Moyo wa Mashine (Projekiti ya Laser Micro): Hatua 8 (na Picha)

2024 Mwandishi: John Day | [email protected]. Mwisho uliobadilishwa: 2024-01-30 12:53

Aliyefundishwa ni mrithi wa kiroho kwa jaribio la mapema ambapo niliunda mkutano wa kuongoza kioo cha axis mbili kutoka kwa sehemu zilizochapishwa za 3D na solenoids.

Wakati huu nilitaka kwenda ndogo na nilibahatika kupata moduli za uendeshaji za laser kutoka kwa duka la ziada la kisayansi mkondoni. Ubunifu wangu ulianza kufanana na Dalek, kwa hivyo nilikimbia na wazo hilo na nikapanga bot iliyoongozwa na Dalek yenye urefu wa inchi mbili ambayo inakupiga lasers.

Lakini sio kujaribu kukuangamiza-inakutumia tu upendo kutoka kwa moyo wake wa mitambo!

Ikiwa unapenda mradi huu, tafadhali upigie kura katika Mashindano ya Optics!:)

Hatua ya 1: Kitu Kidogo Kutoka Jimbo la Texas

Moyo wa mashine hiyo ni moduli ya TALP1000B kutoka kwa Hati za Texas, ambayo inaelezewa kama kioo kinachonyoa cha MEMS kinachofanana. Hii ni ya kinywa kabisa, kwa hivyo wacha tuivunje:

• Mhimili-mbili: Hii inamaanisha kuwa kifaa kinaweza kutega kwenye mhimili usawa na wima.
• Analog: Tilt kando ya mhimili inadhibitiwa na voltage ya analog, tofauti na -5 hadi 5 volts.
• MEMS: Hii inasimama kwa Mfumo wa Mitambo ya Umeme wa Micro na inamaanisha ni ndogo sana!
• Kuonyesha kioo: Katikati ya kifaa kuna kioo kwenye gimbals; kioo kinaweza kuelekezwa digrii chache katika kila mwelekeo, na kuiruhusu ielekeze laser mahali popote ndani ya koni ya digrii chache.

Kuvinjari haraka kupitia data ya data kunaonyesha kuwa hii ni sehemu ya kisasa. Kwa kuongeza coils nne za usukani, kuna mtoaji wa taa, sensorer nne za nafasi na sensorer ya joto. Ingawa hatutatumia sensorer, baadaye nitashiriki picha nzuri za TALP1000B iliyoharibiwa karibu.

TALP1000B imekoma, lakini huwezi kuipata, unaweza kujenga kioo kikubwa zaidi kinachoelekeza laser mwenyewe ukitumia mipango niliyoweka katika Agizo langu la awali: kanuni hizo ni sawa kabisa, lakini utahitaji kujenga maisha -kubwa Dalek kuiweka nyumba!

Hatua ya 2: Muswada wa Vifaa

Ifuatayo ni muswada wa vifaa vya mradi huu:

• Zana moja ya Texas TALP1000B (imekoma)
• Arduino Nano mmoja
• Dereva mmoja wa SparkFun - Dual TB6612FNG (yenye vichwa)
• Bodi moja ya mkate
• Trimpot moja (1kOhms)
• Waya nne za kuruka 2,54mm hadi 2mm
• Vichwa vya 0.1 "(2.54mm)
• Printa ya 3D na filament
• Kiashiria cha laser nyekundu

Moduli ya TALPB ni ngumu zaidi kupata. Nilipata bahati na nikachukua chache kwenye duka la ziada la kisayansi.

