбэрээр хэвлэв. Эхлээд servo -ийг servo бэхэлгээнд хоёр M2 эрэг ашиглан холбоно. Дараа нь М2 самарыг лазер бэхэлгээ рүү шургуулж, лазерыг байрандаа байлгахын тулд тогтоосон боолтыг чангална уу. Лазерыг servo -той холбохын өмнө servo -ийг төв байрлал руу нь эргүүлж байгаа эсэхийг шалгах хэрэгтэй. Servo хичээлийг ашиглан servo -ийг 90 градус руу чиглүүлнэ үү. Дараа нь боолтыг ашиглан зураг дээр үзүүлсэн шиг лазерыг холбоно уу. Лазерыг санамсаргүйгээр шилжүүлэхгүйн тулд би цавуу түрхэх хэрэгтэй болсон.

Би 3см х 20см хэмжээтэй банз хийхдээ лазер таслагч ашигласан. Хөнгөн хуудасны хамгийн их хэмжээ нь модон банзны хэмжээнээс хамаарна. Дараа нь банзны төв хэсэгт нүх өрөмдсөн бөгөөд энэ нь сойзгүй хөдөлгүүрийн босоо аманд таарч байв.

Дараа нь би лазер-servo угсралтыг банзан дээр наасан бөгөөд ингэснээр лазерууд төвд байв. Банзан дээрх бүх бүрэлдэхүүн хэсгүүдийг банзны эргэлтийн тэнхлэгт тэнцвэржүүлсэн эсэхийг шалгаарай. Гагнуурын JST холбогчийг лазер ба servo кабелиар холбодог бөгөөд ингэснээр дараагийн алхамд гулсагчтай холбогдох боломжтой болно.

Эцэст нь лазер-servo угсарсан самбар бүхий банзыг угаагч, самар ашиглан сойзгүй мотор дээр бэхлээрэй. Энэ үед банз эргэх эсэхийг шалгахын тулд сойзгүй моторыг туршиж үзээрэй. Моторыг хэт хурдан жолоодох, гараа банзан эргүүлэх замд оруулахгүй байхыг анхаарна уу.

Алхам 6: Слипинг суулгах

Цахилгаан ээрэх үед утаснууд орооцолдохоос хэрхэн сэргийлэх вэ? Нэг арга бол батерейг цахилгаан тэжээлд ашиглаж, ээрэх төхөөрөмжид холбох явдал юм. Өөр нэг арга бол хивс ашиглах явдал юм! Хэрэв та дүүжлүүрийн талаар урьд өмнө сонсоогүй эсвэл ашиглаж байгаагүй бол энэ нь хэрхэн ажилладагийг харуулсан гайхалтай видеог үзээрэй.

Нэгдүгээрт, JST холбогчдын бусад үзүүрийг гулсах хэсэгт хавсаргана уу. Та утсыг хэт урт байлгахыг хүсэхгүй байна, учир нь банз эргэх үед ямар нэгэн зүйлд баригдах магадлал бий. Би гулсагчийг сойзгүй моторын дээд талд байгаа эрэгний нүхэнд өрөмдөж буй plexiglass дээр хавсаргасан. Өрөмдлөгийн явцад plexiglass хагарахгүй байхыг анхаарна уу. Илүү нарийвчлалтай нүх гаргахын тулд та лазер таслагч ашиглаж болно. Гулсагчийг бэхлэсний дараа холбогчийг холбоно уу.

Энэ үед та гулсах утсыг Arduino -ийн тээглүүртэй холбож лазер хуудас үүсгүүрээр урьдчилсан туршилт хийж болно.

Алхам 7: Электроникийг гагнах

Би бүх цахилгаан хэрэгслийг холбохын тулд прототип хавтанг хайчилж авлаа. Би 12V цахилгаан хангамжийг ашигладаг байсан тул лазер, серво, потенциометр, MIDI үүрэнд 5V, Arduino-д 9V гэсэн хоёр тогтмол гүйдлийн хөрвүүлэгчийг ашиглах шаардлагатай байна. Диаграммд үзүүлсэн шиг бүх зүйлийг гагнах эсвэл утсаар боох замаар холбосон. Дараа нь самбарыг PCD зогсолтыг ашиглан 3d хэвлэсэн хэсэгт холбосон.

