Графический Лазерный Проектор

[GROMIT 4]

Добрый день!

На этом форуме уже не раз была похожая тема, но там обсуждался либо простой спирограф с моторчиками либо бред какой-то . Предлагаю вместе разработать несложный в повторении векторный лазерный проектор (есть свои наработки) управляемый компьютером или работающий автономно т.е. загрузил кадры в eeprom и можно где угодно устраивать лазерное шоу.

Немного поясню как работает такой проектор. Самый простой проектор без обратной связи (Open-Loop) состоит из четырех частей:

Управляющее устройство -> АЦП -> Усилители -> Гальванометры

Изображение формируется из-за обрисовки контуров лазерным лучом. Гальванометры отклоняют луч по двум осям (X,Y), угол отклонения вала гальванометра зависит от напряжения на обмотках гальванометра.

Верхний гальванометр отклоняет луч по оси Х, а нижний по оси Y

Вот так устроен простенький гальванометр:

В прикреплениях фото самодельного. По мере создания буду здесь что-нибудь писать, может кто еще заинтересуется

[Adver 220]

PCBWay - всего $5 за 10 печатных плат, первый заказ для новых клиентов БЕСПЛАТЕН (Экспресс изготовление за 24 часа!)

Сборка высококачественных печатных плат от $30 + БЕСПЛАТНАЯ доставка по всему миру + трафарет

Онлайн просмотрщик Gerber-файлов от PCBWay!

Новые услуги: 3D-печать и обработка с ЧПУ

Студенческое спонсорство

[NebsteR 745]

и что там разрабатывать? не вижу особых технических сложностей, изготовить пару зеркал, катушек с неодимовыми магнитами... алгоритмы вывода тоже проблем не представляют при наличии вектор-файлов...

[Adver 220]

Изготовление 1...4-х слойных плат - 2$

Быстрое изготовление прототипа платы всего за 24 часа! Прямая доставка с нашей фабрики!

Смотрите видео о фабрике JLCPCB: https://youtu.be/_XCznQFV-Mw

[Microchip 213]

Чет не очень понятна "геометрия" луча.

Схемку можно накидать? Описание там..

Если на схемке гальванометра полюса пост-магнита синий и красный а оси катушек пересекаются с осью вала, то неясно как напряжение на катушке преобразуется в угловое перемещение зеркала и как при отсутствии оного возвращается на исходный угол.

И почему "гальваноМетр"?

[Adver 220]

Вебинар «Решения Analog Devices для гальванической изоляции. Обзор технологий и новинок» (27.04.2021)

Компания «Компэл» и Analog Devices приглашают всех желающих 27/04/2021 принять участие в вебинаре, посвященном решениям Analog Devices для гальванической изоляции. В программе вебинара: технологии гальванической изоляции iCoupler, цифровые изоляторы, изолированное питание и технология isoPower, гальванически изолированные интерфейсы (RS-485, CAN, USB, I2C, LVDS) и другое.

Подробнее

[GROMIT 4]

Чет не очень понятна "геометрия" луча.

Всмысле как изображение строится?

И почему "гальваноМетр"?

Так принято называть, обратно возвращается при помощи магнита, который сбоку крепится, или еще ожно полярность поменять, но так сложнее.

Edited January 5, 2010 by GROMIT

[Adver 220]

Пружинные клеммники Degson - высокое качество соединения по оптимальной цене!

Пружинные клеммные блоки Degson для монтажа на печатную плату – это простое и надежное соединение, которое позволяет легко решать задачи для различных приложений за счет обширного ассортимента. Клеммники Degson доступны в двух конструктивных исполнениях (торцевой контакт и зажимная клеть), имеют различные направления ввода проводника (45°, 90°, 180°) и обладают широким диапазоном поперечных сечений (0,2…2,5 мм2).

Подробнее

[Microchip 213]

Всмысле как изображение строится?

Я имел ввиду зеркала. Ну тут я уже сам допер.

Че касаемо построения изображения. Тут я вижу одну маленькую проблемму: допустим выведем квадрат на экран, есно дело он будет похож в лучшем случае на трапецию, в худшем на какую-нибудь замкнутую кривую. Каким образом предпологается компенсировать погрешности построения?, а они будут в такой цепочке:

цифровой код -> ЦАП -> усилитель -> гальванометр -> f(a)

здесь под f(a) я имею ввиду нелинейную функцию от угла поворота гальванометра, где её значение линейная координата на экране.

Из за нелинейности одинаковое приращение цифрового кода не даст одинаковое смещения на экране.

На самом деле у функции параметра два (два угла).

Если посмотреть на фото с зеркалами то луч дважды меняет угол по оси X. один раз это после первого зеркала и второй после второго, где его угол, от которого зависит линейный размер по оси X так же меняется.

Самым очевидным для меня решением явлеется эмпирическая настройка такой системы.

Скажем схема управления выводит настроечную сетку (круг, квадрат) на экране мы видем корявую картинку.

Далее с помощью двух органов управления (две ручки скажем) изменяем коэффициенты, пока изображение не будет правильным.

Теперь вопрос. Куда "засунуть" эти коэффициенты.

Может в цифровую часть раз уж к персоналке цеплять собираемся:

Т.е коды координат в цифровом виде не сразу подаются на узел формирования изображения а по некоторой функции (программно) корректируются.

Осталось только определить вид этой функции.

Как? Высчитывать её построив мат.модель такой системы? Проще повешаться сразу.

Возможно сделать так.

Строим систему (пока без коррекции). Пытаемся вывести сетку через равные промежутки (цифровой код через равный шаг)

На экране получаем скажем сетку с неравномерно увеличивающимся шагом измеряем это расстояние ( в таблицу: цифр.код ; размер на экране)

Далее, например, по методу средних квадратов ноходим вид этой функции.

Или может я преувеличиваю эту проблемму?

Имейте ввиду что я подразумевал возможность не только векторного вывода но и растрового (матрица из близкорасположенных точек)

Так принято называть, обратно возвращается при помощи магнита, который сбоку крепится, или еще ожно полярность поменять, но так сложнее.

Это типа, так: (поперечный разрез, положение ротора при отсутствии тока в катушках)

Тогда верю. Кстати, идея насчет магнита нравится. А я пытался пружиной возвращать (как в стрелочных измерительных приборах)

[Adver 235]

Новое семейство ИП от MEAN WELL мощностью 150, 300, 600 Вт с повышенной перегрузочной способностью

Компания MEAN WELL разработала семейство источников питания номинальной мощностью 150, 300 и 600 Вт с возможностью кратковременной безопасной работы при мощности в 2,5 раза выше номинальной (до 5 секунд). Данное семейство источников питания востребовано в промышленных установках с использованием электродвигателей или с емкостной нагрузкой. Применяя новые источники питания HRP/N можно получить экономический выигрыш.

Подробнее

[GROMIT 4]

Или может я преувеличиваю эту проблемму?

Да нет, все верно говоришь

Скоро второй гальванометр доделаю и вырежу зеркало, можно будет уже поэксперементировать, коэффициент лучше в цифровую часть засунуть, что проблем не составит, да и подобрать коэффициенты думаю будет не слишком сложно, сейчас как раз-то с программной частью "борюсь" все работает только через терминалку, а вписывать 1000 с лишним координат вручную это сразу готовь мыло и веревку. Через специальную прогу для этого дела, написанную на С# координаты отправляться не хотят, 2 дня бьюсь над этим, вообщем не так просто как считает Nebster

Гальванометрами собираюсь управлять при помощи этой схемы с компенсацией инерционности гальванометра.

Edited January 6, 2010 by GROMIT

[Ultralex 1]

А немаловажный вопрос- а для этого где и почём брать лазерные модули-то?

[Adver 220]

[Microchip 213]

А немаловажный вопрос- а для этого где и почём брать лазерные модули-то?

Ну здесь я вижу 4-е варианта:

1) Купить в ближайшем магазине (жаль что рядом со мной таких нет)

2) Заказать через интернет-магазин (самый перспективный в плане ассортимента)

3) раздраконить ненужный DVD

4) Ну и самый бюджетный вариант: лазерная указка.

Только не то "Г" которое 30р на рынке стоит, а например, ручка-указка+фонарик там лазер покачественнее будет (5mW)

Для экспериментов сойдет.

Лазерный модуль думаю можно найти в сети за 500-600р + доставка

-------------

GROMIT, за схемку управления гальванометром спасибо.

[GROMIT 4]

А немаловажный вопрос- а для этого где и почём брать лазерные модули-то?

Я хотел этот взять, зеленый лазер (532нм) 30 мвт 1710 руб.

http://lasers.org.ru/shop.html?page=shop.p...;category_id=14

Edited January 7, 2010 by GROMIT

[NebsteR 745]

2 дня бьюсь над этим, вообщем не так просто как считает Nebster

а я говорил что просто? я сказал проблем никаких (в смысле все принципы и т.п. понятны), остаются только долгие сидения вечерами за ноутами и поиск неверной запятой в коде

[igor1969 391]

Вот что-то похожее, но это совсем просто, я так понял вместо кулеров управляемое зеркало http://cxem.net/sound/light/light10.php

[GROMIT 4]

Да, это спирограф называется, там помоему фигуры лиссажу можно получать, но это не то, векторный проектор надо в англоязычном интернете искать, вот например.

