проектор-рисовалка без зеркал

Тема в разделе 'Строящиеся проекты', создана пользователем Посетитель, 9 ноя 2010.

  1. Посетитель

    Посетитель Пользователь

    В связи с предстояшим приобретением 1Вт синих лазеров в голову пришел несложный девайс проектора-рисовалки.
    Традиционными отклоняющими системами "рисовалок" являются гальванометры с зеркалами, либо зеркала на шаговых двигателях.
    Оно и понятно, когда нужна широкоформатная картинка. Ничего лучше и не придумать.
    Но вот беда - пара зеркал отъедает почти половину мощи, и "разводит" луч.

    Ну а мне для развлекухи понадобился дальнобойный узкоформатный проектор-рисовалка. Так, чтобы за несколько сотен метров спроектировать на кронах деревьев, зданиях или низких облаках картинку 5...10м.
    Например, НЛО с вращающимися по кругу огнями, логотип или простенькую анимацию.
    Для этого не нужны зеркала, и можно качать непосредственно сам конструктив сборки лазерного диода с линзой. (см. чертеж)
    [attachment=0:2rs9nrch]отклонялка.JPG[/attachment:2rs9nrch]

    Для формирования узкоформатных картинок луч достаточно отклонять в пределах одного градуса. А в пересчете на линейное смещение одного из концов излучателя - на единицы миллиметров.
    Такое смещение можно получить используя шаговые двигатели с любым шагом, но с соответствующим редуктором.
    Подобные шаговики с редукторами есть в широкой продаже. Сгодится любой самой малой мощности.
    Схема управления (ключи) для шаговых двигателей отработаны на любой вкус.
    Сложнее обстоит дело с написанием несложных програмок с будующими анимациями или логотипами. Но попробуем найти кого из програмистов, способных осилить данную задачку.

    Есть у данного конструктива некоторые нюансы. Это безлюфтовые соединения моторов с лазерной головкой, и дрожание картинки на расстоянии в несколько сот метров при ручном держании девайса. Лучше с упора или со штатива.

    Проект буду неспешно запускать в реализацию, кто хочет присоединяйтесь, высказывайте замечания.
     

    Вложения:

  2. gml

    gml Пользователь

    Таким методом не добиться сколько нибудь приемлимой скорости отрисвки. Зеркала безусловно создают потери, но для глаза это не слишком заметно. А все эти выкрутасы, как раз для зрителей.
     
  3. winnorokomo

    winnorokomo Пользователь

    Самое простое замечание - необходимо добавить, как минимум, пружины напротив шаговиков. Инерция будет просто офигенная. Так и круг-то вряд ли получится отрисовать так, чтобы глаз видел круг, а не ползущую точку. Проще на те же шаговики поставить зеркала и не париться. 8-10% потерь от 1Вт не заметны практически. А если брать что-то менее мощное, что потери будут заметны - так этим даже на 5 метрах не нарисуешь ничего
     
  4. ABA

    ABA Пользователь

    При шарнирном соединение люфта не избежать, а при жёстком соединение работать не будет.
     
  5. gml

    gml Пользователь

    если будет червячная передача то люфтов не будет. Но червяки еще больше снизят скорость
     
  6. gml

    gml Пользователь

    Как вариант сделать отклоняющюю систему с магнитами и катушками, на 2х осях. Хотя и в этом случае инерция даст о себе знать. 1 ватт излучения это 5 ватт тепла. Соответственно башка с радиатором будет весить как утюг.
     
  7. enclis

    enclis Пользователь

    Пятно от синего лазера из A130/A140 без хорошей оптической системы будет размером в несколько метров. Очень много людей пыталось сделать сканер на шаговых двигателях - ничего путевого у них не вышло. Лучше откажите от этой идеи сразу же, больше времени потратите.
     
  8. gml

    gml Пользователь

    Все верно. Шаговик для точных, но не для быстрых дел.
    А если сделать отклоняющую систему на однм зеркале подвешенном на 2х осях?
     
  9. Djok_39

    Djok_39 Новичок

    По предложенной автором схеме, можно выжигатель по дереву сделать :)
    только может потребоваться еще и фокус изменять
     
  10. winnorokomo

    winnorokomo Пользователь

    на шаговиках есть прекрасно сделанный проектор на форуме. даже, вроде, схемы и печатки есть.
     
  11. Ryazanec

    Ryazanec Модератор Staff Member

    Да на шаговиках есть и схемы и описание и фотки и помоему даже прошивка контроллера.

