Arduino激光投影仪和控制应用程序的制作

步骤1：理论

激光投影仪可以分为两类主要类别。他们要么使用衍射玻璃/箔来投射图案，要么使用在XY轴方向移动激光束的系统。第二个选项通常看起来要好得多，因为可以对要投影的图案进行编程。在第一种情况下，激光束被衍射并投射出静态图像，而在第二种情况下，激光仍然仅由一个光束组成，并且移动速度非常快。如果此运动足够快，则由于视觉持续性（POV），我们将其视为一种模式。这通常是通过具有两个垂直反射镜来完成的，每个垂直反射镜都能够沿一个轴移动激光束。通过将它们组合在一起，可以将激光束定位到精确的位置。

对于专业应用，通常使用检流计扫描仪。其中一些扫描仪能够达到60kpps（每秒千点）的速度。这意味着，他们可以在1秒钟内将激光束定位到60000个不同的位置。这样就产生了真正的平滑投影而没有频闪效应。但是，它们可能确实很昂贵。我已经使用了步进电机，这是便宜的，不是那么快，可以替代。

激光通过以很高的速度不断地绕行轨道来绘制图案。有时，模式的多个部分未连接在一起。在此示例中，每个字母是分开的，但是当激光从一个字母移动到另一个字母时，会产生多余的线条。这通过称为消隐的技术解决。背后的整个想法是，当激光从一种模式移动到另一种模式时，激光被切换。这是由一个高速控制单元完成的，它需要与扫描系统同步。

步骤2：获取组件

在下面的列表中，您可以找到我使用的组件以及购买它们的链接。

1x Arduino Uno

1x Adafruit Motor Shield V2

1x激光模块

2x 35mm 0.9°步进电机-400步/转-5V-eBay

3x LED-AliExpress

1x HC-06蓝牙串行模块-AliExpress

1x光电二极管-AliExpress

1x NPN晶体管BC547B-AliExpress

2x 2K微调-AliExpress

1x DC插座面板安装-eBay

1x拨动开关-AliExpress

然后可以使用一些材料和工具在家里找到。希望;）

镜子（最好是像HDD Platter这样的金属镜子）

铝板

片段

热胶水（或Pattex Repair Express）

电线

钳子

钻（或在我的情况下为剪刀：D）

盒子（例如接线盒）

步骤3：安装步进器

需要切割铝板并将其弯曲成适当的形状。

步骤4：激光消隐+反射镜校准

Motor Shield的原型制作区域很小，用于两个小型电路。

激光消隐

我们想用Arduino控制我们的激光器。但是，我们需要限制流入激光器的电流，并直接从数字输出引脚驱动它并不是一个好主意。我的激光模块已经具有电流保护。因此，我建立了一个简单的电路，晶体管在其中打开和关闭激光。基本电流可以通过微调器进行调节，并控制激光器的亮度。

镜子校准

光电二极管放置在上方中心轴的孔中X轴步进器。下拉电阻电路是获得精确测量所必需的。校准时，我们正在从光电二极管读取值，当该值超过特定值（激光直接照射到该值）时，步进器将停止并返回原始位置。

pseudo code for calibration

// 1step = 0.9° / 400steps = 360° = full rotation

laserOn（）;

for （int a=0; a《=400; a++） {

for （int b=0; b《=400; b++） {

photodiodeValue = readValue（）;

if （photodiodeValue 》= photodiodeThreshold） {

laserOff（）;

returnHome（）;

}

stepY（1，1）;

}

stepX（1，1）;

}

laserOff（）;

unsuccessfull（）;

步骤5：最终组装

将整个电路放入塑料接线盒中，并用螺钉拧紧。整个投影机非常便携，只需插入电源，切换开关，即可看到激光表演。

步骤6：Laser Control App