а я говорил что просто? я сказал проблем никаких (в смысле все принципы и т.п. понятны), остаются только долгие сидения вечерами за ноутами и поиск неверной запятой в коде

Nebster, а ты в С# разбираешься?

[NebsteR 745]

хм... дел не имел, но синтаксис наверняка знакомый, а так для компа пишу на дельфях, для пиков в pcwh picc...

[shvedos 0]

А что если соорудить устройство принтерообразной развёртки, управлять им будет гораздо проще, как часами с круговой развёрткой:

Лазерный модуль идёт змейкой сверху вниз, и компьютер в нужное время его включает на тысячные секунды. Один проход сверху вниз-один кадр (снизу вверх), следущий кадр снизу вверх, затем сверху вниз, затем снизу вверх, итд, так можно добиться более сложных изображений и очень простого управления, например компьютеру суём jpg картинку, он её переводит в чб, и сканирует змейкой с той же скоростью что и агрегат, где чёрное-включить, белое- выключить... По моему проще некуда, только механику придумать, но тут двух dvd на доноры хватит с запасом =)

Как идея?

[GROMIT 4]

Идея не понравилась, гораздо сложнее в исполнении, это чем-то растровый проектор напоминает, такой лазер всетаки увесистый, еще перемещай его, причем с довольно большой скоростью, тк лазер большую часть времени будет зря бегать змейкой потеряем кучу времени, будет низкий Fps, вообщем не катит

[Microchip 213]

Да, это спирограф называется, там помоему фигуры лиссажу можно получать

Точно фигуры лиссажу. Везде где вращается два или более зеркал (неперпендикулярных оси вращения) получаюся фигурки лиссажу.

Вращающееся зеркало это гармоническая функция. А для получения фигур лиссажу нужно как минимум две.

А что если соорудить устройство принтерообразной развёртки, управлять им будет гораздо проще, как часами с круговой развёрткой:

Лазерный модуль идёт змейкой сверху вниз, и компьютер в нужное время его включает на тысячные секунды. Один проход сверху вниз-один кадр (снизу вверх), следущий кадр снизу вверх, затем сверху вниз, затем снизу вверх, итд, так можно добиться более сложных изображений и очень простого управления, например компьютеру суём jpg картинку, он её переводит в чб, и сканирует змейкой с той же скоростью что и агрегат, где чёрное-включить, белое- выключить... По моему проще некуда, только механику придумать, но тут двух dvd на доноры хватит с запасом =)

Как идея?

ИМХО там призматическое зеркало (в лазерных принтерах) а лазер не подвижен. Ну мож это только один из вариантов.

Самому разбирать лазерный принтер не приходилось. Думаю что там призма похожая как в устройстве лазерного эффекта "жидкого неба" (восмигранник например)

Но призма сканирует строку бумага сама перемещается, а здесь экран неподвижен.

Может быть угловое перемещение призме давать?

Идея не понравилась, гораздо сложнее в исполнении, это чем-то растровый проектор напоминает

Да в общем то это и будет растровый проектор. Векторный рисунок тут уже не вывести. Но если говорить о растровом выводе то о сложности в исполнении тут еще вопрос. Программа для него должна быть по проще. Синхронизация вывода на аппаратном уровне.

А что косается подвижного лазера. Думаю тут проблемма в его инерционности серьезная возникнет. (что было уже отмечено GROMITом)

Замечу что призматическое зеркало не делает возвратных движений а вращается с определенной угловой скоростью. Инерции здесь не наблюдается.

Кто че знает конкретно об устройстве лаз.принтера отзовитесь, плиз.

Картинку бы увидеть.

+ вопросик:

Народ, а как вы ссылки вставляете, чтобы была надпись например "схема" а не сама ссылка типа "http:\www....ru"

Edited January 8, 2010 by Microchip

[Microchip 213]

Иллюстрация сканирования лазером строки с использованием призматического зеркала.

Как и в "пропеллерных" часах можно измерять (или установить жестко) скорость вращения призмы и в нужные моменты включать лазер.

Т.к. скорость призмы постоянна, с инерцией проблемм не возникнет.

Потребуется еще датчик "начала отсчета". Как в вышеупомянутых часах.

[Microchip 213]

Для сканирования по вертикали можно призму на гальванометр посадить.

Есть ещё идея об вращающейся системе (Призма+лазер+привод призмы); питание с помощью вращающегося трансформатора, заимствованного из "пропеллерных" часиков.

В первом случае придется бороться с инерцией.

[GROMIT 4]

Идеи интересные, но я всетаки буду делать с отклоняющимеся зеркалами, в качестве зеркал будет аллюминевый диск от HDD, немного пастой ГОИ его отполирую, будет не хуже зеркала.

