Arduino के लिए DIY लेजर स्टीयरिंग मॉड्यूल: 14 चरण (चित्रों के साथ)

2024 लेखक: John Day | [email protected]. अंतिम बार संशोधित: 2024-01-30 09:22

इस निर्देश में, मैं ईबे से 3 डी प्रिंटेड भागों और सस्ते घटकों का उपयोग करके एक दोहरे-अक्ष, एकल-दर्पण लेजर बीम स्टीयरिंग मॉड्यूल के निर्माण का प्रदर्शन करूंगा।

इस परियोजना में पूर्ण XY नियंत्रण के साथ Arduino Laser Show और Real Galvos के साथ Arduino Laser Show की समानताएं हैं, लेकिन मेरा मानना है कि सस्ती सोलनॉइड के साथ 3D प्रिंटेड डिज़ाइन का उपयोग करने वाला पहला है। मैं सभी डिज़ाइन फ़ाइलों को GPLv3 के अंतर्गत रख रहा हूँ ताकि डिज़ाइन को बढ़ाया जा सके और उसमें सुधार किया जा सके।

हालाँकि वर्तमान में मैंने केवल मॉड्यूल को इकट्ठा किया है और कुछ बहुत ही बुनियादी परीक्षण कोड लिखे हैं, मेरी आशा है कि एक दिन मैं अपने पहले के निर्देश योग्य, Arduino से सुपर फास्ट एनालॉग वोल्टेज से वेक्टर ग्राफिक्स कोड को शामिल करके इसे अगले स्तर तक ले जा सकता हूं।

चरण 1: गैर-3D मुद्रित भागों को इकट्ठा करें

लेजर असेंबली में निम्नलिखित भाग होते हैं:

• 4 माइक्रो सोलनॉइड्स
• एक १/२ इंच का दर्पण
• चार M3 स्क्रू

मेरे द्वारा उपयोग किए जाने वाले विशेष सोलनॉइड को eBay पर $ 1.45 प्रत्येक के लिए खरीदा गया था। हॉबीलॉबी में शिल्प गलियारे में गोल दर्पण पाया गया - 25 के एक पैकेट की कीमत मुझे $ 3 डॉलर से कम थी। आप eBay पर दर्पण भी पा सकते हैं।

ईबे से आपको फिर से एक सस्ते लेजर पॉइंटर की भी आवश्यकता होगी। इस परियोजना के लिए विनाइल की एक चमकदार शीट के साथ एक वायलेट लेजर एक उत्कृष्ट कॉम्बो है!

मदद करने वाले हाथों का एक सेट आवश्यक नहीं है, लेकिन लेज़र पॉइंटर को पकड़ने और पोजिशन करने के लिए बहुत उपयोगी होगा। पावर बटन को दबाए रखने के लिए एक बड़ी बाइंडर क्लिप का उपयोग किया जा सकता है।

आपको एक Arduino (मैंने एक Arduino नैनो का उपयोग किया) और सोलनॉइड को चलाने का एक तरीका चाहिए। जैसा कि VajkF ने टिप्पणियों में कहा है, आप पूर्व-निर्मित H-ब्रिज का उपयोग कर सकते हैं जैसे कि L298 या L9110 पर आधारित। ये ईबे पर कुछ रुपये में आसानी से उपलब्ध हैं और इनका उपयोग मोटर और रोबोटिक्स परियोजनाओं को चलाने के लिए भी किया जा सकता है।

चूंकि मेरे पास एच-ब्रिज नहीं था, इसलिए मैंने अलग-अलग घटकों से अपना ड्राइवर बनाया:

• चार NPN द्विध्रुवी ट्रांजिस्टर (मैंने एक MPS3704 का उपयोग किया)
• चार प्रतिरोधक (मैंने 1.2k ओम अवरोधक का उपयोग किया)
• चार डायोड (मैंने 1N4004 का इस्तेमाल किया)
• एक 9वी बैटरी और बैटरी कनेक्टर

