自制矢量激光投影器
Built Vector Laser Projector

张皓 2008.5.20

激光投影器是一项很好的DIY. LEM Home Built Laser Projector参考旧的资料文献自制了一台激光投影器. hubert Build XY laser scanner使用低成本喇叭音圈作现成的振镜,但效果欠加.
研究之后,我便开始制作自己的 投影器,难度比预想的困难,感谢上帝,经过不断的祷告和日以继夜的研究,目前 已有成就.

"振镜马达(Galvo)" ,也可称"电流计马达","摆动马达",是这个装置的核心硬件,原理类似于指针式万用表, 线圈磁场控制磁铁高速振动.

我将缝线针固定在透明有机玻璃上,针尖顶着磁铁两侧,依靠"针尖效应"使摩擦转矩降低到最低,但为防止伤人,针尖头稍磨圆.

传感器检测:

ELM用电容传感器检测转子角度,我用光电传感方式,磁铁背后粘一铝片,挡在光电对管中间,调整红外接收管在线性放大区,转角即可由铝片遮光量多少近似检出.

线圈的绕制:

线圈是拆卸旧脱排电机绕制成.应该说,圈数越多,磁力越大越好,但圈数到达一定程度就很难捞到好处,根据物理方程s=at2/2,在相同振幅情况下,振频要想提高一倍,就要多绕4倍于原线圈.

振镜系统最重要电路 是PID控制部分.传感器信号经过基准与比例(振幅)调整后与目标值相减,后由IC4的搭建的双向可控电流源反馈给线圈.

值得一提的是微分电路,检测到的是位置信号,位置信号微分既是速度,后负反馈到输出以限制振镜的最高速度,振镜平稳运动.

目前的振镜电路

主控制电路

电源部分:

电源电路power supply

555电荷泵的-5V和LM317稳压+6V电压,提供给LM324N模拟运算.LM324N电压范围在Vcc-1.5~0V.实际上输出端如有上拉电流最低0.65V.

电路中LM324N正极都接6V,负极接-5v.

串口通讯:

传输到AVR格式为四字节,格式如下

BYTE0:
起始位&HF6

BYTE1:
X目标坐标

BYTE2:
Y目标坐标

BYTE3:
发送命令




发送命令BYTE3的格式:

bit5 bit6 bit7
-----------
保留


bit4
-----------
激光开关
0 开
1 关
　
bit3
-----------
暂停一会儿
0 不暂停
1 暂停

　
bit2 bit1 bit0
-----------
选择ADC通道
000 ADC0
001 ADC1
010 ADC2

界面操作说明

左上角:切换涂鸦方式（paint）或者方程曲线（program）方式输出,方程曲线有变幻线1、2、3,金字塔,双重螺旋几种.

中上:图画显示与涂鸦区

下方:启动、停止按钮.

右边中:延时拖动条,在图画不失真情况下,数值越小越好,克服闪烁.


投影的汉字"礼"

高山流水(15fps)

真正的3D金字塔!

弹簧

视频 XXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXX