Лазерный проектор
- Войдите на сайт для отправки комментариев
Чт, 19/12/2013 - 00:12
Правильный лазерный проектор строится по приведённомы выше способу. Два зеркала вращаясь отклоняют луч образуя некоторое изображение. Лучь в свою очередь можно включать/отключать, а для современных проекторов вроде бы уже и менять якрость и цвет (т.е. лазера там три разных цветов).
Горовые решения имеют довольно печальную стоимость при очень даже слабых характеристиках (а хорошие офигенно дорогие). От того захотелось соорудить оное устройство самому.
Тех задание выглядит так: 1. произвольное монохромное изображение проецируемое на стену в 2-3х метрах (в основном текст). 2. проектор не должен создавать шума (т.е. не громче тикающих настенных часов).
Предварительные исследования показали, что вместо простых зеркал нужно использовать минимум 3х-гранное зеркало (или призму). Собрать многогранное зеркало самостоятельно практически не возможно, точность сборки должна быть до нескольких угловых минут, иначе изображение начнёт размазываться. Как вариант возможно использовать зеркало из лазерного принтера. В качестве двигателей нужно использовать 3х фазные или шаговые, иначе необходымы датчики обратной связи от зеркал. А они все по умолчанию большие и шумные (двигатели).
Первое что пришло в голову, это разобрать пару старых вольтметров, где вместо стрелки используется световой лучь. Инерционность оказалась слишком высокой и заложенной в конструкцию.
Сейчас размышляю над возможностью дёргать всего одно зеркало по принципу позиционирования лазера в оптических приводах (т.е. с помощью магнитной рамки). Либо комбинированную систему одно вращающюеся зеркало и один электромагнит (использовалось в светолучевых осцилографах).
Но пока всё довольно смутно представляю (борьба с инерционностью, проблемы синхронизации и т.д.)
Может у кого то есть наработки по этому направлению?
привод голов HDD - как-то так
Инерция.. Вес магнитной головки не соизмерим с зелкалом. Пытался прикинуть необходимые усилия не вращающегося привода, получается что усилие прилагаемое к зеркалу должно быть десятикратно выше веса зеркала (а может и больше). Иначе бы просто подобрал не парясь пару стрелочных миллиамперметров и ШИМом рулил бы позиционированием, однако где взять столь лёгкое зеркало пока не придумал. А нужно не меньше 1 см.кв. площадью (второе по крайней мере)
мож какие МЭМС- головки зеркальные есть? Как бы направление отнсительно новое, в обзорах видел. Уже много чего выпускают в основном для мобилок и всяких гаджетов.
Инерция.. Вес магнитной головки не соизмерим с зелкалом. Пытался прикинуть необходимые усилия не вращающегося привода, получается что усилие прилагаемое к зеркалу должно быть десятикратно выше веса зеркала (а может и больше). Иначе бы просто подобрал не парясь пару стрелочных миллиамперметров и ШИМом рулил бы позиционированием, однако где взять столь лёгкое зеркало пока не придумал. А нужно не меньше 1 см.кв. площадью (второе по крайней мере)
весом зеркала при использовании привода голов можно пренебречь - считайте не усилие, а требуемую угловую скорость, если привод соответвует, то не вижу проблем в использовании.
стрелочные миллиамперметры точно не развивают необходимую угловую скорость по причине не веса нагрузки, а малой механической мощности.
лёгкое зеркало 1кв, см? - золочёная стеклянная пластина толщиной 0.5 или менее мм... не думаю, что 1 или менее грамм симметрично расположенные на оси привода катастрофически прибавит ему инерционности.
*все остальные варианты стремят цену проекта к цене серийного решения.
Проще не качать туда-сюда что-то вроде зеркала преодолевая инерцию системы и демпфируя её,
а крутить зеркало развёртки ( зеркалА ).
И луч включать по положению этих зеркал. Как в сканерах штрих кода .
Или крутить призму.
http://www.ean.ru/news/102012/3816.html
http://www.compuart.ru/article.aspx?id=8892&iid=368
Развёрток изображения на данное дело есть два варианта: кадровая и векторная.
Кадровая это в лучших традициях аналогового телевидения, когда изображение строится построчно (построить одну строку, спустится ниже, построить вторую, третью и т.д.). Векторная это построение изображения из отрезков (нужен квадрат, то луч отрисовывает последовательно 4 отрезка из 4х пар точек игнорируя пустые метания, нужно слово, разбиваем изображение на минимальные прямые отрезки и отрисовываем и т.д.)
