ПРОГРАММИРУЕМОЕ ЛАЗЕРНОЕ ШОУ

November 18, 2010 by admin Комментировать »

Это интересный и уникальный набор. С его помощью можно со­здать устройство, способное формировать различные световые узоры путем замысловатого перемещения лазерного луча на экране, стене или потолке. При этом управлять перемещением лазерного луча будет компьютер в соответствии с установленной вами программой, а лазер­ный луч будет рисовать неограниченное количество узоров. Примеры нарисованных узоров показаны на Рис. 1.

Рис. 1. Примеры узоров в лазерном шоу

Где же использовать такое лазерное шоу? Оно может найти самое разнообразное применение: оживит и украсит дискотеку, кафе, витри­ну магазина или концертный зал.

Устройство снабжено тремя электрическими двигателями с за­крепленными на них отражающими зеркалами. Электродвигатели уп­равляются персональным компьютером, частота процессора которого должна быть не менее 350 МГц. Собранное устройство подключается к компьютеру через параллельный LPT-порт. Управление «лазерным эффектом», то есть рисование узоров, осуществляется специальной интерфейсной программой, работающей в операционной системе WIN95…98. С помощью компьютера и управляющей программы лазер­ное шоу можно программировать.

В качестве излучателя лучше всего использовать лазерный модуль МК301. В комплект набора NK340 лазерный модуль не входит. Его подробное описание приведено в выпуске 1 (2003 г.) нашей серии «Со­бери сам» в статье «Лазерный эффект и лазерный модуль» (стр. 89).

Для лазерного шоу можно использовать и другие лазеры с примерно аналогичными параметрами.

Технические характеристики устройства

Напряжение питания [В]      12

Ток потребления не более [мА]          400

Описание электрической схемы устройства для лазерного шоу

Внешний вид устройства для лазерного шоу и его электрическая схема показаны на Рис. 2 и Рис. 3.

Рис. 2. Внешний вид устройства для лазерного шоу

Управление лазерным лучом осуществляется при помощи трех элек­тродвигателей, вращающих зеркала, отражающие лазерный луч. Форма полученного рисунка (траектория луча) будет зависеть от направления вращения электродвигателей М1…МЗ и от скорости вращения каждого из них. При помощи специальной компьютерной программы можно уп­равлять каждым двигателем отдельно, для чего устройство необходимо подключить к LPT-порту компьютера через клеммы 2…6 и 25/11. Ревер­сивный режим работы (возможность вращения в двух направлениях) электродвигателей М1 и М2 обеспечивают интегральные оптопары IС1, IC2, IC3 и IC4 {Рис. 3). Определение направления вращения электр<

Рис. 3. Электрическая схема устройства для лазерного шоу

двигателя Ml происходит подачей соответствующих сигналов с выхода LPT-порта на контакты 2 и 3 устройства. При этом один вывод электро­двигателя М1 через выходную цепь оптопары 1С 1 или IС2 подключается к линии +12 В или к общему проводу. На втором выводе электродвига­теля всегда присутствует напряжение 6 В. Аналогично осуществляется управление параллельным портом электродвигателя М2 через контакты 4 и 5. Вращение электродвигателя МЗ происходит только в одном на­правлении, поскольку один его вывод может быть подключен через оп- топару IC5 только к общему проводу.

Использование в устройстве оптопар IC1…IC5 не случайно. Кроме функции управления электродвигателями они осуществляют гальва­ническую развязку выводов LPT-порта компьютера от коллекторных цепей электродвигателей, дающих ощутимые электрические помехи из-за искрения щеток при вращении ротора.

Диодный лазер D2 подключен к управляющей микросхеме IC6. По­рог включения лазера подбирается подстроечным резистором Р1. Кон­денсатор С1 уменьшает помехи, возникающие при вращении контакта резистора Р1. Диод D1 защищает лазер D2 от повышенного напряжения.

Электронная схема подключается к стабилизированному источни­ку питания напряжением 12 В.

