Jenereta ya Karatasi ya Laser inayoingiliana na Arduino: Hatua 11 (na Picha)

2024 Mwandishi: John Day | [email protected]. Mwisho uliobadilishwa: 2024-01-30 12:50

Lasers inaweza kutumika kuunda athari nzuri za kuona. Katika mradi huu, niliunda aina mpya ya onyesho la laser ambalo linaingiliana na hucheza muziki. Kifaa hicho huzungusha lasers mbili na kuunda taa mbili za mwangaza. Nilijumuisha sensorer za umbali katika kifaa ili karatasi za laser ziweze kudhibitiwa kwa kusogeza mkono wako kuelekea kwao. Wakati mtu anaingiliana na sensorer, kifaa pia hucheza muziki kupitia pato la MIDI. Inajumuisha maoni kutoka kwa vinubi vya laser, vortexes za laser, na maonyesho ya POV.

Chombo hicho kinadhibitiwa na Arduino Mega ambayo inachukua pembejeo za sensorer za ultrasonic na matokeo ya aina ya karatasi ya laser iliyoundwa na muziki uliozalishwa. Kwa sababu ya digrii nyingi za uhuru wa lasers zinazozunguka, kuna tani za mifumo tofauti ya karatasi ya laser ambayo inaweza kuundwa.

Nilifanya mawazo ya awali juu ya mradi huo na kikundi kipya cha sanaa / teknolojia huko St Louis kinachoitwa Dodo Flock. Emre Sarbek pia alitumia majaribio ya awali kwenye sensorer zinazotumiwa kugundua mwendo karibu na kifaa.

Ikiwa utaunda kifaa cha karatasi ya laser, tafadhali kumbuka kuwa lasers salama za uendeshaji na rekodi za kuzunguka.

Sasisho la 2020: Niligundua uso ulioundwa na lasers ni hyperboloid.

Hatua ya 1: Orodha ya Ugavi

Vifaa

Lasers -

Gari isiyo na mswaki -

Mdhibiti wa kasi ya elektroniki -

Motors za Servo -

Transistors

Plywood

Plexiglass

Sensorer za Ultrasonic

Kuteleza -

Taa nyeupe -

Waongofu wa Buck

Waya ya kufunika waya

Kiunganishi cha MIDI

Potentiometer na vifungo -

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

Resistors

Kontakt za JST -

Kubadili nguvu ya AC

Ugavi wa umeme wa 12V -

Gundi ya kuni

Gundi kubwa

Screws kuni

Cable ya ugani ya USB -

Zana:

Chuma cha kulehemu

Wakata waya

Jig aliona

Mzunguko wa mviringo

Micrometer

Kuchimba nguvu

Hatua ya 2: Muhtasari na Mpangilio

Boriti ya laser hutengeneza boriti ya nuru iliyosanifishwa vizuri (yaani nyembamba), kwa hivyo njia moja ya kutoa karatasi ya taa ni kusonga haraka boriti katika muundo fulani. Kwa mfano, kuunda karatasi ya taa ya cylindrical, ungeweza kuzunguka laser karibu na mhimili sambamba na mwelekeo unaoelekeza. Ili kusonga laser haraka, unaweza kushikamana na laser kwenye ubao wa mbao ulioshikamana na motor ya brushless DC. Na hii peke yake, unaweza kuunda vortexes laini za laser za cylindrical!

Miradi mingine ya vortex ya laser inakamilisha hii kwa kuweka kioo kilichoinama kwenye mhimili wa mzunguko na laser iliyosimama iliyoelekezwa kwenye kioo. Hii inaunda koni ya karatasi ya laser. Walakini, na muundo huu, shuka zote za laser zitaonekana kutoka asili moja. Ikiwa lasers zimewekwa sawa na muundo kama nilivyojenga, una uwezo wa kuunda shuka za laser, kama sura ya glasi ya saa iliyoonyeshwa kwenye video.

Lakini vipi ikiwa unataka karatasi nyepesi ziwe zenye nguvu na za kuingiliana? Ili kukamilisha hili, niliunganisha lasers mbili kwenye servos na kisha nikaambatanisha servos kwenye ubao wa mbao. Sasa servos inaweza kurekebisha angle ya laser kwa heshima na mhimili wa mzunguko wa motor. Kwa kuwa na lasers mbili kwenye servos mbili tofauti, unaweza kuunda shuka mbili tofauti na kifaa.

