Машины зүрх (лазер микро проектор): 8 алхам (зурагтай)

2024 Зохиолч: John Day | [email protected]. Хамгийн сүүлд өөрчлөгдсөн: 2024-01-30 11:04

Энэхүү зааварчилгаа нь өмнөх туршилтын оюун санааны залгамжлагч бөгөөд би 3D тэнхлэгт хэвлэгдсэн эд анги, ороомогоос хос тэнхлэгтэй толин тусгал лазерын жолооны угсралт хийсэн.

Энэ удаад би жижигхэн байхыг хүсч байсан бөгөөд би онлайн шинжлэх ухааны илүүдэл сүлжээнээс арилжааны зориулалттай лазер жолоодлогын модулиудыг олж чадсан юм. Миний дизайн Далектэй төстэй болж эхэлсэн тул би энэ санаагаа ашиглан гүйж, хоёр инчийн өндөр Далекээс санаа авсан бот хийж, танд лазер бууддаг.

Гэхдээ энэ нь чамайг устгах гэж байгаа юм биш-энэ бол зүгээр л цахилгаан механик зүрхнээсээ хайрыг илгээх явдал юм!

Хэрэв танд энэ төсөл таалагдсан бол оптикийн уралдаанд саналаа өгөөрэй!:)

Алхам 1: Техас мужаас жижиг зүйл

Машины зүрх бол Texas Instruments-ийн TALP1000B модуль бөгөөд үүнийг "хоёр тэнхлэгтэй аналог MEMS заагч толь" гэж тодорхойлдог. Энэ бол нэлээд амтай зүйл тул үүнийг задалж үзье.

• Хос тэнхлэг: Энэ нь төхөөрөмж хэвтээ ба босоо тэнхлэгт хазайх боломжтой гэсэн үг юм.
• Аналог: тэнхлэгийн дагуух хазайлтыг аналог хүчдэлээр хянадаг бөгөөд -5 -аас 5 вольтын хооронд хэлбэлздэг.
• MEMS: Энэ нь бичил цахилгаан механик системийн товчлол бөгөөд энэ нь маш жижиг гэсэн үг юм!
• Заагч толь: Төхөөрөмжийн төв хэсэгт гимбал дээрх толь байдаг; толин тусгал тус бүрийг хэд хэдэн градусаар чиглүүлж, хэдэн градусын конус дотор лазер руу чиглүүлэх боломжийг олгодог.

Мэдээллийн хуудсыг хурдан үзэх нь энэ бол нарийн хэсэг гэдгийг харуулж байна. Дөрвөн жолооны ороомогоос гадна гэрэл ялгаруулагч, дөрвөн байрлал мэдрэгч, температур мэдрэгч байдаг. Хэдийгээр бид мэдрэгчийг ашиглахгүй ч гэсэн дараа нь би эвдэрсэн TALP1000B -ийн гоёмсог зургуудыг ойрхон хуваалцах болно.

TALP1000B -ийг ашиглахаа больсон, гэхдээ та үүнийг олж чадахгүй байна, та миний өмнөх зааварчилгаанд дурдсан төлөвлөгөөгөө ашиглан өөрөөсөө хамаагүй том хэмжээтэй лазерын толин тусгалыг бүтээж болно: зарчим нь яг ижил боловч та амьдралаа бүтээх хэрэгтэй болно. -Далекийн хэмжээтэй байшин!

Алхам 2: Билл материал

Энэхүү төслийн материалын жагсаалтыг доор харуулав.

• Нэг Texas Instruments TALP1000B (зогссон)
• Нэг Ардуино Нано
• Нэг SparkFun мотор драйвер - Хос TB6612FNG (толгойтой)
• Нэг талхны самбар
• Нэг хавчуурга (1kOhms)
• 2.54 мм -ээс 2 мм -ийн дөрвөн холбогч утас
• 0.1 "(2.54 мм) толгой
• 3D принтер ба судалтай
• Улаан лазер заагч

TALPB модулийг олоход хамгийн хэцүү байдаг. Би азтай байж, шинжлэх ухааны илүүдэл дэлгүүрээс хэдийг нь авлаа.

Та TALPB -ийг хэт өндөр үнээр онлайнаар олж магадгүй хэвээр байгаа боловч дараахь шалтгаанаар тэдэнд их мөнгө зарцуулахыг зөвлөдөггүй.

• Тэд инээдтэй хэврэг тул заримыг нь эвдсэн тохиолдолд танд хэд хэдэн ширхэг хэрэгтэй болно.
• Тэд бага давтамжтай 100 Гц давтамжтай бөгөөд ингэснээр та тэдгээрийг анивчихгүй лазер шоунд хангалттай хурдан жолоодож чадахгүй гэсэн үг юм.
• Тэд алтаар бүрсэн гадаргуутай бөгөөд энэ нь зөвхөн улаан лазерыг тусгадаг гэсэн үг юм. Энэ нь тууштай байхын тулд хэт тод ногоон лазер эсвэл харанхуйд гэрэлтдэг дэлгэц бүхий ягаан лазер ашиглахыг хориглодог.
• Эдгээр хэсгүүдэд байрлал мэдрэгч байдаг боловч Arduino нь байрлалын талаархи санал хүсэлтийг өгөхөд тийм ч хурдан биш гэж би бодож байна.

Миний бодлоор эдгээр хэсгүүд нь үнэхээр жижиг хэмжээтэй бөгөөд нарийвчлалтай боловч хоббигийн төслүүдэд хангалттай практик биш юм шиг санагддаг. Би олон нийтээс илүү сайн DIY загвар гаргахыг харахыг хүсч байна!

Алхам 3: Биеийг бүтээх

Би биеийг OpenSCAD дээр загварчилж 3D хэлбэрээр хэвлэв. Энэ нь орой дээр нь нүхтэй, ар талд нь TALB1000P модулийг оруулах үүртэй, урд хэсэгт нь том цоорхойтой гэрлийн цоорхойтой конус юм.

Та лазерыг дээрээс нь гэрэлтүүлж, урд талаас нь тусгадаг. Энэхүү 3D хэвлэсэн их бие нь дажгүй харагдаад зогсохгүй ажиллагаатай. Энэ нь бүх зүйлийг жигд байлгаж, инээдтэй эмзэг TALB1000P модулийг байрлуулдаг. Анхны загварыг унагаж, TALB1000P модулийг устгасны дараа атгахад хялбар болгох үүднээс би нуруу, овойлтыг нэмсэн.

Алхам 4: Зүрхийг шархлуулах олон арга

TALP1000B бол маш эмзэг хэсэг юм. Богино уналт эсвэл болгоомжгүй хүрэлт нь хэсгийг сүйтгэх болно (санамсаргүйгээр хүрэхэд би хоёр дахь модулиа хэрхэн устгасан юм). Маш эмзэг тул хүчтэй харц ч гэсэн түүнийг алж магадгүй гэж би бодож байна!

Хэрэв бие махбодийн аюул хангалтгүй байсан бол мэдээллийн хуудсанд нэмэлт аюулын талаар бичнэ.

Синусоид хөтөчийн хүчдэлийг эхлүүлэх эсвэл зогсоох үед түр зогсоох түр зогсоохоос зайлсхийх хэрэгтэй. Хэрэв 50 Гц -ийн хөтчийн хүчийг 50 Гц -ийн толин тусгал (4 -ээс 5 градусын механик хөдөлгөөн) үүсгэдэг хүчдэлд тохируулсан бол толин тусгал нь олон мянган цагийн турш асуудалгүй ажиллах болно. Хүчдэлийн гаралт мэдэгдэхүйц байх үед толины резонансыг өдөөх хүчдэлийн алхам гарч, эргэлтийн өнцөг нэлээд том болно (толин тусгал нь керамик хэлхээний хавтанг цохиж, эргэлтийг зогсоох үүргийг гүйцэтгэдэг). Үүнээс зайлсхийх хоёр арга бий: а) зөвхөн хөтчийн хүчдэл тэг болох үед асаах эсвэл унтраах (доорх зурагт үзүүлэв), б) асаах эсвэл унтраахын өмнө синус дискний далайцыг багасгах.

Тиймээс, үндсэн хүчийг унтраах нь үүнийг сүйтгэж болзошгүй юм. Өө!

Алхам 5: Зүрхний аппаратны тойрог

Миний хийсэн жолоочийн хэлхээ нь Arduino Nano болон хос сувагтай мотор жолоочоос бүрдэнэ.

Хэдийгээр мотор драйверууд нь моторт зориулагдсан боловч соронзон ороомгийг хялбархан жолооддог. Соронзон ороомогтой холбогдсон үед жолоочийн урагш болон урвуу чиг үүргүүд нь ороомогыг урагш эсвэл урвуу чиглэлд аль алинд нь асаахад хүргэдэг.