Bado unaweza kupata TALPB mkondoni kwa bei kubwa, lakini sipendekezi kutumia pesa nyingi kwao kwa sababu zifuatazo:

• Wao ni dhaifu sana, unaweza kuhitaji kadhaa ikiwa utavunja zingine.
• Wana masafa ya chini-resonant ya 100Hz, ambayo inamaanisha kuwa huwezi kuwaendesha haraka kwa kutosha kwa maonyesho ya laser yasiyokuwa na mwangaza.
• Wana uso wa dhahabu uliofunikwa, ambayo inamaanisha inaonyesha lasers nyekundu tu. Hii inakataza kutumia lasers za kijani kibichi zenye kung'aa au lasers za violet zilizo na skrini nyepesi-gizani kwa uvumilivu.
• Wakati sehemu hizi zina sensorer za msimamo, sidhani Arduino ina kasi ya kutosha kuwaendesha na maoni ya mkao.

Maoni yangu ni kwamba wakati sehemu hizi ni ndogo sana na sahihi, hazionekani kuwa za kutosha kwa miradi ya kupendeza. Ningependelea kuona jamii ikikuja na miundo bora ya DIY!

Hatua ya 3: Uundaji wa Mwili

Niliunda mwili kwa OpenSCAD na 3D niliichapisha. Ni koni iliyokatwa na ufunguzi juu, yanayopangwa nyuma kwa kuingiza moduli ya TALB1000P na shimo kubwa la mwangaza mbele.

Unaangaza laser kutoka juu na inaonyeshwa mbele. Mwili huu uliochapishwa wa 3D hauonekani tu kuwa mzuri, lakini pia unafanya kazi. Inaweka kila kitu ikilinganishwa na huweka moduli dhaifu ya TALB1000P. Niliongeza matuta na matuta ili iwe rahisi kushika baada ya kuacha mfano wa mapema na kuharibu moduli ya TALB1000P.

Hatua ya 4: Njia Nyingi za Kuvunja Moyo

TALP1000B ni sehemu dhaifu sana. Kuanguka kwa muda mfupi au kugusa hovyo kutaangamiza sehemu hiyo (kuigusa kwa bahati mbaya ni jinsi nilivyoharibu moduli yangu ya pili). Ni dhaifu sana hivi kwamba nashuku hata mtazamo mkali unaweza kuiua!

Ikiwa hatari za mwili hazitoshi, lahajedwali linaelezea hatari ya ziada:

Kuwa mwangalifu ili kuepuka kuanza kwa muda mfupi wakati wa kuanza au kuacha voltage ya sinusoidal drive. Ikiwa itaweka nguvu ya kuendesha 50Hz kwa voltage ambayo inazalisha mzunguko mkubwa wa kioo 50 Hz (mwendo wa mitambo ya digrii 4 hadi 5) basi kioo kitafanya kazi kwa maelfu ya masaa bila shida. juu wakati pato la voltage ni muhimu, basi hatua ya voltage hufanyika ambayo itasisimua uonekano wa kioo na inaweza kusababisha pembe kubwa kabisa za kuzunguka (ya kutosha kusababisha kioo kugonga bodi ya mzunguko wa kauri ambayo inasimama kama kuzungusha). Kuna njia mbili za kuzuia hii: a) nguvu juu au chini tu wakati voltage ya gari iko karibu na sifuri (iliyoonyeshwa kwenye mchoro hapa chini), b) punguza ukubwa wa gari la sine kabla ya kuweka juu au chini.

Kwa hivyo, kimsingi, hata kuzima nguvu ya darn kunaweza kuiharibu. Ah vey!

Hatua ya 5: Mzunguko wa Pacemaker

Mzunguko wa dereva nilioutengenezea lina Arduino Nano na dereva wa chaneli mbili.

Ingawa madereva wa magari hutengenezwa kwa motors, wanaweza kuendesha koili za sumaku kwa urahisi tu. Unapounganishwa na coil ya sumaku, kazi za mbele na za nyuma za dereva husababisha coil ipewe nguvu katika mwelekeo wa mbele au wa nyuma.

Coil kwenye TALP1000B zinahitaji hadi 60mA kufanya kazi. Hii ni zaidi ya upeo wa 40mA ambayo Arduino inaweza kutoa, kwa hivyo matumizi ya dereva ni muhimu.

