Մեքենայի սիրտը (լազերային միկրո-պրոյեկտոր). 8 քայլ (նկարներով)

2024 Հեղինակ: John Day | [email protected]. Վերջին փոփոխված: 2024-01-30 09:49

Այս Instructable- ը ավելի վաղ կատարված փորձի հոգևոր իրավահաջորդն է, որտեղ ես կառուցեցի երկկողմանի հայելային լազերային ղեկային հավաքածու ՝ 3D տպված մասերից և էլեկտրահաղորդիչներից:

Այս անգամ ես ուզում էի փոքրանալ, և ինձ բախտ վիճակվեց գտնել առցանց առևտրային լազերային կառավարման մի քանի մոդուլներ առցանց գիտական ավելցուկային վարդակից: Իմ դիզայնը սկսեց նմանվել Դալեկին, ուստի ես վազեցի այդ գաղափարով և պատրաստեցի երկու դյույմ բարձրություն ունեցող Դալեկից ոգեշնչված բոտ, որը լազերներ է նետում ձեր վրա:

Բայց դա չի փորձում քեզ բնաջնջել, այլ պարզապես սեր է ուղարկում նրա էլեկտրամեխանիկական սրտից:

Եթե Ձեզ դուր է գալիս այս նախագիծը, խնդրում ենք քվեարկեք դրա համար Օպտիկայի մրցույթում::)

Քայլ 1: Ինչ -որ փոքր բան Տեխաս նահանգից

Մեքենայի սիրտը Texas Instruments- ի TALP1000B մոդուլն է, որը նկարագրվում է որպես «երկակի առանցքի անալոգային MEMS ուղղիչ հայելի»: Սա բավականին բերանի խոռոչ է, ուստի եկեք բաժանենք այն.

• Երկակի առանցք. Սա նշանակում է, որ սարքը կարող է թեքվել հորիզոնական և ուղղահայաց առանցքի վրա:
• Անալոգային. Առանցքի երկայնքով թեքությունը վերահսկվում է անալոգային լարման միջոցով `տատանվելով -5 -ից մինչև 5 վոլտ:
• MEMS: Սա նշանակում է միկրոէլեկտրական մեխանիկական համակարգ և նշանակում է, որ այն շատ փոքր է:
• Pointույց տալու հայելի. Սարքի կենտրոնում տեղադրված է հայելի գիմբալների վրա; հայելին կարող է ուղղվել մի քանի աստիճանով յուրաքանչյուր ուղղությամբ, ինչը թույլ է տալիս այն ուղղել լազերը ցանկացած վայրում ՝ մի քանի աստիճանի կոնաձևի սահմաններում:

Տվյալների թերթիկի արագ թերթելը ցույց է տալիս, որ սա բարդ մաս է: Ի լրումն չորս ղեկի ոլորուն, կա լուսարձակող, չորս դիրքի տվիչ և ջերմաստիճանի տվիչ: Չնայած մենք չենք օգտագործի սենսորները, բայց հետագայում ես մոտիկից կկիսեմ վնասված TALP1000B- ի մի քանի հիասքանչ լուսանկարներ:

TALP1000B- ը դադարեցվում է, բայց դուք չեք կարող գտնել այն, կարող եք ինքներդ կառուցել շատ ավելի մեծ լազերային ուղղիչ հայելի ՝ օգտագործելով իմ ավելի վաղ Instructable- ում շարադրված ծրագրերը. Սկզբունքները ճիշտ նույնն են, բայց դուք պետք է կառուցեք կյանք: -Չափի Դալեկը այն տանելու համար:

Քայլ 2: Նյութերի հաշիվ

Ստորև ներկայացված է այս նախագծի նյութերի օրինագիծը.

• One Texas Instruments TALP1000B (դադարեցված է)
• Մեկ Արդուինո Նանո
• One SparkFun շարժիչ - երկակի TB6612FNG (վերնագրերով)
• Մեկ տախտակ
• Մեկ տրիպոտ (1 կգ Օմ)
• Չորս 2.54 մմ -ից 2 մմ ցատկող լարեր
• 0.1 "(2.54 մմ) վերնագրեր
• Եռաչափ տպիչ և թելիկ
• Կարմիր լազերային ցուցիչ

TALPB մոդուլը ամենադժվարն է գտնել: Ես բախտ ունեցա և մի քանիսը վերցրի գիտական ավելցուկային կետում:

Դուք դեռ կարող եք գտնել TALPB առցանց չափազանց բարձր գներով, բայց ես խորհուրդ չեմ տալիս մեծ գումարներ ծախսել դրանց վրա հետևյալ պատճառներով.