इलेक्ट्रॉनिक घटक मेरी प्रयोगशाला से थे, इसलिए मेरे पास उनके लिए एक सटीक लागत नहीं है, लेकिन जब तक आपके पास पहले से ही पुर्जे नहीं हैं या उन्हें परिमार्जन नहीं कर सकते, तब तक प्री-बिल्ड एच-ब्रिज का उपयोग करना शायद अधिक लागत प्रभावी है। फिर भी, मैं आपके स्वयं के निर्माण के लिए योजनाएँ प्रदान करूँगा।

चरण 2: मिरर स्टीयरिंग मॉड्यूल को 3डी प्रिंट करें

लेज़र स्टीयरिंग मॉड्यूल में दो 3D प्रिंटेड भाग होते हैं: चार सोलनॉइड को माउंट करने के लिए एक आधार और दर्पण के लिए एक आर्टिकुलेटेड प्लेटफ़ॉर्म।

मैंने आपके लिए दो एसटीएल फाइलें 3डी प्रिंट के साथ संलग्न की हैं, साथ ही फ्रीकैड फाइलें भी अगर आपको डिजाइन को संशोधित करने की आवश्यकता है। सभी सामग्री GPLv3 के अंतर्गत है, इसलिए आप अपने सुधार करने और साझा करने के लिए स्वतंत्र हैं!

चरण 3: लेजर मॉड्यूल को इकट्ठा करें

• चार सोलनॉइड को निचले टुकड़े से चिपकाने के लिए गर्म गोंद का उपयोग करें।
• ऊपरी टुकड़े के केंद्र पर दर्पण को चिपकाने के लिए गर्म गोंद का प्रयोग करें।
• धातु के पिस्टन को सोलनॉइड में डालें और फिर ऊपरी टुकड़े को पदों पर रखें (लेकिन इसे नीचे पेंच न करें)। ऊपर के टुकड़े को थोड़ा घुमाएं और एक छोटे स्क्रू ड्राइवर का उपयोग करके, प्रत्येक पिस्टन को स्थिति में उठाएं। डिस्क के होंठ पिस्टन पर खांचे में स्लाइड करना चाहिए। सावधान रहें, क्योंकि 3डी प्रिंटेड टिका बहुत नाजुक होता है। धैर्य और संभवतः कुछ असफल प्रयासों के साथ, आप सभी चार पिस्टन को बिना घुमाए या टिका पर दबाव डाले बिना स्थिति में लाने में सक्षम होना चाहिए।
• एक बार सभी पिस्टन स्थापित हो जाने के बाद, आंशिक रूप से M3 स्क्रू डालें, लेकिन उन्हें कसने से पहले, प्रत्येक पिस्टन को धीरे से नीचे धकेलें और सुनिश्चित करें कि दर्पण स्वतंत्र रूप से झुकता है। यदि यह स्वतंत्र रूप से नहीं चलती है या पकड़ती है, तो शीर्ष प्लेट को हटाना आवश्यक हो सकता है, एक या एक से अधिक सोलनॉइड को ढीला करना और इसे थोड़ा बाहरी कोण पर फिर से जोड़ना (इसके और केंद्रीय पोस्ट के बीच स्पेसर लगाने से इसमें मदद मिल सकती है).

चरण 4: लेजर पॉइंटर कॉलर को प्रिंट करें

लेजर पॉइंटर कॉलर लेजर पॉइंटर के सिर पर फिट बैठता है। फिर आप कॉलर को पकड़ने के लिए मदद करने वाले हाथों के एक सेट का उपयोग कर सकते हैं और लेजर को अपनी बेंच पर ठीक से रखने की अनुमति दे सकते हैं।