TALP1000B дээрх ороомог нь ажиллахад 60 мА хүртэл шаардлагатай. Энэ нь Arduino -ийн өгч чадах хамгийн их 40 мА -аас давсан тул драйвер ашиглах нь маш чухал юм.

Би мөн дизайндаа гоёл чимэглэлийн сав нэмсэн бөгөөд энэ нь гаралтын дохионы далайцыг хянах боломжийг надад олгосон юм. Энэ нь өгөгдлийн хүснэгтийн надад анхааруулсан резонансын нөлөөнөөс зайлсхийхийн тулд хэлхээг унтраахаасаа өмнө хөтчийн хүчдэлийг тэг болгох боломжийг олгодог.

Алхам 6: Ажиллахгүй драйвер … бас ажиллахгүй жолооч

Миний хэлхээ жигд долгионы хэлбэрийг гаргаж байгаа эсэхийг шалгахын тулд би X тэнхлэг дээр синус долгион, Y тэнхлэгт косинус гаргах туршилтын програм бичсэн. Би хөтөчийн хэлхээний гаралт бүрийг хоёр туйлт LED-тэй холбож, 220 ом эсэргүүцэлтэй. Хоёр туйлт LED нь гүйдэл нэг чиглэлд урсах үед нэг өнгө, эсрэг чиглэлд гүйх үед өөр өнгөөр гэрэлтдэг тусгай хоёр терминал LED юм.

Энэхүү туршилтын төхөөрөмж нь өнгөний өөрчлөлтийг ажиглаж, өнгөнд хурдан өөрчлөлт ороогүй эсэхийг шалгах боломжийг надад олгосон. Цохиурын цаана би нэг өнгө нь бүдгэрч, нөгөө өнгө нь бүдгэрэхээс өмнө гялалзсан анивчсаныг ажиглав.

Асуудал нь би L9110 чипийг мотор жолоочоор ашиглаж байсан явдал юм. Энэ драйвер нь ХОУХ-ны хурдны зүү, чиглэлийн зүүтэй боловч ХОУХ-ны хурдны дохионы урагш чиглэсэн чиглэлийн мөчлөг нь урвуу чиглэл дэх үүргийн мөчлөгийн эсрэг юм.

Чиглэлийн бит урагшлахад тэг гаргахын тулд танд 0% ХОУХ-ны үүргийн мөчлөг хэрэгтэй; гэхдээ чигийн бит урвуу байхад тэг гаралтын хувьд танд 100% -ийн ХОУХ-ны ажлын мөчлөг хэрэгтэй болно. Энэ нь чиглэл өөрчлөгдөх үед гаралт тэг хэвээр байхын тулд та чиглэл ба ХОУХ-ны утгыг хоёуланг нь өөрчлөх ёстой гэсэн үг бөгөөд үүнийг нэгэн зэрэг хийх боломжгүй тул та үүнийг ямар дарааллаар хийхээс үл хамааран сөрөг чиглэлээс шилжих үед хүчдэлийн огцом өсөлтийг авах болно. тэг хүртэл эерэг.

Энэ нь миний харсан анивчсан байдлыг тусгасан бөгөөд туршилтын хэлхээ намайг өөр TALB1000B модулийг устгахаас аварсан байх!

SparkFun хөдөлгүүрийн жолооч өдөр аварна

L9110 -ийг ашиглах боломжгүй гэдгийг олж мэдээд би SparkFun Motor Driver - Dual TB6612FNG -ийг үнэлэхээр шийдлээ (өмнө нь зааварчилгаа! Woot!).

Энэ чип дээр 0% -ийн хурдыг хянах зүү дээрх ХОУХ нь гаралтаас чиглэл харгалзахгүйгээр 0% -иар хөдөлдөг гэсэн үг юм. TB6612FNG нь чиглэлийг эргүүлэхийн тулд эргүүлэх ёстой хоёр чиглэлтэй хяналтын тээглүүртэй боловч ХОУХ-ны зүү тэг мөчлөгийн үед ин1 ба In2 хоёулаа өндөр байх завсрын төлөвөөр хийх нь аюулгүй юм. драйверыг ороомгийг ямар ч байдлаар эрчим хүчээр хангадаг завсрын "богино тоормосны" горимд оруулна.

TB6612FNG -ийн тусламжтайгаар би туйлшралын шилжилтийг тэг өнгөрөхөд ямар ч анивчихгүйгээр хийж чадсан. Амжилт!

Алхам 7: Arduino ноорог болон гүйцэтгэлийн тестийг ажиллуулах

Оптикийн тэмцээнд дэд байр эзэлсэн