+ вопросик:

Народ, а как вы ссылки вставляете, чтобы была надпись например "схема" а не сама ссылка типа "http:\www....ru"

[url="http://ссылка"]Текст ссылки[/url]

С программой для проектора и прошивкой мк разобрался, все работает

[Microchip 213]

Идеи интересные, но я всетаки буду делать с отклоняющимеся зеркалами, в качестве зеркал будет аллюминевый диск от HDD, немного пастой ГОИ его отполирую, будет не хуже зеркала.

Ну с отклонеющимися зеркалами по механической части проще должно быть. Ну и векторный вывод поддерживается.

С полировкой металла идея хорошая. я уже подумывал что со стеклянными зеркалами не все "гладко" может быть.

Дело в том, что луч лазера отражается первый раз от поверхности стекла, а второй от "серебристого" покрытия. Пятно будит двоится если стекло толстое. Такая проблемма имеет место в зеркальных стереоскопах, и двоение весьма заметно при толщине 4мм.

Главное плоскостность выдержать при полировке и креплении. Ну и если я не ошибаюсь по массе легче должно быть.

Код
[url="http://ссылка"]Текст ссылки[/url]

Спасибо.

[GROMIT 4]

Да. по массе существенно легче, а зераклао с поверхностным напылением можно и в домашних условиях сделать, иногда получается если смыть защитное покрытие с обратной части зеркала ацетоном.

[Microchip 213]

Тут у меня возник вопрос о минимально необходимом битовом разрешении ЦАП для построения сколько-нибудь приличной картинки. (с учетом того что некоторые коды прийдется пропустить.)

Ну т.е. чтобы круг был похож на круг а не на шестиугольник.

Восьмибитового скорее всего маловато, нужно наверное 12 минимум. ??

[igor1969 391]

Неплохое зеркало из жесткого диска

[GROMIT 4]

Тут у меня возник вопрос о минимально необходимом битовом разрешении ЦАП для построения сколько-нибудь приличной картинки. (с учетом того что некоторые коды прийдется пропустить.)

Ну т.е. чтобы круг был похож на круг а не на шестиугольник.

Восьмибитового скорее всего маловато, нужно наверное 12 минимум. ??

Я буду восьмибитный использовать, причем на резисторах, хотел на К572ПА1 но на выходе какой-то венигрет Если к вольтметру подсоединить то получится аналоговый генератор случайных чисел

Вообще можно ЦАП на ШИМ заменить, но может не успевать значения менять

Edited January 8, 2010 by GROMIT

[Microchip 213]

хотел на К572ПА1 но на выходе какой-то венигрет

Поди дохлая.

У меня тут проблеммка наметилась. Пропала сохраненная страница со схемой управления гальванометром (грешу на антивирь).

А по ссылке из поста №6 больше не получается пройти и вообще на сайт попасть. толь сервак у них рухнул.

Можно её сюда залить?

Попалась на одном сайте инфа, что якобы можно при помощи зеркальных (читать импортных) пьезиков луч отклонять.

Чет в это смутно вериться.

А ведь наверняка можно с помощью "подбора" резисторов в матрице ЦАП несколько линеаризировать характеристику гальванометра,

который при неподвижной катушке и якоре-пост.магните получается электромагнитной системы, а они как известно не отличаются линейностью.

Вот тут мне бы хотелось уточнить у знающих людей: а гальванометр электромагнитной системы имеет логарифмическую шкалу? или там др. функция.

Все не могу найти подходящий магнит для экспериментального гальванометра.

Взор пал на моторчик (маленький такой, ИМХО "из игрушек"). Думаю отцепить обмотки (их 3) от коллектора и сделать отвод тонкой проволокой.

Один полюс использовать для возврата, другие два для отклонения.

Чет мне кажется это получится чет типа шагового двигателя (только с шагом 120 градусов). А если на обмотки подавать дискретно малые приращения то получим двигатель с малыми углами. Благо вращаться он не должен и отводы от полюсов можно просто припаять.

Потом отпишусь че вышло из этой затеи.

Есть мысля при использовании для возврата катушки вместо пост.магнита подавать на нё изменяющийся взависимости от выхода ЦАП ток.

Какой формы это еще предстоит покумекать. Цель линеаризировать характеристику. Может быть использовать для гашения колебаний.

Ну и отсюда еще один вывод: если завалялись два шаговых движка можно их заюзать. (конечно привод не дешевый получится)

Вообще можно ЦАП на ШИМ заменить, но может не успевать значения менять

Думаю дохлый номер. Отклонение ведь по среднему току будет, т.е. надо ждать нескольких периодов импульсов. частота которых будет ограничена индуктивностью катушки. Не успеет.