Алхам 8: Электроникийн хайрцгийг бүтээх

Бүх цахилгаан хэрэгсэл нь модон хайрцагт байрладаг. Би хайрцгийн хажуугийн хувьд 1х3 хэмжээтэй мод хайчилж, нэг талдаа том нээлхийг хайчилж, хяналтын самбар дээрх утаснууд дамжин өнгөрөх болно. Талуудыг жижиг модон блок, модон цавуу, эрэг ашиглан холбосон. Цавууг хатаасны дараа хайрцгийн хажуу талыг зүлгэж, хайрцгийн бүх согогийг жигд болгов. Дараа нь би хайрцагны урд, ар, доод хэсэгт нимгэн мод хайчилж авлаа. Доод талыг нь хажуу тийш нь хадаж, урд ба хойд хэсгийг хайрцган дээр наасан байв. Эцэст нь би хайрцгийн урд самбар дээрх бүрэлдэхүүн хэсгүүдийн хэмжээсийг хэмжиж, хайчилж авав: цахилгаан кабель, USB залгуур, MIDI үүр, потенциометр.

Алхам 9: Электроникийг хайрцагт суурилуулах

Би цахилгаан хангамжийг эрэг ашиглан хайрцагт, Arduino -г тусгайлан тохируулсан бэхэлгээ ашиглан, 7 -р шатанд бүтээсэн хэлхээний самбарыг потенциометр ба MIDI үүрийг эхлээд утсан боодлын утас ашиглан хэлхээний самбартай холбож, дараа нь наасан. урд самбар. АС залгуур нь тэжээлийн эх үүсвэрт холбогдсон бөгөөд тэжээлийн тогтмол гүйдлийн гаралт нь Бак хувиргагчийн оролт, сойзгүй мотортой холбогддог кабельд холбогдсон байв. Мотор, серво, лазер утаснууд нь фанерын нүхээр дамжин электрон хайрцаг руу ордог. Хэт авианы мэдрэгчтэй ажиллахаасаа өмнө би бүх зүйлийг зөв утастай эсэхийг шалгахын тулд бүрэлдэхүүн хэсгүүдийг тус тусад нь туршиж үзсэн.

Би эхлээд хувьсах гүйдлийн залгуур худалдаж авсан боловч хайлж байгаа талаар маш муу сэтгэгдлийг уншсан тул урд талын самбар дээр буруу хэмжээтэй нүх гарсан байв. Тиймээс би хайчилж авсан нүхнийхээ хэмжээтэй тааруулж зарим залгуур адаптерийг 3d хэлбэрээр хэвлэж, хэвлэсэн.

Алхам 10: Хэт авианы мэдрэгчийг суурилуулах, холбох

Энэ үед лазер, серво, сойзгүй мотор, MIDI үүрийг Arduino -той холбож, удирдах боломжтой. Тоног төхөөрөмжийн хамгийн сүүлийн алхам бол хэт авианы мэдрэгчийг холбох явдал юм. Би хэт авианы мэдрэгч зохион бүтээж, 3d хэвлэсэн. Дараа нь би хэт авианы мэдрэгчийн угсралтыг гэрлийн хавтангийн дээд фанер хуудсан дээр холбож, тэгшхэн холбосон. Утас ороох утсыг фанер хуудсан дээр цооног өрөмдөж электрон хайрцаг руу чиглүүлэв. Би утас боолтыг Arduino дээрх зохих тээглүүрт холбосон.

Би хэт авианы мэдрэгчийн гүйцэтгэлд бага зэрэг сэтгэл дундуур байсан. Тэд 1см -30см -ийн хооронд маш сайн ажилласан боловч зайн хэмжилт нь энэ хүрээнээс гадуур маш их чимээ шуугиантай байдаг. Дуу чимээ, дуу чимээний харьцааг сайжруулахын тулд би хэд хэдэн хэмжилтийг дунджаар эсвэл дунджаар хийхийг оролдсон. Гэсэн хэдий ч дохио хангалттай найдвартай биш байсан тул би тэмдэглэл тоглох эсвэл лазер хуудсыг 25 см-ээр солих хязгаарыг тогтоосон.

Алхам 11: Динамик лазерын эргэлтийг програмчлах

Бүх утас, угсралт дууссаны дараа гэрлийн хавтангийн төхөөрөмжийг програмчлах цаг болжээ! Маш олон боломжууд байдаг, гэхдээ ерөнхий санаа бол хэт авианы мэдрэгчийн оролтыг авах, MIDI -д дохио илгээх, лазер, servo -ийг удирдах явдал юм. Бүх хөтөлбөрт банзны эргэлтийг потенциометрийн бариулыг эргүүлэх замаар хянадаг.

Танд NewPing ба MIDI гэсэн хоёр номын сан хэрэгтэй болно

Arduino -ийн бүрэн кодыг хавсаргав.

2017 оны зохион бүтээх сорилтын хоёр дахь шагнал