चरण 5: ड्राइविंग सर्किट को इकट्ठा करें

ड्राइव सर्किट को योजनाबद्ध में दिखाया गया है। जैसा कि पहले कहा गया है, मेरा संस्करण असतत घटकों से बना है, लेकिन आप आसानी से उपलब्ध एच-ब्रिज का भी उपयोग कर सकते हैं। यदि आप अपना खुद का निर्माण करना चुनते हैं, तो आपको इस सर्किट की चार प्रतियां बनाने की आवश्यकता होगी, प्रत्येक चार सोलनॉइड के लिए एक।

प्रत्येक सर्किट एक Arduino पिन से कनेक्ट होगा, दो बाएं और दाएं सोलनॉइड को नियंत्रित करने के लिए, और दो ऊपर और नीचे सोलनॉइड के लिए। इन्हें PWM सक्षम पिन से जोड़ने की आवश्यकता होगी, जैसे:

• पिन 9: ऊपर सोलनॉइड
• पिन 3: डाउन सोलनॉइड
• पिन 11: लेफ्ट सोलेनॉइड
• पिन 10: दायां सोलेनॉइड

सभी चार सोलनॉइड ड्राइवर सर्किट को चलाने के लिए एक एकल 9V बैटरी का उपयोग किया जा सकता है या आप एक बेंचटॉप बिजली की आपूर्ति का उपयोग कर सकते हैं। Arduino USB पावर को चलाएगा और इसे 9V बैटरी के सकारात्मक पक्ष से नहीं जोड़ा जाना चाहिए। हालाँकि, बैटरी के नकारात्मक पक्ष का उपयोग ग्राउंड-रेफरेंस के रूप में किया जाता है और इसे Arduino पर GND पिन के साथ-साथ ट्रांजिस्टर पर एमिटर पिन से भी जोड़ा जाना चाहिए।

चरण 6: नमूना कोड अपलोड करें

नमूना कोड को निम्नलिखित विशेषताओं के साथ अद्यतन किया गया है:

• पीडब्लूएम आवृत्ति को इस तरह समायोजित करता है कि तंत्र कम गति पर लगभग चुप हो जाता है। मोशन टेस्ट 1 में गुलजार पूरी तरह से चला गया है!
• सोलनॉइड की गैर-रैखिक प्रतिक्रिया को "रैखिक" करने के लिए शिम्फ द्वारा कागज पर आधारित वोल्टेज समीकरणों के रूप में जोड़ता है।

मैंने इस ब्लॉग के कोड के आधार पर लोरेंज अट्रैक्टर का कार्यान्वयन भी शामिल किया है।

परिणामों की निष्ठा वांछित होने के लिए काफी कुछ छोड़ देती है, लेकिन मैं अभी भी इस पर काम कर रहा हूं!:)

बाद के चरण कोड में उपयोग की जाने वाली कुछ तकनीकों का वर्णन करते हैं।

चरण 7: वॉल्यूम कम करना

माई मोशन टेस्ट 1 में, आप विशेष रूप से ऊपर और नीचे की गति के दौरान जोर से भनभनाहट सुन सकते हैं। यह पता चला है कि यह Arduino की डिफ़ॉल्ट PWM चॉपिंग फ़्रीक्वेंसी के श्रव्य सीमा के भीतर होने के कारण हुआ था। कॉइल वोल्टेज के तेजी से चालू और बंद होने से वे उस आवृत्ति पर कंपन करेंगे, जिससे वे छोटे छोटे लाउडस्पीकर बन जाएंगे।

इस समस्या को हल करने के लिए, मैंने कोड में PWM फ़्रीक्वेंसी बढ़ाई:

#define PWM_FREQ_31372Hz 0x01 // PWM फ़्रीक्वेंसी को 31372.55 Hz पर सेट करता है#PWM_FREQ_3921Hz 0x02 को परिभाषित करें // PWM फ़्रीक्वेंसी को 3921.16 हर्ट्ज पर सेट करता है #define PWM_FREQ_980Hz 0x03 // PWM फ़्रीक्वेंसी को 980.39 हर्ट्ज पर सेट करता है। & 0b11111000) | आवृत्ति; // टाइमर 1 (पिन 9 और 10) आवृत्ति सेट करें TCCR2B = (TCCR2B और 0b11111000) | आवृत्ति; // टाइमर 2 सेट करें (पिन 3 और 11) आवृत्ति }