Вращающиеся зеркала вполне себе годятся для построения кадровой развёртки. Допустим нужно изображение 100*100пикселей*10Гц. Лазером нужно мигать со скоростью 100*100*10=100кГц(единичный пиксель). Кадровая скорость соответственно 10Гц, строчная 1кГц (можно использовать полукадровую черезстрочную 20*500). Однако синхронно мигать лазером с такой частотой сложно. Тем более 10 кадров в секунду маловато, нужно хотя бы 15-20.
С векторной минусы другие, невозможно построить залитый квадрат (только noFill();), при большом количестве отрисовываемых элементов будет появляться заметное мерцание. Ну и сложность отрисовки того же квадрата из-за инерции механической системы позиционирования (углы придётся неизбежно скруглять).
Глядя на всё это приходится думать только в сторону векторного варианта (т.к. даже у ЭЛТ экранов были в протоколе работы специальные импульсы гашения и возврата луча - т.е. подавление инерции системы)
все в сторону систем с катушками можно посмотреть. вот пример
http://itc.ua/news/3d-printer-peachy-printer-stoimostyu-100-sobral-na-kickstarter-v-6-raz-bolshe-zaplanirovannoy-summyi/
http://www.youtube.com/watch?v=80HsW4HmUes#t=131
http://www.youtube.com/watch?v=aCbNua94Zfc
хотя можно действительно снять с лазеного принтера как предлагали ранее. система уже настроенная. шаговый двигатель для точного поддержания оборотов
и второе зеркало уже управляет строками. но мне кажется придется писать на чистом си, иначе будет сильно мерцать еще и изза кода. короче надо пробовать.
по ссылкам что давал выше досточно шустро рисует хоть и управляется со звуковой
с 3D принтером далеко не всё понятно, откуда взяты указанные "два электромагнитных зеркал", характеристики позиционирования и самое главное шумность работы. Сильные, но шумные приводы найли не тяжело. К примеру "звонок уличный механический", электромагнит там как раз для кадровой развёртки, с большим усилием и угловым ходом.
шумность там мизерная, а вот со скоростью думаю хуже. похоже все видео в момень печати сильно ускорены и определить не удалось. по картинке из 1 поста делают очень неплохие экземпляры. правда как они этого добиваются с инерционным якорем я не уточнял
Для закрепления фотополимера скорее всего нужно ооочень не мало времени,от того каждую точку могли и по секунде освещать, соответственно никакой инерционности нет, тот лазер наверняка можно даже парой серв шевелить без потери скорости печати.
еще как вариант, вместо поворота двигателем или еще чем то использовать скручивание или сжатие материала... такой привод в манипуляторах у которых точность порядка мкм.
Не, это даже в хорошей лаборатории сложно сделать, материал искривляться будет "как попало", причём по ходу эксплуатации форма изгиба будет меняться. Соответственно приемлемое прямоугольное изображение без очень непростой нелинейной коррекции получить не удастся. Повреждённое зеркало Наббла (телескопа) кажется на суперкомпьютере перерассчитывали для установки корректирующих элементов. Тут конечно всё проще, но вместо прямой литнии таким методом гарантированно будет получаться сплайн.
В общем пока что буду искать принтерные зеркала, если цена вопроса окажется приемлемой, буду начинать пробовать с этого варианта.
не...я имел ввиду не зеркала искривлять, а материал к которой прикреплено будет зеркало... т.е за счет искривления материла "направляющей" получать требуемое перемещение зеркала.
в принтере не совсем зеркало. это диск 8 гранный вроде с зеркальными торцами. этим торцом и отражает. и есть большое зеркало длинное. его тоже можно использовать в качестве строк
хотя тут лучше наверно делать не горизонатльную развертку (вроде так назвается когда линии рисуются горизонтально и постепенно снижается. 2 линия под первой) а вертикальную. так большинство конвертеров делают массив из картинки например в вертикальном виде по 8 бит - пикселей. странновато написал но думаю поймете
Количество граней бывает разное, есть картинки где их и 4 всего.
специально порылся. нашел у себя на 6 граней
как мне кажется если найдете старый принтер лучше вырезать кусок с этими зеркалами. все настроено. может даже лазер подойдет если даже бумагу прогревает. скорее всего он красный как обычно
так как второе зеркало более инерционное тут наверно 3 пути:
1. более медленный. строить изображение сверху вниз, как дошли до низа начать снова сверху
2. немного быстрее. строить изображение сверху вниз потом снизу вверх. усложение только в программной части
3. самый быстрый. вращать второе зеркало щаговым двигателем чтобы точно знать положение. fps сильно возрастет лишь бы электроника успевала отрабатывать. подобрать оптимальную скорость придется конечно
upd: для хранения такого объема данных придется или на флеше тратить приличный кусок, или в оперативке. для lcd от нокии например буфер 64*96=6144 пикселей/8 бит = 768 байт. в ардуине 2024 байт оперативки. разрешение только немного получится увеличить. есть хранить картинку во флеше размер можно прилично увеличить, вот только менять не получится. картинка или картинки будут только те что уместились во флеше
upd2: жаль принтер целиком разобрал, можно было бы попробовать. интересная идея, у самого давно крутилась как видео увидел что выкладывал ранее
по названию драйвера на плате набрел на статью по управлению. незнаю у всех так или нет
http://www.mirpu.ru/print/38-laserprint/102-m56750fp.html
вот устройство нагрева с сайта
что хорошо имеется датчик обратной связи для точного поддержания оборотов
управление простое. побыстрее и помедленнее и все
на других управление частотой что тут наверно больше бы подошло
Лазерное шоу на здании Сбербанка. Москва, ул. Вавилова. http://youtu.be/rGIsIWSbDGg
Есть долларовый лазерный модуль. Красный. Потребляет 15 ма. Подключал напрямую к пину ардуины, работает хорошо. Вот бы часы на потолке нарисовать ...
модуль в смысле свелитка или светилка с приводом?
такой: http://www.ebay.com/itm/NEW-650nm-5mW-Laser-Red-Dot-Module-red-laser-sight-red-laser-diode-laser-pointer-/180947400816?pt=LH_DefaultDomain_0&hash=item2a214e3870
Это всё мелочи, тут как раз с системой позиционирования проблемы, а светить можно хоть самой дешевой лазерной указкой...
Вариант: сделать похожую крутилку из лазерных модулей. Картинка будет на соседней стене. Механика простая. Не знаю скорость включения-выключения лазеров, это может быть критично. Видео: https://www.youtube.com/watch?v=Jc6D_NTv4y0
Механика ни фига не простая, достаточно будет посчитать с какой точностью нужно будет сводить соосность лазерных лучей, что бы десяток раз подумать перед началом, а надо ли оно? Да и жужжать оно будет громковато для часов в квартиру (не выключать же на ночь их).
Все эти штуки с зеркалами старые и кпд у них низкий для fullHD. Лично я рассматриваю лазер только как проекционный. Если картинку обрабатывать то можно не гасить обратный ход а отрисовывать следующую строку. Инерционность можно погасить используя микрозеркальную вакумную систему и оптику для получнеия широкого изображения. Во вторых интересен немеханический метод - но не могу подобрать подходящий простой метод.
А вам советую почитать статейки типа этих http://www.compuart.ru/article.aspx?id=8892&iid=368
5мвт лазер с зеркальным диском из 16 поста и зеркало на динамике ниочем. просто лазер с диском рисует по комнате яркую ровную линию, но стоит добавить вторую ось яркость теряется многократно: с метра только можно нормально рассмотреть в комнате без света ночью, даже света от монитора достаточно чтобы ничего не увидеть. с трех метров даже в полной темноте почти ничего не видно
думаю 100-200мвт будет достаточно, а может и нет. да и проблема синхронизации весьма сложная, короче бросил затею
По моим прикидкам, на основании опыта использования 40мА лазера (кажется, 5мВт), световое пятно хорошо различимо при среднем освещении на расстоянии единиц метров при коэффициенте ослабления порядка 100. Откуда можно оценить длину линии, которую можно нарисоват,ь с приемлемой яркостью в несколько десятков сантиметров. Именно такую длину могут иметь все нарисованные векторные символы, включая промежутки (иемные "линии" соединяющие светлые отрезки). Если говорить о растровом изображении, я бы оценил его размер примерно в площадь игральной карты.
лазер потребляет 20ма при 5В питания. там может и 1 мвт быть, но что есть то есть