Ili kudhibiti kasi ya motor DC, niliunganisha potentiometer na Arduino ambayo inachukua pembejeo ya potenometer na kutoa ishara kwa mdhibiti wa kasi ya umeme (ESC). ESC basi inadhibiti kasi ya gari (jina linalofaa, ndiyo), kulingana na upinzani wa potentiometer.

Hali ya kuwasha / kuzima kwa laser inadhibitiwa kwa kuwaunganisha na mtoaji wa transistor anayefanya kazi katika kueneza (i.e. kufanya kazi kama swichi ya umeme). Ishara ya kudhibiti hutumwa kwa msingi wa transistor ambayo inadhibiti sasa kupitia laser. Hapa kuna chanzo cha kudhibiti mzigo na transistor na arduino:

Nafasi ya servos pia inadhibitiwa na Arduino. Kama ubao unavyozunguka, karatasi nyepesi inaweza kudhibitiwa kwa kubadilisha nafasi ya servo. Bila pembejeo yoyote ya mtumiaji, hii peke yake inaweza kuunda shuka zenye nguvu zenye kupendeza. Pia kuna sensorer za ultrasonic zilizowekwa kando ya kifaa, ambazo hutumiwa kuamua ikiwa mtu anaweka mkono wake karibu na karatasi za taa. Ingizo hili basi hutumiwa kuhamisha lasers kuunda shuka mpya AU kutoa ishara ya MIDI. Jack ya MIDI imeunganishwa kusambaza ishara ya MIDI kwa kifaa cha kucheza cha MIDI.

Hatua ya 3: Kudhibiti Magari yasiyopigwa na Arduino

Ili kuunda shuka nyepesi kama vortex, unahitaji kuzungusha boriti ya laser. Ili kufanikisha hili, niliamua kujaribu kutumia motor ya DC isiyo na brashi. Nilijifunza kuwa aina hizi za motors zinajulikana sana na ndege za mfano na ndege zisizo na rubani, kwa hivyo nikaona kuwa itakuwa rahisi kutumia. Niliingia kwenye snags kadhaa njiani, lakini kwa ujumla ninafurahi na jinsi motor inavyofanya kazi kwa mradi huo.

Kwanza, motor inahitaji kuwekwa. Kwa kawaida nilibuni sehemu ya kushikilia motor na kuishikilia kwenye ubao ulioshikilia kifaa. Baada ya gari kuwa salama, niliunganisha gari kwenye ESC. Kutoka kwa kile nilichosoma, inasikika kuwa ngumu sana kutumia motor isiyo na brashi bila moja. Ili kufanya motor kuzunguka, nilitumia Arduino Mega. Hapo awali, sikuweza kufanya motor izunguke kwa sababu nilikuwa nikiunganisha tu ishara ya kudhibiti kwa 5V au ardhini, bila kuweka vizuri thamani ya msingi au kupima ESC. Kisha nikafuata mafunzo ya Arduino na potentiometer na servo motor, na hiyo ikazunguka kwa motor! Hapa kuna kiunga cha mafunzo:

Waya za ESC zinaweza kushikamana kwa njia yoyote kwa motor isiyo na brashi. Utahitaji viungio vya kike vya kuziba ndizi. Kamba nyekundu na nyeusi kwenye ESC zimeunganishwa na usambazaji wa umeme wa DC saa 12V, na nyaya nyeusi na nyeupe kwenye kontakt ya udhibiti wa ESC zimeunganishwa ardhini na pini ya kudhibiti kwenye Arduino, mtawaliwa. Angalia video hii ili ujifunze jinsi ya kurekebisha ESC:

Hatua ya 4: Kuunda Chassis ya Karatasi ya Laser

Baada ya kupata kuzunguka kwa gari, ni wakati wa kujenga chasisi ya karatasi nyepesi. Nilikata kipande cha plywood kwa kutumia mashine ya CNC, lakini pia unaweza kutumia jig saw. Plywood inashikilia sensorer za ultrasonic na ina shimo ndani yake kutoshea kipande cha plexiglas. Plexiglas inapaswa kushikamana na kuni kwa kutumia epoxy. Mashimo hupigwa kwa pete ya kuingizwa kutoshea.

