DIY լազերային կառավարման մոդուլ Arduino- ի համար. 14 քայլ (նկարներով)

2024 Հեղինակ: John Day | [email protected]. Վերջին փոփոխված: 2024-01-30 09:51

Այս Ուղեցույցում ես կցուցադրեմ երկակի առանցքի, մեկ հայելիով լազերային ճառագայթով ղեկի մոդուլի կառուցում ՝ օգտագործելով 3D տպագիր մասեր և eBay- ի էժան բաղադրիչներ:

Այս նախագիծը նմանություններ ունի Arduino Laser Show- ի հետ Full XY Control- ով և Arduino Laser Show With Real Galvos- ով, բայց ես կարծում եմ, որ առաջինն է օգտագործել 3D տպագիր դիզայն էժան էլեկտրամագնիսական սղոցներով: Ես բոլոր դիզայնի ֆայլերը դնում եմ GPLv3- ի տակ, որպեսզի դիզայնը կարողանա կատարելագործվել և կատարելագործվել:

Չնայած ներկայումս ես միայն հավաքել եմ մոդուլը և գրել մի շատ հիմնական թեստային ծածկագիր, իմ հույսն այն է, որ մի օր կարող եմ այն հասցնել հաջորդ մակարդակի ՝ ներառելով վիդեո գրաֆիկական ծածկագիրը իմ ավելի վաղ Arduino- ի Ուսուցանելի, գերարագ անալոգային լարումներից:

Քայլ 1: Հավաքեք ոչ 3D տպագիր մասերը

Լազերային հավաքածուն բաղկացած է հետևյալ մասերից.

• 4 միկրո սոլենոիդ
• Մեկ 1/2 դյույմ հայելի
• Չորս M3 պտուտակ

Իմ օգտագործած հատուկ էլեկտրաշարժիչները eBay- ում գնվել են յուրաքանչյուրը 1,45 դոլարով: Կլոր հայելին հայտնաբերվել է HobbyLobby- ի արհեստների միջանցքում. 25 հատ փաթեթն ինձ արժեցավ 3 դոլարից պակաս: Հայելիներ կարող եք գտնել նաև eBay- ում:

Ձեզ նույնպես պետք կլինի էժան լազերային ցուցիչ ՝ կրկին eBay- ից: Մանուշակագույն լազերը վինիլային փայլուն թերթի հետ միասին հիանալի համադրություն է այս նախագծի համար:

Օգնական ձեռքերի հավաքածուն անհրաժեշտ չէ, բայց շատ օգտակար կլինի լազերային ցուցիչը պահելու և տեղադրելու համար: Սարքի կոճակը պահելու համար կարող է օգտագործվել մի մեծ ամրացնող սեղմիչ:

Ձեզ հարկավոր կլինի Arduino (ես օգտագործել եմ Arduino Nano) և սոլենոիդներ վարելու միջոց: Ինչպես VajkF- ը նշել է մեկնաբանություններում, կարող եք օգտագործել նախապես պատրաստված H- կամուրջ, ինչպիսիք են L298- ը կամ L9110- ը: Դրանք մատչելի են eBay- ում մի քանի դոլարով և կարող են օգտագործվել նաև շարժիչներ և ռոբոտաշինական նախագծեր վարելու համար:

Քանի որ ես H- կամուրջ չունեի, ես կառուցեցի իմ սեփական վարորդը ՝ առանձին բաղադրիչներից.

• Չորս NPN երկբևեռ տրանզիստոր (ես օգտագործել եմ MPS3704)
• Չորս ռեզիստոր (ես օգտագործել եմ 1.2k ohm դիմադրություն)
• Չորս դիոդ (ես օգտագործել եմ 1N4004)
• 9 Վ մարտկոց և մարտկոցի միակցիչ

Էլեկտրոնային բաղադրիչներն իմ լաբորատորիայից էին, ուստի ես դրանց համար ճշգրիտ ծախսեր չունեմ, բայց եթե դուք արդեն չունեք մասերը կամ չեք կարող դրանք մաքրել, հավանաբար ավելի ծախսարդյունավետ կլինի նախապես կառուցված H կամուրջ օգտագործել: Այնուամենայնիվ, ես կտրամադրեմ ձեր սեփականը կառուցելու սխեմաները:

Քայլ 2. 3D տպել Հայելիի կառավարման մոդուլը

Լազերային ղեկի մոդուլը բաղկացած է 3D տպված երկու մասից `չորս էլեկտրամագնիսական սարքերի տեղադրման հիմք և հայելու համար հոդակապ հարթակ:

Ես ձեզ կցեցի երկու STL ֆայլ ՝ 3D տպման համար, ինչպես նաև FreeCAD ֆայլեր ՝ դիզայնը փոփոխելու անհրաժեշտության դեպքում: Ամբողջ բովանդակությունը գտնվում է GPLv3- ի ներքո, այնպես որ դուք ազատ եք կատարելագործել և կիսվել ձեր բարելավումներով:

Քայլ 3. Հավաքեք լազերային մոդուլը

• Օգտագործեք տաք սոսինձ ՝ չորս սոլենոիդները ստորին կտորին ամրացնելու համար:
• Օգտագործեք տաք սոսինձ ՝ հայելին վերին կտորի կենտրոնում ամրացնելու համար:
• Տեղադրեք մետաղական մխոցները սոլենոիդների մեջ, այնուհետև տեղադրեք վերին հատվածը սյուների վրա (բայց մի պտուտակեք այն): Մի փոքր պտտեք վերին հատվածը և փոքր պտուտակահան օգտագործելով, յուրաքանչյուր մխոց բարձրացրեք իր դիրքում: Սկավառակի շրթունքը պետք է սահի դեպի մխոցի վրայի ակոսը: Beգույշ եղեք, քանի որ 3D տպված ծխնիները շատ փխրուն են: Համբերությամբ և, հնարավոր է, մի քանի անհաջող փորձերով, դուք պետք է կարողանաք տեղավորել բոլոր չորս մխոցները ՝ առանց պտուտակելու կամ ճնշում գործադրելու ծխնիների վրա:
• Երբ բոլոր մխոցները տեղադրվեն, մասամբ տեղադրեք M3 պտուտակները, բայց նախքան դրանք սեղմելը, նրբորեն ներքև սեղմեք յուրաքանչյուր մխոցի վրա և համոզվեք, որ հայելին ազատորեն թեքվում է: Եթե այն չի շարժվում ազատորեն կամ չի բռնում, գուցե անհրաժեշտ լինի հեռացնել վերին ափսեը, անջատել մեկ կամ մի քանի էլեկտրամագնիսական սղոցներ և նորից ամրացնել այն արտաքին մի փոքր անկյան տակ (դրա և կենտրոնական դարակի միջև հեռավորությունը դնելը կարող է օգնել դրան).

Քայլ 4: Տպեք լազերային ցուցիչի օձիքը

Լազերային ցուցիչի օձիքը տեղավորվում է լազերային ցուցիչի գլխին: Այնուհետև կարող եք օգնության ձեռքերի հավաքածու օգտագործել օձիքը բռնելու և թույլ տալու, որ լազերը տեղադրեք հենց ձեր նստարանին:

Քայլ 5: Հավաքեք Վարորդական Շղթան

Շարժիչային սխեման ցուցադրվում է սխեմատիկորեն: Ինչպես արդեն նշվեց, իմ տարբերակը կառուցված է առանձին բաղադրիչներից, բայց դուք կարող եք օգտագործել նաև մատչելի H կամուրջ: Եթե դուք որոշեք կառուցել ձեր սեփականը, ապա ձեզ հարկավոր կլինի կառուցել այս սխեմայի չորս պատճեն ՝ մեկը չորս սոլենոիդներից յուրաքանչյուրի համար:

Յուրաքանչյուր միացում կկապվի Arduino- ի քորոցին, երկուսը ՝ ձախ և աջ էլեկտրամագնիսական սարքը կառավարելու համար, և երկուսը ՝ վերև և ներքև էլեկտրամագնիսականների համար: Սրանք պետք է միացված լինեն PWM ունակ կապումներին, ինչպես օրինակ ՝

• Պին 9 ՝ վերևի էլեկտրահաղորդիչ
• Pin 3: Down Solenoid
• Պին 11. Ձախ էլեկտրահաղորդիչ
• Պին 10. Աջ սլոնոիդ

Մեկ վոլտ մարտկոցը կարող է օգտագործվել բոլոր չորս էլեկտրահաղորդիչային սխեմաները վարելու համար, կամ կարող եք օգտագործել նստարանի էլեկտրամատակարարումը: Arduino- ն կջնջի USB հոսանքը և չպետք է միացված լինի 9 Վ մարտկոցի դրական կողմին: Այնուամենայնիվ, մարտկոցի բացասական կողմը օգտագործվում է որպես հիմք `հղում կատարելու համար և պետք է միացված լինի Arduino- ի GND կապին, ինչպես նաև տրանզիստորների վրա թողարկող կապում:

Քայլ 6: Վերբեռնեք օրինակելի ծածկագիրը

Նմուշի կոդը թարմացվել է հետևյալ հատկանիշներով.

• Կարգավորում է PWM հաճախականությունը այնպես, որ ցածր արագությունների դեպքում մեխանիզմը գրեթե լուռ է: Motion Test 1 -ում բզզոցը լիովին վերացել է:
• Շիմպֆի թղթի վրա հիմնված լարման հավասարումներ ավելացնում է էլեկտրամագնիսական ոչ գծային արձագանքը «գծայնացնելու» համար:

Ես նաև ներառել եմ Lorenz Attractor- ի իրականացում ՝ այս բլոգի ծածկագրի հիման վրա:

Արդյունքների հավատարմությունը շատ ցանկալի է թողնում, բայց ես դեռ աշխատում եմ դրա վրա::)

Հետագա քայլերը ցույց են տալիս ծածկագրում օգտագործված որոշ տեխնիկա:

Քայլ 7: Ձայնի իջեցում

Իմ Շարժման թեստ 1 -ում դուք կարող եք լսել ուժեղ բզզոց, մասնավորապես վեր և վար շարժումների ժամանակ: Պարզվում է, որ դա պայմանավորված է եղել Arduino- ի լռելյայն PWM մանրացման հաճախականությամբ `լսելի տիրույթում: Կծիկի լարման արագ միացումը և անջատումը կհանգեցնի նրանց թրթռալուն այդ հաճախականությամբ ՝ դրանք վերածելով փոքրիկ փոքրիկ բարձրախոսների:

Այս խնդիրը լուծելու համար ես ավելացրեցի PWM հաճախականությունը ծածկագրում.

#սահմանել PWM_FREQ_31372Hz 0x01 // Սահմանում է PWM հաճախականությունը 31372.55 Հց #սահմանել PWM_FREQ_3921Hz 0x02 // PWM հաճախականությունը սահմանում է 3921.16 Հց #սահմանել PWM_FREQ_980Hz 0x03 // Հաճախականություն TBM & 0b11111000) | հաճախականություն; // Սահմանել ժամաչափ 1 (կապում 9 & 10) հաճախականություն TCCR2B = (TCCR2B & 0b11111000) | հաճախականություն; // Սահմանել ժամանակաչափ 2 (կապում է 3 և 11) հաճախականությունը}

Arduino PWM հաճախականությունը սահմանելը օգտակար հնարք է էլեկտրամագնիսական կամ շարժիչային շարժիչները հանդարտեցնելու համար: Փորձեք հաճախությունների տարբեր ընտրանքների հետ `տեսնելու, թե որն է ձեզ տալիս լավագույն արդյունքը: Չնայած այն ներառում է որոշ ավելի առաջադեմ ծրագրավորում, բայց լավ ռեսուրս այն մասին, թե ինչպես են աշխատում ժամաչափերը այստեղ:

Քայլ 8. Լարման կարգավորումը `աղավաղումը նվազեցնելու համար

Շարժման իմ նախնական թեստերը ցույց տվեցին, որ դրանք զգալի խեղաթյուրումներ էին էլեկտրամագնիսական պատասխանի ժամանակ: Շարժման թեստ 3 -ում (ձախ պատկեր), այն, ինչ ենթադրվում էր, որ շրջանաձև պարույր է, դարձավ ուղղանկյուն վեբ ՝ ատամնավոր եզրերով:

Այս խնդրի լուծումը պահանջում էր մի փոքր մաթեմատիկա, բայց ես կարողացա գտնել մի զարմանահրաշ թուղթ համացանցում, որն ինձ օգնեց բավականաչափ լավ հասկանալ խնդիրը ծրագրային ապահովման մեջ լուծելու համար:

Այն, ինչ հետևում է ձեզ, քայլեր է կատարում այն գործընթացի միջոցով, որով ես անցել եմ համակարգը կարգավորելու և արդյունքում առաջացած հետքերի տեսքը բարելավելու համար:

Քայլ 9. Softwareրագրակազմի կատարելագործում ՝ մաթեմատիկայի միջոցով

Համակարգը կարգավորելու գաղտնիքը հիանալի փաստաթուղթ էր, որը կոչվում էր «Սոլենոիդ ուժի մանրամասն բացատրություն» ՝ Փոլ Հ. Շիմփֆի կողմից Արևելյան Վաշինգտոնի համալսարանից (հղում): Մասնավորապես, 17 բանաձևը ինձ տվեց էլեկտրամագնիսական ուժը տարբեր տերմինների առումով:

Հետևյալ տերմինները հեշտ էր չափել.

• R - իմ էլեկտրահաղորդիչի դիմադրությունը
• լ - էլեկտրամագնիսական երկարության երկարությունը
• x - մխոցի տեղաշարժը սոլենոիդում
• V - լարումը էլեկտրահաղորդիչով

Ես նաև գիտեի, որ էլեկտրամագնիսական համակարգի գործադրած ուժը պետք է հավասարակշռի երկակի առանցքի հայելու վրա եռաչափ տպված աղբյուրներից եկող ուժը: Springսպանակի ուժը կարգավորվում է Հուկի օրենքով, որը շարադրված է հետևյալ կերպ.

F = -kx

Չնայած ես չգիտեի k- ի արժեքը, բայց գոնե գիտեի, որ Շիմպֆի թղթից 17 հավասարումից դուրս եկած ուժը պետք է հավասար լինի Հուկի օրենքի ուժին:

Ալֆայի արժեքը (α) բարդ էր: Չնայած 13 և 14 հավասարումները ցույց տվեցին, թե ինչպես կարելի է հաշվարկել այս արժեքները էլեկտրամագնիսական (A) տարածքից, շրջադարձերի քանակը (N) և մագնիսական թափանցելիության արժեքները (μ), ես չէի ուզում պոկել էլեկտրահաղորդիչ ՝ հաշվելու համար շրջադարձերի քանակը, ոչ էլ ես գիտեի այն նյութը, որից պատրաստված էր իմ էլեկտրամագնիսական միջուկը:

Քայլ 10: Բաղադրիչների էժան փորձարկիչը խնայում է օրը:

Սակայն պարզվեց, որ 15 և 16 հավասարումները ինձ տվեցին այն, ինչ ինձ պետք էր: Ես ունեի էժան M328 բաղադրիչով փորձարկիչ, որը գնել էի eBay- ից 10 դոլարով: Այն կարողացավ օգտագործել այն իմ չափիչ էլեկտրահաղորդման ինդուկտիվությունը չափելու համար, և ես պարզեցի, որ խարիսխը տարբեր խորություններում մղելով ՝ ինձ տալիս են ինդուկցիոն տարբեր արժեքներ:

Լրիվ տեղադրված արմատուրով չափելը ինձ տվեց L (0) արժեքը:

Իմ էլեկտրամագնիսական երկարության երկարությունը 14 մմ էր, ուստի ես արմատուրով ինդուկտիվությունը չափեցի հինգ դիրքում, և դա ինձ տվեց տարբեր արժեքներ L (x) - ի համար.

• L (0.0) = 19.8 մՀ
• L (3.5) = 17.7 մՀ
• L (7.0) = 11.1 մՀ
• L (10.5) = 9.3 մՀ
• L (14) = 9.1 մՀ

Այնուհետև ես օգտագործել եմ աղյուսակ ՝ իմ արժեքներն ընդդեմ 15 և 16 հավասարումների արժեքի, μr- ի որոշակի ընտրության համար և այնուհետև փոփոխում եմ իմ ընտրությունը, մինչև լավ համընկնում գտա: Դա տեղի ունեցավ, երբ μr- ը 2.9 էր, ինչպես ցույց է տրված գրաֆիկում:

Քայլ 11. Գտեք գարնանային հաստատուն K, լուծեք խնդիրը

Միակ անհայտը մնաց K- ը ՝ գարնանային հաստատունը: Ես դա չափեցի ՝ 9V կիրառելով իմ երկակի առանցքի հավաքածուի էլեկտրամագնիսական բլոկներից մեկին և չափելով հայելին ներքև քաշած հեռավորությունը: Այս արժեքներով ես կարողացա լուծել K- ի հավասարումները, որը ես գտա մոտ 10.41 -ի սահմաններում:

Այժմ ես ունեի այն արժեքները, որոնք անհրաժեշտ էին ինսուլտի երկայնքով տարբեր դիրքերում էլեկտրամագնիսական համակարգի ձգումը հաշվարկելու համար: F (x) սահմանելով Հուկի օրենքի գարնանային ուժին, ես կարող եմ լուծել պահանջվող V լարման համար:

Գրաֆիկը ցույց է տալիս լարումը, որը պահանջվում է էլեկտրամագնիսական մթնոլորտը ցանկացած ցանկալի դիրքի տեղափոխելու համար:

Աջ կողմում, որտեղ լարումը զրոյական է, իսկ դիրքը `3 մմ, դա համապատասխանում է էլեկտրամագնիսական չեզոք հանգստի կետին, երբ եռաչափ տպված ծխնիները լիովին թուլացած են: Գրաֆիկի վրա ձախը շարժվելը համապատասխանում է եռաչափ տպված ծխնիների ձգման դեմ արմատախողովակի մխոց մտնելուն. Դա սկզբում ավելի մեծ լարում է պահանջում, բայց քանի որ արմատուրան ավելի է խորանում սոլենոիդի մեջ, ձգումը մեծանում է և պահանջվող շարժիչ լարումը նվազում է:

Այս հարաբերությունը միանշանակ ոչ գծային է, բայց Շիմպֆի թղթի հավասարումներով ես կարող եմ գրել իմ Arduino ծածկագիրը ՝ ճիշտ լարման ելքերի համար, որպեսզի ճառագայթների շեղումը գծային լինի.

float positionToVoltage (float x) {

// hխնիների միջոցով գործադրվող ուժը (Հուկի օրենք) ցանկալի x- ում: const float spring_F = -spring_K * (x - spring_X0); // Լարման այնպիսին, որ էլեկտրամագնիսական քաշող ուժը համապատասխանի // ծխնիների վերականգնող ուժին վերադարձնում է sqrt (-2*R*R*(-spring_F)*solenoid_len/(a*L_0*exp (-a*x/solenoid_len))); }

Սա հանգեցնում է շատ ավելի շրջանաձև պարույրի, քան իմ սկզբնական շարժման թեստում: Առաքելությունը կատարված է!

Քայլ 12: Հարց և պատասխաններ առանձին տարրերի օգտագործմամբ վարորդի շրջանի մասին

Ինչու՞ չեմ կարող էլեկտրամագնիսական սարքը միացնել անմիջապես Arduino- ին:

Խնդիրն այն է, թե որքան ընթացիկ կարող է ապահովել Arduino- ն ՝ առանց վնասներ կրելու: Սա մոտ 40 մԱ է մեկ կապում: Իմանալով, որ Arduino- ն աշխատում է 5 Վ լարման դեպքում, մենք կարող ենք Օհմի օրենքով հաշվարկել բեռի պահանջվող նվազագույն դիմադրությունը (այս դեպքում ՝ էլեկտրահաղորդիչը): 5 վոլտ բաժանումը 0.040 ամպերի վրա տալիս է մեզ, 125 օմ: Եթե բեռը ավելի մեծ դիմադրություն ունի, մենք կարող ենք այն ուղղակիորեն միացնել Arduino- ին, հակառակ դեպքում չենք կարող: Փոքր էլեկտրամագնիսական սարքը սովորաբար ունի 50 օմ դիմադրություն, այնպես որ մենք չենք կարող այն քշել անմիջապես Arduino- ից: Եթե մենք դա անեինք, այն կքաշեր 100 մԱ, ինչը ակնհայտորեն չափազանց շատ է:

Ինչու՞ եք էլեկտրական լարերի համար օգտագործում 9V, իսկ Arduino- ի համար `5V:

Arduino- ն աշխատում է 5 Վ լարման տակ, բայց դա մի փոքր շատ քիչ է էլեկտրամագնիսական սարքի համար: Տրանզիստորի օգտագործումը թույլ է տալիս մեզ ընտրել էլեկտրամագնիսական լարումը, որն անկախ Arduino- ի համար օգտագործվող 5 Վ -ից:

Ինչպե՞ս կարող եմ իմանալ, արդյոք տրանզիստորը հարմար է այս նախագծի համար:

Theիշտ այնպես, ինչպես Arduino- ն, հիմնական պահանջն այն է, որ հոսանքի հոսանքը, որը հոսում է սոլենոիդով, չգերազանցի տրանզիստորի առավելագույն գնահատականները (մասնավորապես ՝ կոլեկտորային հոսանքը): Մենք կարող ենք հեշտությամբ հաշվարկել ամենավատ սցենարը `չափելով էլեկտրամագնիսական դիմադրությունը, այնուհետև մատակարարման լարումը բաժանելով դրա վրա: Սոլենոիդների համար 9 Վ լարման հոսանքի և 50 օմ էլեկտրամագնիսական դիմադրության դեպքում ամենավատ սցենարը մեզ դնում է 180 մԱ-ի վրա: MPS3704- ը, օրինակ, գնահատված է 600 մԱ առավելագույն կոլեկտորային հոսանքի համար, ինչը մեզ տալիս է մոտ 3 մարժա:

Ինչպե՞ս կարող եմ որոշել Arduino- ի ելքի և տրանզիստորի հիմքի միջև ընկած դիմադրության նվազագույն արժեքը:

Arduino- ի ելքը կկապի երկբևեռ տրանզիստորների բազային ոտքը ընթացիկ սահմանափակող դիմադրության միջոցով: Քանի որ Arduino- ն գործում է 5 Վ լարման դեպքում, մենք կարող ենք կրկին օգտագործել Օհմի օրենքը `40 մԱ -ից ցածր հոսանքը սահմանափակելու համար պահանջվող դիմադրությունը հաշվարկելու համար: Այսինքն ՝ 5 վոլտը բաժանել 0,04 ամպերի ՝ առնվազն 125 օմ արժեք ստանալու համար: Ռեզիստորի ավելի բարձր արժեքները կնվազեցնեն հոսանքը, դրանով իսկ մեզ տալով անվտանգության ավելի մեծ լուսանցք:

Կա՞ արդյոք այդ դիմադրության առավելագույն արժեք, որը ես չպետք է գերազանցեմ:

Պարզվում է ՝ այո: Տրանզիստորը ունի այն, ինչ հայտնի է որպես ընթացիկ շահույթ: Օրինակ, եթե շահույթը 100 է, նշանակում է, որ եթե մենք 1 մԱ ենք դնում հիմքի մեջ, ապա տրանզիստորը վերահսկող բեռի միջով հոսում է մինչև 100 մԱ: Եթե մենք 1,8 մԱ ենք դնում հիմքի մեջ, ապա մինչև 180 մԱ հոսում է բեռի միջով: Քանի որ մենք ավելի վաղ հաշվարկել էինք, որ 9 Վ -ում 180 մԱ հոսում է սոլենոիդով, ապա 1,8 մԱ բազային հոսանքը «քաղցր կետն» է, և ավելի քիչ, և մեր էլեկտրամագնիսը ամբողջությամբ չի միանա:

Մենք գիտենք, որ Arduino- ն անջատում է 5V- ը և մենք ցանկանում ենք, որ 1.8mA հոսանք հոսի, ուստի մենք օգտագործում ենք Օմի օրենքը (R = V/I) ՝ դիմադրությունը հաշվարկելու համար (R = V/I): 5V բաժանված 1.8mA- ով տալիս է դիմադրություն 2777 ohms: Այսպիսով, հաշվի առնելով մեր կատարած ենթադրությունները, մենք ակնկալում ենք, որ դիմադրությունը պետք է լինի 125 -ից 2777 -ի սահմաններում. 1000 օմ -ի նման բան ընտրելը մեզ տալիս է բավականին լավ անվտանգության սահման:

Քայլ 13. Ընթացիկ խնդիրների և հնարավոր լուծումների վերլուծություն

Ներկայիս նախատիպը ցույց է տալիս պոտենցիալ, բայց դեռ մի քանի խնդիր է մնում.

1. X և Y առանցքների երկայնքով շարժումը կարծես ուղղահայաց չէ:
2. Կա ցատկ, երբ հայելին փոխում է ուղղությունը:
3. Բանաձևը բավականին ցածր է, և կան տեսանելի աստիճանների աստիճաններ:
4. Շարժման ավելի մեծ արագությունների դեպքում լազերային ուղին աղավաղվում է թրթռումներից և զանգերից:

Թողարկում 1) կարող է առաջանալ եռաչափ տպված ճկուն ծխնիների նախագծմամբ, որոնք շարժում են մեկ առանցքի երկայնքով ուղղահայաց առանցքի վրա:

Թողարկում 2) պայմանավորված է շարժիչ մխոցների և հայելիի հարթակի միջև կապի անբավարարությամբ, ինչը հանգեցնում է նրան, որ հայելին թրթռում է և շրջվում X և Y առանցքների միջև անցումներում: Այս հանկարծակի շարժումը տանում է դեպի մուգ X ձևի բաց, որտեղ լազերային կետն ավելի արագ անվերահսկելի քայլ է կատարում:

Թողարկում 3) տեղի է ունենում, քանի որ կանխադրված Arduino PWM- ն ունի ընդամենը 255 մակարդակ, և դրանցից շատերը վատնում են լարման կորի ձևի պատճառով: Սա կարող է զգալիորեն բարելավվել ժամանակաչափի օգտագործման միջոցով, որը 16 բիթանոց է և կարող է ունենալ 65536 եզակի արժեք:

Թիվ 4) առաջանում է այն պատճառով, որ հայելին և էլեկտրամագնիսական լոգարիթմական խարիսխը (մխոցները) կազմում են շարժվող զանգվածի զգալի քանակ:

Քանի որ 1) և 2) հարցերը կապված են մեխանիկական նախագծի հետ, մի տարբերակ կարող է լինել մետաղական մխոցները հեռացնելը և դրանք փոխարինել փոքր հազվագյուտ մագնիսներով, որոնք ուղղակիորեն ամրացված են թեքության ափսեի վրա: Սոլենոիդները կլինեին բաց կծիկ, որը կգրավեր կամ կքշեր մագնիսներին ՝ առանց ֆիզիկական շփման: Սա կհանգեցնի ավելի սահուն շարժման և կվերացնի ցնցումների հնարավորությունը ՝ միաժամանակ նվազեցնելով ընդհանուր զանգվածը:

Massանգվածի նվազեցումը 4 -րդ հարցի առաջնային լուծումն է), բայց մնացած բոլոր խնդիրները կարող են ուղղակիորեն թիրախավորվել ծրագրային ապահովման մեջ `ծրագրակազմում կիրառելով շարժման վերահսկման պրոֆիլ` հայելին վերահսկելի կերպով արագացնելու և դանդաղեցնելու համար: Սա արդեն լայնորեն արված է 3D տպիչի որոնվածում և նման մեթոդները կարող են նաև այստեղ աշխատել: Ահա որոշ ռեսուրսներ ՝ կապված շարժման վերահսկման հետ, քանի որ այն վերաբերում է 3D տպիչներին.

• «Շարժման վերահսկման պրոֆիլների մաթեմատիկա», Չակ Լյուին (հղում)
• «Բացատրվում է ցնցող վերահսկվող շարժումը», (հղում)

Ես կասկածում եմ, որ տրապիզոիդ շարժման կառավարման պրոֆիլի ավելացումը թույլ կտա հայելուն վարել շատ ավելի մեծ արագությամբ ՝ առանց զանգի կամ թրթռման արտեֆակտների:

Քայլ 14. Ապագա աշխատանք և հնարավոր ծրագրեր

Չնայած այդ խնդիրների լուծումների մշակումը զգալի աշխատանք է պահանջելու, ես լիահույս եմ, որ այս բաց աղբյուրի ճառագայթների կառավարման մոդուլը կարող է դառնալ այլընտրանքային գալվանոմետրերի վրա հիմնված նախագծերի մատչելի այլընտրանք այնպիսի ծրագրերում, ինչպիսիք են.

• Էժան լազերային շոուներ DJ- ների և VJ- ների համար:
• Էլեկտրամեխանիկական վեկտորային ցուցադրում խաղողի բերքահավաք խաղային խաղերի համար, ինչպիսին է Vectrex- ը:
• DIY խեժի տիպի SLA 3D տպիչ, որը RepRap շարժման ոգով կարող է տպել իր սեփական լազերային ղեկային մոդուլը:
• Տեսախցիկների համար թվային լուսավորություն կամ պատկերի օպտիկական կայունացում:

Երկրորդ մրցանակ Arduino մրցույթում 2017 թ