Arduino PWM फ़्रीक्वेंसी सेट करना सोलनॉइड या मोटर्स को शांत करने के लिए एक उपयोगी ट्रिक है। आवृत्तियों के विभिन्न विकल्पों के साथ प्रयोग करके देखें कि कौन सा आपको सर्वोत्तम परिणाम देता है। हालांकि इसमें कुछ और उन्नत प्रोग्रामिंग शामिल है, टाइमर कैसे काम करता है इस पर एक अच्छा संसाधन यहां है।

चरण 8: विरूपण को कम करने के लिए वोल्टेज को ट्यून करना

मेरे प्रारंभिक गति परीक्षणों से पता चला कि सोलनॉइड की प्रतिक्रिया में महत्वपूर्ण विकृति थी। मोशन टेस्ट 3 (बाएं आकृति) में, जो एक गोलाकार सर्पिल होना चाहिए था, उसके बजाय दांतेदार किनारों वाला एक आयताकार वेब बन गया।

इस समस्या को हल करने के लिए थोड़ा गणित की आवश्यकता थी, लेकिन मैं वेब पर एक अद्भुत पेपर खोजने में सक्षम था जिसने मुझे समस्या को अच्छी तरह से समझने में मदद की ताकि इसे सॉफ्टवेयर में हल किया जा सके।

सिस्टम को ट्यून करने और परिणामी निशानों की उपस्थिति में सुधार करने के लिए मैं जिस प्रक्रिया से गुज़रा, उसके माध्यम से आपके कदम क्या हैं!

चरण 9: मैथ के साथ सॉफ्टवेयर में सुधार

पूर्वी वाशिंगटन विश्वविद्यालय (लिंक) के पॉल एच। शिम्पफ द्वारा सिस्टम को ट्यून करने का रहस्य "ए विस्तृत स्पष्टीकरण का सोलेनॉइड फोर्स" नामक एक उत्कृष्ट पेपर निकला। विशेष रूप से, समीकरण 17 ने मुझे विभिन्न पदों के संदर्भ में परिनालिका बल दिया।

निम्नलिखित शर्तों को मापना आसान था:

• आर - मेरे सोलनॉइड का प्रतिरोध
• एल - परिनालिका की लंबाई
• x - परिनालिका में पिस्टन का विस्थापन
• वी - सोलेनोइड में वोल्टेज

मैं यह भी जानता था कि सोलेनोइड द्वारा लगाए गए बल को दोहरे अक्ष दर्पण पर 3 डी प्रिंटेड स्प्रिंग्स से बल को संतुलित करना था। स्प्रिंग का बल हुक के नियम द्वारा नियंत्रित होता है, जो इस प्रकार कहा गया है:

एफ = -केएक्स

हालांकि मुझे k का मान नहीं पता था, लेकिन मुझे कम से कम यह पता था कि शिम्पफ के पेपर से समीकरण 17 से मुझे जो बल मिला है, वह हुक के नियम के बल के बराबर होना चाहिए।

अल्फा (α) का मान मुश्किल था। हालांकि समीकरण 13 और 14 ने दिखाया कि इन मानों की गणना सोलनॉइड (ए), घुमावों की संख्या (एन) और चुंबकीय पारगम्यता मूल्यों (μ) के क्षेत्र से कैसे की जाती है, मैं गणना करने के लिए एक सोलनॉइड को अलग नहीं करना चाहता था घुमावों की संख्या, न ही मुझे उस सामग्री के बारे में पता था जिससे मेरे सोलनॉइड का कोर बनाया गया था।