• Նրանք ծիծաղելիորեն փխրուն են, որոշները կոտրելու դեպքում կարող է ձեզ մի քանիսը անհրաժեշտ լինել:
• Նրանք ունեն ցածր ռեզոնանսային հաճախականություն ՝ 100 Հց, ինչը նշանակում է, որ դուք չեք կարող դրանք բավական արագ քշել ՝ առանց շողշողացող լազերային շոուների:
• Նրանք ունեն ոսկեզօծ մակերես, ինչը նշանակում է, որ այն արտացոլում է միայն կարմիր լազերները: Սա բացառում է գերշողշող կանաչ լազերների կամ մանուշակագույն լազերների օգտագործումը `մթության մեջ փայլող էկրաններով` համառության համար:
• Թեև այս մասերն ունեն դիրքի տվիչներ, բայց ես չեմ կարծում, որ Arduino- ն բավական արագ է, որպեսզի դրանք քշի մի տեսակ դիրքային արձագանքներով:

Իմ կարծիքն այն է, որ չնայած այս մասերը աներևակայելի փոքր և ճշգրիտ են, բայց թվում է, որ դրանք բավականաչափ գործնական չեն հոբբի նախագծերի համար: Ես կնախընտրեի տեսնել, որ համայնքը հանդես գա DIY- ի ավելի լավ դիզայնով:

Քայլ 3. Մարմնի պատրաստում

Մարմինը մոդելավորեցի OpenSCAD- ով և 3D տպեցի: Այն կտրված կոն է ՝ վերևում բացվածքով, հետևի հատվածում ՝ TALB1000P մոդուլը տեղադրելու համար և առջևի մեծ բացվող լուսավոր անցք:

Դուք լազեր եք ներս ներսից և այն արտացոլվում է առջևից: Այս 3D տպված մարմինը ոչ միայն թույն տեսք ունի, այլև այն ֆունկցիոնալ է: Այն պահում է ամեն ինչ հավասարեցված և տեղադրում է ծիծաղելիորեն փխրուն TALB1000P մոդուլը: Ես ավելացրեցի գագաթներն ու հարվածները, որպեսզի ավելի հեշտ լինի բռնել այն բանից հետո, երբ ես գցեցի վաղ նախատիպը և ոչնչացրեցի TALB1000P մոդուլը:

Քայլ 4: Սիրտը կոտրելու բազմաթիվ եղանակներ

TALP1000B- ը չափազանց փխրուն մաս է: Կարճ ընկնելը կամ անզգույշ հպումը կփլուզեն հատվածը (պատահաբար դիպչելով դրան ՝ ես քանդեցի իմ երկրորդ մոդուլը): Այն այնքան փխրուն է, որ ես կասկածում եմ, որ նույնիսկ ուժեղ հայացքը կարող է սպանել այն:

Եթե ֆիզիկական վտանգները բավարար չէին, ապա տվյալների թերթիկը լրացուցիչ վտանգ է ներկայացնում.

Carefulգույշ եղեք, որպեսզի խուսափեք սինուսոիդային շարժիչի լարումը գործարկելիս կամ կանգնեցնելիս անջատման անցողիկ անցումներից: Եթե 50 Հց հզորության հզորությունը միացնում է 50 Հց հայելու մեծ պտույտ արտադրող լարման (4 -ից 5 աստիճան մեխանիկական շարժում), ապա հայելին կաշխատի հազարավոր ժամեր առանց խնդիրների: այն ժամանակ, երբ լարման ելքը նշանակալի է, ապա տեղի է ունենում լարման քայլ, որը կգրգռի հայելու ռեզոնանսը և կարող է հանգեցնել պտտման բավականին մեծ անկյունների (բավական է, որ հայելին հարվածի կերամիկական տպատախտակին, որը ծառայում է որպես ռոտացիայի կանգառ): Դրանից խուսափելու երկու եղանակ կա. Ա) միացնել կամ իջեցնել միայն այն դեպքում, երբ շարժիչի լարումը զրոյի մոտ է (ցույց է տրված ստորև նկարում), բ) նվազեցնել սինուսային սկավառակի ամպլիտուդը `նախքան վեր կամ վար սնվելը:

Այսպիսով, հիմնականում, նույնիսկ սարսափելի էներգիան անջատելը կարող է խաթարել այն: Վայ

Քայլ 5: Արագացնող սարքի միացում

Վարորդի սխեման, որը ես պատրաստել եմ դրա համար, բաղկացած է Arduino Nano- ից և երկակի կապուղու շարժիչից:

Թեև շարժիչային շարժիչները նախատեսված են շարժիչների համար, նրանք կարող են նույնքան հեշտությամբ մագնիսական կծիկներ վարել: Երբ միացված է մագնիսական կծիկին, վարորդի առաջ և հակառակ գործառույթները հանգեցնում են, որ կծիկն ակտիվանում է կամ առաջ կամ հակառակ ուղղություններով:

TALP1000B- ի ոլորունները գործելու համար պահանջում են մինչև 60 մԱ: Սա գերազանցում է Arduino- ի տրամադրած առավելագույն 40 մԱ -ն, ուստի վարորդի օգտագործումը էական է:

Ես նաև իմ դիզայնին ավելացրեցի զարդարված կաթսա, և դա թույլ է տալիս ինձ վերահսկել ելքային ազդանշանի ամպլիտուդը: Սա ինձ թույլ է տալիս սկավառակի հոսանքն անջատելուց առաջ զրոյի հասցնել սկավառակի լարումները ՝ խուսափելու համար այն տվյալների ռեզոնանսներից, որոնց մասին ինձ զգուշացրել էր տվյալների թերթը:

Քայլ 6. Վարորդ, որը չի աշխատի … և մեկը, ով աշխատում է:

Հաստատելու համար, որ իմ շղթան հարթ ալիքի ձև է թողնում, ես գրեցի մի թեստային ծրագիր `X առանցքի վրա սինուսային ալիք և Y առանցքի վրա` կոսինուս: Իմ շարժիչի միացման յուրաքանչյուր ելքը միացրեցի երկբևեռ LED- ների շարքով `220 օհմ ռեզիստորով: Երկբևեռ LED- ը հատուկ տիպի երկկողմանի LED է, որը փայլում է մեկ գույնով, երբ հոսանքը հոսում է մեկ ուղղությամբ, և այլ գույն, երբ հոսանքը հոսում է հակառակ ուղղությամբ:

Այս փորձարկման սարքավորումը թույլ տվեց դիտել գույնի փոփոխությունները և համոզվել, որ գույնի արագ փոփոխություններ չկան: Չղջիկից անմիջապես հետո ես նկատեցի պայծառ բռնկումներ, երբ մի գույնը մարում էր, իսկ մյուս գույնը մարելուն մոտ էր:

Խնդիրն այն էր, որ ես որպես շարժիչ էի օգտագործում L9110 չիպը: Այս վարորդն ունի PWM արագության քորոց և ուղղության քորոց, սակայն PWM արագության կառավարման ազդանշանի գործառնական ցիկլը առջևի ուղղությամբ հակառակն է աշխատանքային ցիկլի հակադարձ ընթացքը:

Zeroրոյական ելքի համար, երբ ուղղության բիթն առաջ է, ձեզ անհրաժեշտ է 0% PWM աշխատանքային ցիկլ; բայց երբ ուղղության բիթը հակառակն է, զրոյական ելքի համար ձեզ անհրաժեշտ է 100% PWM ցիկլ: Սա նշանակում է, որ ելքի զրոյական մնալու համար ուղղության փոփոխության ժամանակ դուք պետք է միանգամից փոխեք և՛ ուղղությունը, և՛ PWM արժեքը-դա չի կարող տեղի ունենալ միաժամանակ, ուստի անկախ նրանից, թե ինչ կարգով եք դա անում, բացասականից անցում կատարելիս ստանում եք լարման թռիչքներ: դրական զրոյի միջոցով:

Սա բացատրեց իմ տեսած բռնկումները, և փորձարկման սխեման հավանաբար փրկեց ինձ այլ TALB1000B մոդուլը ոչնչացնելուց:

SparkFun շարժիչի վարորդը փրկում է օրը:

Գտնելով, որ L9110- ը արգելք չէ, որոշեցի գնահատել SparkFun Motor Driver - Dual TB6612FNG- ը (որը ես շահել էի ավելի վաղ Instructable! Woot! - ում):

Այդ չիպի վրա PWM- ը 0% արագության կառավարման քորոցի վրա նշանակում է, որ ելքերը շարժվում են 0% -ով ՝ անկախ ուղղությունից: TB6612FNG- ն ունի ուղղության կառավարման երկու կապում, որոնք պետք է շրջվեն ուղղությունը հետ շրջելու համար, սակայն PWM- ի քորոցով զրոյական ցիկլով ապահով է դա անել միջանկյալ վիճակի միջոցով, որի դեպքում և In1- ը և In2- ը բարձր են վարորդը միջանկյալ «կարճ արգելակման» ռեժիմի մեջ, որը որևէ կերպ էներգիա է հաղորդում կծիկներին:

TB6612FNG- ի միջոցով ես կարողացա զրոյից անցնել բևեռայնության սահուն անցում ՝ առանց որևէ բռնկման: Հաջողություն:

Քայլ 7. Գործարկեք Arduino- ի էսքիզը և կատարման թեստը

Երկրորդ տեղը զբաղեցնող օպտիկայի մրցույթում