Karatasi nyingine ya mviringo ya plywood hukatwa ili kushikilia motor isiyo na brashi. Katika karatasi hii ya kuni, mashimo hupigwa ili waya ziweze kupita baadaye kwenye ujenzi. Baada ya kuambatanisha mlima wa magari na mashimo ya kuchimba visima, karatasi hizo mbili za plywood zimeambatanishwa na mbao za 1x3 zilizokatwa karibu urefu wa 15cm na mabano ya chuma. Kwenye picha, unaweza kuona jinsi plexiglas iko juu ya motor na lasers.

Hatua ya 5: Mkutano wa Magari ya Laser na Servo

Karatasi za taa zinazobadilika zinaundwa na lasers zinazohamia kwa heshima na mhimili wa mzunguko. Nilibuni na 3d nilichapisha mlima unaoshikilia laser kwa servo na mlima unaounganisha servo na ubao unaozunguka. Kwanza ambatisha servo kwenye mlima wa servo ukitumia screws mbili za M2. Halafu, teleza nati ya M2 kwenye mlima wa laser, na kaza screw iliyowekwa ili kuweka laser mahali pake. Kabla ya kuunganisha laser kwenye servo, lazima uhakikishe kuwa servo inazungushwa kwa nafasi yake ya kufanya kazi. Kutumia mafunzo ya servo, elekeza servo kwa digrii 90. Kisha weka laser kama inavyoonekana kwenye picha ukitumia screw. Ilinibidi pia kuongeza dab ya gundi ili kuhakikisha kuwa laser haikuhama bila kukusudia.

Nilitumia cutter laser kuunda ubao, ambayo ina vipimo vya karibu 3cm x 20cm. Ukubwa wa juu wa karatasi nyepesi itategemea saizi ya ubao wa mbao. Shimo lilichimbwa katikati ya ubao ili iweze kutoshea kwenye shimoni la motor lisilo na brashi.

Ifuatayo niliunganisha mkutano wa laser-servo kwenye ubao ili lasers ziwe katikati. Hakikisha kwamba vifaa vyote kwenye ubao vimewekwa sawa kwa kuzingatia mhimili wa ubao wa mzunguko. Viunganishi vya Solder JST kwa lasers na nyaya za servo ili ziweze kushikamana na kuteleza katika hatua inayofuata.

Mwishowe ambatanisha ubao huo na mikutano ya laser-servo iliyoambatishwa kwenye gari isiyo na brashi na washer na karanga. Kwa wakati huu, jaribu motor isiyo na brashi ili kuhakikisha kuwa ubao unaweza kuzunguka. Kuwa mwangalifu usiendeshe gari haraka sana au uweke mkono wako kwenye njia ya kuzunguka kwa ubao.

Hatua ya 6: Kufunga utelezi

Je! Unazuia vipi waya zisiingiliane wakati umeme unazunguka? Njia moja ni kutumia betri kwa usambazaji wa umeme na kuiunganisha kwenye mkutano unaozunguka, kama ilivyo kwenye hii ya kufundisha ya POV. Njia nyingine ni kutumia utelezi! Ikiwa haujasikia juu ya kombeo au uliyotumia hapo awali, angalia video hii nzuri inayoonyesha jinsi inavyofanya kazi.

Kwanza, ambatisha ncha zingine za viunganisho vya JST kwenye utelezi. Hutaki waya kuwa mrefu sana kwa sababu kuna uwezekano wa wao kushikwa na kitu wakati ubao unapozunguka. Niliambatanisha kuteleza kwenye glasi ya macho juu ya gari lisilo na brashi kuwa linachimba kwenye mashimo ya vis. Kuwa mwangalifu usipasue plexiglass wakati wa kuchimba visima. Unaweza pia kutumia mkataji wa laser kupata mashimo sahihi zaidi. Mara utelezi unapowekwa, unganisha viunganishi.

Kwa wakati huu, unaweza kuunganisha waya zinazoteleza na pini za Arduino kufanya vipimo vya awali na jenereta ya karatasi ya laser.

Hatua ya 7: Kuunganisha umeme

Nilikata bodi ya mfano ili kuunganisha umeme wote. Kwa sababu nilitumia umeme wa 12V, ninahitaji kutumia vigeuzi viwili vya dc-dc: 5V kwa lasers, servos, potentiometer, na MIDI jack, na 9V kwa Arduino. Kila kitu kiliunganishwa kama inavyoonyeshwa mchoro kwa kugeuza au kufunga waya. Bodi hiyo iliunganishwa na sehemu iliyochapishwa ya 3d kwa kutumia kusimama kwa PCD.

Hatua ya 8: Kuunda Sanduku la Elektroniki

Elektroniki zote zimewekwa kwenye sanduku la mbao. Nilikata mbao 1x3 kwa pande za sanduku, na nikakata ufunguzi mkubwa kwa upande mmoja ili waya kwenye jopo la kudhibiti iweze kupitia. Pande hizo ziliunganishwa kwa kutumia vizuizi vidogo vya kuni, gundi ya kuni, na vis. Baada ya gundi kukauka, nikapiga mchanga pande za sanduku hata kuondoa kasoro zote kwenye sanduku. Kisha nikakata kuni nyembamba kwa mbele, nyuma, na chini ya sanduku. Chini kilipigiliwa misumari kando, na mbele na nyuma viliwekwa gundi kwenye sanduku. Mwishowe, nikapima na kukata mashimo vipimo vya vifaa kwenye jopo la mbele la sanduku: kebo ya kebo ya nguvu, usb jack, jack ya MIDI, na potentiometer.

Hatua ya 9: Kufunga Elektroniki kwenye Sanduku

Niliunganisha usambazaji wa nguvu kwenye sanduku kwa kutumia vis, Arduino ikitumia mlima uliobuniwa na desturi, na bodi ya mzunguko iliyoundwa katika Hatua ya 7. Potentiometer na jack ya MIDI ziliunganishwa kwa mara ya kwanza kwenye bodi ya mzunguko kwa kutumia waya wa kufunika waya, na kisha kushikamana na Paneli ya mbele. Jack ya AC iliunganishwa na usambazaji wa umeme, na pato la DC la usambazaji wa umeme liliunganishwa na pembejeo za waongofu wa Buck na nyaya zinazounganishwa na motor isiyo na brashi. Magurudumu, servo, na waya za laser huendeshwa kupitia shimo kwenye plywood hadi kwenye sanduku la elektroniki. Kabla ya kushughulika na sensorer za ultrasonic, nilijaribu vifaa peke yake ili kuhakikisha kuwa kila kitu kilikuwa na waya vizuri.

Hapo awali nilinunua jack ya nguvu ya AC, lakini soma hakiki mbaya sana juu ya kuyeyuka kwa hivyo nilikuwa na mashimo ya saizi isiyo sahihi kwenye jopo la mbele. Kwa hivyo, nilibuni na kuchapisha 3d adapta za jack ili zilingane na saizi ya mashimo niliyokata.

Hatua ya 10: Kuweka na Kuunganisha Sensorer za Ultrasonic

Kwa wakati huu, lasers, servos, motor brushless, na jack MIDI zote zimeunganishwa na zinaweza kudhibitiwa na Arduino. Hatua ya mwisho ya vifaa ni kuunganisha sensorer za ultrasonic. Nilibuni na 3d nilichapisha sensorer ya ultrasonic. Kisha nikatia waya na kushikamana sawasawa mikusanyiko ya sensa ya ultrasonic kwenye karatasi ya juu ya plywood ya jenereta ya karatasi nyepesi. Waya iliyofungwa kwa waya ilielekezwa kwenye sanduku la umeme kwa kuchimba mashimo kwenye karatasi ya plywood. Niliunganisha uzi wa waya kwenye pini zinazofaa kwenye Arduino.

Nilivunjika moyo kidogo na utendaji wa sensorer ya ultrasonic. Walifanya kazi vizuri kwa umbali kati ya 1cm - 30cm, lakini kipimo cha umbali ni kelele sana nje ya safu hiyo. Ili kuboresha uwiano wa ishara na kelele, nilijaribu kuchukua wastani au wastani wa vipimo kadhaa. Walakini, ishara bado haikutegemewa vya kutosha, kwa hivyo niliishia kuweka njia ya kucheza noti au kubadilisha karatasi ya laser kwa 25cm.

Hatua ya 11: Kupanga programu ya Laser Vortex ya Nguvu

Baada ya wiring na mkutano kukamilika, ni wakati wa kupanga kifaa cha karatasi nyepesi! Kuna uwezekano mwingi, lakini wazo la jumla ni kuchukua pembejeo za sensorer za ultrasonic na kutuma ishara kwa MIDI na kudhibiti lasers na servos. Katika mipango yote, mzunguko wa ubao unadhibitiwa kwa kugeuza kitovu cha potentiometer.

Utahitaji maktaba mbili: NewPing na MIDI

Imeambatanishwa ni nambari kamili ya Arduino.

Tuzo ya pili katika Changamoto ya Uvumbuzi 2017