चरण 10: एक सस्ता घटक परीक्षक दिन बचाता है

हालाँकि, यह पता चला कि समीकरण १५ और १६ ने मुझे वह दिया जो मुझे चाहिए था। मेरे पास एक सस्ता M328 घटक परीक्षक था जिसे मैंने eBay से $10 में खरीदा था। यह मेरे सोलनॉइड के अधिष्ठापन को मापने के लिए इसका उपयोग करने में सक्षम था और मैंने पाया कि आर्मेचर को अलग-अलग गहराई में धकेलने से मुझे अलग-अलग प्रेरण मूल्य मिले।

इसे पूरी तरह से सम्मिलित किए गए आर्मेचर से मापने से मुझे L(0) का मान मिला।

मेरे सोलनॉइड की लंबाई 14 मिमी थी, इसलिए मैंने पांच पदों पर आर्मेचर के साथ इंडक्शन को मापा और इसने मुझे एल (एक्स) के लिए विभिन्न मान दिए:

• एल(0.0) = 19.8 एमएच
• एल(3.5) = 17.7 एमएच
• एल(7.0) = 11.1 एमएच
• एल(10.5) = 9.3 एमएच
• एल(14) = 9.1 एमएच

फिर मैंने μr की एक विशेष पसंद के लिए अपने मूल्यों बनाम समीकरण 15 और 16 के मान को प्लॉट करने के लिए एक स्प्रेडशीट का उपयोग किया और तब तक अपनी पसंद में बदलाव किया जब तक कि मुझे एक अच्छा मैच नहीं मिला। यह तब हुआ जब μr 2.9 था, जैसा कि ग्राफ में दिखाया गया है।

चरण 11: स्प्रिंग कॉन्स्टेंट K का पता लगाएं, समस्या को हल करें

केवल शेष अज्ञात K, वसंत स्थिरांक था। मैंने इसे अपनी दोहरी-अक्ष असेंबली में एक सोलनॉइड में 9V लगाकर और उस दूरी को मापकर मापा जिसमें दर्पण को नीचे खींचा गया था। इन मूल्यों के साथ, मैं K के लिए समीकरणों को हल करने में सक्षम था, जो मैंने पाया कि लगभग 10.41 था।

अब मेरे पास स्ट्रोक के साथ विभिन्न पदों पर सोलनॉइड के खिंचाव की गणना करने के लिए आवश्यक मूल्य थे। हुक के नियम से वसंत बल के बराबर एफ (एक्स) सेट करके, मैं आवश्यक वोल्टेज वी के लिए हल कर सकता हूं।

ग्राफ सोलेनोइड को किसी वांछित स्थिति x पर ले जाने के लिए आवश्यक वोल्टेज को दर्शाता है।

दाईं ओर, जहां वोल्टेज शून्य है और स्थिति 3 मिमी है, यह सोलनॉइड के तटस्थ विश्राम बिंदु से मेल खाती है जब 3 डी मुद्रित टिका पूरी तरह से आराम से होता है। ग्राफ़ पर बाईं ओर घूमना 3डी प्रिंटेड टिका के खिंचाव के खिलाफ आर्मेचर को सोलनॉइड में खींचने के अनुरूप है - इसके लिए शुरू में अधिक वोल्टेज की आवश्यकता होती है, लेकिन जैसे-जैसे आर्मेचर सोलनॉइड में गहरा होता जाता है, पुल बढ़ता जाता है और आवश्यक ड्राइविंग वोल्टेज कम हो जाता है।

यह संबंध निश्चित रूप से गैर-रैखिक है, लेकिन शिम्पफ के पेपर के समीकरणों के साथ, मैं सही वोल्टेज आउटपुट करने के लिए अपना Arduino कोड लिख सकता हूं ताकि बीम विक्षेपण रैखिक हो:

फ्लोट पोजिशन टू वोल्टेज (फ्लोट एक्स) {

// वांछित x पर टिका (हुक का नियम) द्वारा लगाए गए बल को बहाल करना। कास्ट फ्लोट स्प्रिंग_एफ = -स्प्रिंग_के * (एक्स - स्प्रिंग_एक्स 0)); // वोल्टेज ऐसा है कि सोलनॉइड का खींचने वाला बल मेल खाता है))); }

यह मेरे मूल गति परीक्षण की तुलना में बहुत अधिक गोलाकार सर्पिल की ओर जाता है। मिशन पूरा हुआ!