Niliongeza pia sufuria ndogo kwa muundo wangu na hii inaniruhusu kudhibiti ukubwa wa ishara ya pato. Hii inaniruhusu kupiga chini voltages ya gari hadi sifuri kabla ya kuzima kuzima kwa mzunguko, ili kuzuia sauti za data ambazo zilinionya.

Hatua ya 6: Dereva Ambaye Haitafanya Kazi… na Yule Anayefanya

Ili kudhibitisha kuwa mzunguko wangu ulikuwa ukitoa muundo laini wa wimbi, niliandika programu ya kujaribu kutoa wimbi la sine kwenye mhimili wa X na cosine kwenye mhimili wa Y. Niliunganisha kila pato la mzunguko wangu wa kuendesha gari kwa taa za bi-polar katika safu na kontena la 220 ohm. LED ya poli mbili ni aina maalum ya LED-mbili-terminal ambayo huangaza rangi moja wakati wa sasa unapita katika mwelekeo mmoja na rangi nyingine wakati wa sasa unapita upande mwingine.

Ulaji huu wa majaribio uliniruhusu kutazama mabadiliko ya rangi na kuhakikisha kuwa hakuna mabadiliko ya haraka kwenye rangi. Mara tu kutoka kwa popo, niliona mwangaza mkali wakati rangi moja ilipotea na kabla ya rangi nyingine ilikuwa karibu kupotea.

Shida ilikuwa kwamba nilikuwa nikitumia chipu ya L9110 kama dereva wa gari. Dereva huyu ana pini ya kasi ya PWM na pini ya mwelekeo, lakini mzunguko wa ushuru wa ishara ya kudhibiti kasi ya PWM katika mwelekeo wa mbele ni kinyume cha mzunguko wa ushuru katika mwelekeo wa nyuma.

Ili kutoa sifuri wakati mwelekeo kidogo uko mbele, unahitaji mzunguko wa ushuru wa 0% PWM; lakini mwelekeo kidogo unapobadilika, unahitaji mzunguko wa ushuru wa PWM wa 100% kwa pato la sifuri. Hii inamaanisha kuwa kwa pato kubaki sifuri wakati wa mabadiliko ya mwelekeo, lazima ubadilishe mwelekeo na thamani ya PWM mara moja-hii haiwezi kutokea wakati huo huo, kwa hivyo bila kujali ni utaratibu gani, unapata spikes za voltage wakati unabadilika kutoka hasi kwenda chanya kupitia sifuri.

Hii ilisababisha mwangaza ambao nilikuwa nimeuona na mzunguko wa mtihani labda uliniokoa kutokana na kuharibu moduli nyingine ya TALB1000B!

Dereva wa SparkFun anaokoa siku

Kugundua kuwa L9110 haikuwa ya kwenda, niliamua kutathmini SparkFun Motor Dereva - Dual TB6612FNG (ambayo nilikuwa nimeshinda katika Inayoweza kufundishwa hapo awali! Woot!).

Kwenye chip hiyo, PWM kwenye pini ya kudhibiti kasi ya 0% inamaanisha matokeo yanaendeshwa kwa 0%, bila kujali mwelekeo. TB6612FNG ina pini mbili za kudhibiti mwelekeo ambazo lazima zipigwe ili kugeuza mwelekeo, lakini kwa pini ya PWM kwenye mzunguko wa ushuru wa sifuri, ni salama kufanya hivyo kupitia hali ya kati ambayo In1 na In2 ziko juu-hii inaweka dereva katika hali ya kati "fupi ya kuvunja" ambayo inapeana nguvu kwa njia yoyote.

Na TB6612FNG, niliweza kupata laini laini ya mpito wakati uliopita bila mwangaza wowote. Mafanikio!

Hatua ya 7: Kuendesha Mchoro wa Arduino na Upimaji wa Utendaji

Mkimbiaji Juu katika Mashindano ya Optics