    А без зеркал - инерция кашмарная будет, гальванометры делают как можно меньше по массе, а тут лазером ворочать... не выйдет ничего путевого 101%
     
  12. DENITO

    DENITO Пользователь

    Заметь даже в заводских чпу установках лазер статичен все потому что большая масса излучателя и вибрации быстро его убьют при вращении
     
  13. Посетитель

    Посетитель Пользователь

    Большое спасибо за все поправки и замечания. Сейчас более внимательно вникаю в суть задачи.

    В отличие от ЧПУ в рассматриваемой задаче не требуется высокая точность привязки координат проецируемой картинки.
    Угловые перемещения лазерного излучателя, и амплитуда линейного перемещения слишком малы, чтоб вызывать его поломки.

    Увы, шаговые двигатели (как выяснилось) в старт-стопном режиме могут выдавать максимально около 500 степов в секунду.
    При постоянном вращении с хорошими ключами-драйверами можно раскрутить до нескольких тысяч степов в сек. Но все равно этого недостаточно для многопиксельной развертки с периодом 5 -10 кадров в секунду.
    Уже сейчас стало ясно, что придется использовать смешанную развертку. "Медленное" смещение строк делать шаговым двигателем, непосредственно смещая полностью весь конструктив лазера. А "быструю" строчную развертку дополнительным зеркалом. Каким сделать привод зеркала - надо думать.

    Если использовать 10Гц кадровую развертку, то мерцания не будут особо заметны.
    Я решил ограничиться формированием картинок в растре 50х50 пикселей. Вполне достаточно для простеньких анимаций.
    То есть, 50 строк, и 50 точек в строке.
    При развертке 10Гц и 50 строках шаговый двигатель "кадрового" смещения должен обеспечивать 500 степов в секунду. Это вполне реализуемо. Учитывая, что у него на оси будет редуктор с коэффициентом около 100, то масса лазерной головки с оптикой особого значения играть не будет. Сама лазерная головка при этом будет постоянно ходить "туда-сюда" в вертикальной плоскости с частотой 5Гц (10 растров в секунду), с угловым размахом в пару градусов. Такая детская вибрация будет совершенно безвредна лазерному диоду.
    Для получения картинки ~5х5м с разрешением 2500 пикселей (50х50) на расстоянии 100м апертура луча на этой дистанции должна быть около 10см в диаметре. Это вполне реализуемо однолинзовой стеклянной оптикой малого диаметра.

    Теперь надо прикинуть строчную развертку.
    Длительность строки в рассматриваемом девайсе 2мс. Длительность единичной вспышки лазера при 50 пикселях в строке составит около 40мкс.
    Придется ставить быстродействующий КМОП ключ с ускоряющим драйвером.
    Скорость строчной развертки составит 500Гц.
    Для реализации малоугловой развертки по горизонтали потребуется что-то вроде вибрирующего с частотой 500Гц зеркала.
    Если все предыдущее вопросов реализации не вызывало, то с "вибрирующим зеркалом" пока непонятки, как сделать конструктив.

    Шаговый двигатель из доступных PMG35120-01 с редуктором на 120
     

    Вложения:

  14. winnorokomo

    winnorokomo Пользователь

    Строчную развёртку проще делать барабаном из зеркал на шаговом двигателе..
     
  15. Посетитель

    Посетитель Пользователь

    Но такой барабан требует очень точной юстировки всех отражающих плоскостей. Иначе строчки будут прыгать и по горизонтали, и по вертикали. Я когда-то держал в руках такой барабан от военного аппарата. Но он стоил немерянных денег.

    Вот кстати, набросал примерную схему "быстрого" модулятора лазера. 40-50мкс сможет вытянуть.
     

    Вложения:

  16. enclis

    enclis Пользователь

    10 Гц еще как будет заметно, это вам не многоцветная киношная картинка, а одноцветная размером в 10 метров. Купите себе 12к сканер и подстроечниками установите угол развертки в пару градусов.
     
  17. gml

    gml Пользователь

  18. winnorokomo

    winnorokomo Пользователь

    Можно взять барабан из лазерного принтера. Там всё нормально
     
  19. Посетитель

    Посетитель Пользователь

    Барабан от принтера был бы самым идеальным решением! Но он подходит только для широкоформатных разверток. Мне же нужен угол в пределах единиц градусов. Для этого нужен барабан с несколькими десятками граней. Слишком сложно.

    Хочу изучить разные варианты, в том числе с пьезоотклонением. Ведь нужен самый малый угол сканирования. И частота сканирования 500Гц!
     
  20. gml

    gml Пользователь

    А при чем тут количество граней? Просто отключайте лазер вне пределов рабочего поля и все.
     

Поделиться этой страницей