Сборка устройства для лазерного шоу

Перед сборкой устройства для лазерного шоу внимательно озна­комьтесь с приведенными в начале этой книги рекомендациями по монтажу электронных схем. Это поможет избежать порчи печатной платы и отдельных элементов схемы. Перечень элементов набора при веден в Табл. 1.

Таблица 1. Перечень элементов набора NK340

Позиция

Характеристика

Наименование и/или примечание

Кол-во

IC1…IC5

TCDF1910

Оптопара

5

IC6

B513D

Микросхема

1

D1

ЗВ

Стабилитрон BZX55VG3V0

1

С1

10 мкФ, 16 В

Конденсатор, 0408 – маркировка

1

Rl, R2, R3

470 Ом

Желтый, фиолетовый, коричневый*

3

R4…R8, RIO, R14,

68 Ом

Голубой, серый, черный*

7

R9

6.8 кОм

Голубой, серый, красный*

1

R11

3.9 кОм

Оранжевый, белый, красный*

1

R12.R13

20 кОм

Красный, черный, желтый*

2

R15, R17, R18

820 Ом

Серый, красный, коричневый*

3

R16

2.7 кОм

Красный, фиолетовый, красный*

1

R19

180 Ом, 2 Вт

Резистор

1

Р1

22 кОм

Резистор подстроечный

1

М1…МЗ

FF-180PH

Электродвигатель

3

 

 

Зеркало

3

 

 

Кронштейн для крепления зеркала

3

 

DB25F

Вилка типа CENTRONIX

1

 

Дискета 3.5"

Программное обеспечение

1

 

DIP-14

Колодка (панелька) для микросхемы

1

 

100×60 мм

Плата печатная

1

* Цветовая маркировка на резисторах.

Как видно из Рис. 2 устройство для лазерного шоу состоит из трех узлов, соединенных жгутами между собой. Сначала следует устано­вить элементы на печатную плату. Внешний вид платы устройства и места расположения элементов на ней показаны на Рис. 4. Для уста­новки платы в корпус в ней имеются монтажные отверстия 03.5 мм.

Рис. 4. Внешний вид платы устройства

При сборке устройства необходимо соблюдать следующую после­довательность действий:

отформуйте выводы элементов, установите элементы на плату и припаяйте их выводы; при этом установите сначала малогабаритные, затем все остальные элементы согласно Рис. 4;

промойте плату от остатков флюса этиловым спиртом;

наденьте кронштейны на валы двигателей;

аккуратно приклейте зеркала на кронштейны;

приклейте электродвигатели на двусторонний скотч. Лазерный из­лучатель рекомендуется закрепить с помощью термоклея;

электродвигатели и лазерный излучатель приклеиваются на диэлек­трическую пластину (например, на старый CD-диск) под определен­ными углами, как показано на Рис. 5. Отраженный лазерный луч от каждого вращающегося зеркала должен попадать на следующее зер­кало и опять отражаться. Постарайтесь тщательно подобрать рассто­яние «А» от лазерного излучателя до зеркальной поверхности и рас­стояние «В» так, чтобы лазерный луч был максимально мощным и была бы возможность перемещения луча для получения различных рисунков (рекомендуемое расстояние «А» около 30 мм, расстояние «В» около 20 мм);

Рис. 5. Схема расположения электродвигателей и лазерного излучателя на диэлектрической пластине

для питания устройства используйте стабилизированный источник 12 В с током на выходе не менее 400 мА, например собранный на базе набора NM1014.

Рис. 6. Схема соединения собранной печатной платы с электродвигателями, лазерным излучателем и вилкой

Порядок настройки устройства

Перед использованием собранного устройства необходимо проде­лать несколько операций по настройке его электронной схемы:

строго соблюдая полярность, подайте напряжение питания;

используя программу управления, с помощью компьютера настрой­те вращение Мотора 3 на величину 30. Затем подстроечным резис­тором Р1 установите сопротивление, при котором лазер включается

теперь при уменьшении скорости вращения Мотора 3, лазер должен выключиться, а при увеличении — лазер должен включиться снова

Внимание!

Лазерный луч опасен для сетчатки глаз! Не допускайте попадания прямого или отраженного луча в глаза!

Собранное и настроенное устройство необходимо опробовать в ра­боте. Для этого потребуется, воспользовавшись установленной на ком­пьютере программой, настроить опции управления электродвигателя­ми, включения и выключения лазера, а также запрограммировать же­лаемые лазерные эффекты.

Управление лазерным излучателем

Для управления лазерным излучателем необходимо выполнить следующее:

открыть программу управления (нажать соответствующую иконку);

нажать в появившемся окне кнопку Output OFF, навести курсор на кнопку Motor 1 и, не отпуская левую кнопку мышки, перемещаться вверх или вниз. При получении желаемой величины, например при значении 42, кнопку мышки отпустить. На экране можно следить за тем, как вращается кнопка, а в окошке будет показано время выпол­нения установленной настройки;

выполнить аналогичные действия с Моторами 2 и 3;

настроить вращение Мотора 3 на величину 30 для включения/вы­ключения лазерного излучателя;

нажать на кнопку Output On — электродвигатели начнут вращаться и включится лазерный излучатель;

при помощи управляющей программы частоту вращения электро­двигателей можно произвольно изменять, при этом Мотор 1 и Мотор 2 могут вращаться в двух направлениях, а Мотор 3 — только в одном.

Программирование работы устройства для лазерного шоу

Для программирования управления лазерным излучателем необ­ходимо выполнить следующее:

настроить с помощью компьютера скорости вращения моторов и включение/выключение лазерного излучателя;

задать время выполнения установленной настройки в окне установ­ки времени, находящемся в правом верхнем углу экрана. Для этого надо навести курсор на это окно, нажать на клавиатуре клавишу Backspace и занести желаемое время, например 5 секунд;

нажать кнопку Save Step для записи настройки в память;

нажать кнопку Add Step для программирования следующей програм­мной строки. К примеру, вы можете изменить скорость вращения ка­кого-либо мотора и время выполнения этой программной строки;

нажать на кнопку Save Step для записи новой программной строки в память;

действуя аналогично вышеописанной методике, с помощью кнопок Add Step и Save Step можно записать в память компьютера еще много других программных строк;

когда программа готова полностью, ее нужно записать в память ком­пьютера в виде файла;

для записи программы нажмите кнопку File, затем Save As и впишите название программы;

для запуска желаемой программы нажмите кнопку File, затем выби­раете нужную программу, нажимаете кнопку Open, затем кнопку Start. Программа обрабатывается один раз, и при этом красная точка в строчке программы показывает, какая программная строка в дан­ный момент обрабатывается. После обработки последней команды, программа автоматически останавливается.

Для того чтобы задать работу программы с бесконечным циклом нажмите сначала кнопку Repeat, потом — Start.

Работающую программу можно остановить в любой момент нажа­тием на кнопку Pause. Повторное нажатие опять запустит ход програм­мы. Окончательно же остановить работу программы можно нажатием на кнопку Stop.

Внимание!

Из-за инерции ротора электродвигатели не могут мгновенно изме­нять свою скорость вращения. Поэтому если на компьютере возникнут проблемы с выполнением программы (сбой программы, медленный ход), то необходимо нажать кнопку Configuration и увеличить время в графе Periodic Interrupt.

Набор NK340 не комплектуется корпусом, лазером и стабилизиро­ванным источником питания. Для того, чтобы изготовить полностью законченную конструкцию устройства для лазерного шоу, рекоменду­ем использовать следующие наборы: МК301 — модуль лазерного излу­чателя, NM1014 — стабилизированный источник питания и корпус BOX-GOIO.

Другие интересные и полезные наборы приведены в данной книге в каталоге наборов и на сайте www.masterkit.ru . Наборы можно приоб­рести в магазинах радиодеталей или на радиорынках.

Оставить комментарий

микросхемы мощности Устройство импульсов питания пример приемника провода витков генератора выходе напряжение напряжения нагрузки радоэлектроника работы сигнал сигнала сигналов управления сопротивление усилитель усилителя усиления устройства схема теория транзистора транзисторов частоты