चरण 12: असतत घटकों का उपयोग करके चालक सर्किट के बारे में प्रश्न और उत्तर

मैं सोलनॉइड को सीधे Arduino से क्यों नहीं जोड़ सकता?

यह एक बात है कि अरुडिनो बिना किसी नुकसान के कितना करंट प्रदान कर सकता है। यह लगभग 40mA प्रति पिन है। यह जानते हुए कि Arduino 5V पर काम करता है, हम लोड के आवश्यक न्यूनतम प्रतिरोध (इस मामले में, सोलनॉइड) की गणना करने के लिए ओम के नियम का उपयोग कर सकते हैं। 5 वोल्ट को 0.040 एम्पीयर से विभाजित करने पर हमें 125 ओम मिलते हैं। यदि लोड का प्रतिरोध अधिक है, तो हम इसे सीधे Arduino से जोड़ सकते हैं, अन्यथा हम नहीं कर सकते। एक छोटे परिनालिका में आमतौर पर 50 ओम का प्रतिरोध होता है, इसलिए हम इसे सीधे Arduino से नहीं चला सकते। अगर हमने किया, तो यह 100mA खींच लेगा, जो स्पष्ट रूप से बहुत अधिक है।

आप सोलनॉइड के लिए 9V का उपयोग क्यों करते हैं, लेकिन Arduino के लिए 5V का उपयोग क्यों करते हैं?

Arduino 5V पर चलता है, लेकिन यह सोलनॉइड के लिए थोड़ा बहुत है। एक ट्रांजिस्टर का उपयोग करने से हम सोलनॉइड के लिए एक वोल्टेज चुन सकते हैं जो कि Arduino के लिए उपयोग किए जाने वाले 5V से स्वतंत्र है।

मुझे कैसे पता चलेगा कि एक ट्रांजिस्टर इस परियोजना के लिए उपयुक्त है या नहीं?

Arduino की तरह, प्रमुख आवश्यकता यह है कि सोलनॉइड के माध्यम से बहने वाली धारा ट्रांजिस्टर के लिए अधिकतम रेटिंग (विशेष रूप से, कलेक्टर करंट) से अधिक न हो। हम सोलनॉइड के प्रतिरोध को मापकर और उसके बाद आपूर्ति वोल्टेज को विभाजित करके सबसे खराब स्थिति की गणना आसानी से कर सकते हैं। सोलेनोइड्स के लिए 9वी सप्लाई करंट और 50 ओम के सोलनॉइड प्रतिरोध के मामले में, सबसे खराब स्थिति हमें 180mA पर रखती है। उदाहरण के लिए, MPS3704 को 600 mA के अधिकतम कलेक्टर करंट के लिए रेट किया गया है, जो हमें लगभग 3 का मार्जिन देता है।

मैं Arduino के आउटपुट और ट्रांजिस्टर के आधार के बीच प्रतिरोध का न्यूनतम मूल्य कैसे निर्धारित करूं?

Arduino का आउटपुट बाइपोलर ट्रांजिस्टर के बेस लेग को करंट लिमिटिंग रेसिस्टर के माध्यम से जोड़ेगा। चूंकि Arduino 5V पर काम करता है, हम फिर से ओम के नियम का उपयोग 40mA से नीचे की धारा को सीमित करने के लिए आवश्यक प्रतिरोध की गणना करने के लिए कर सकते हैं। अर्थात्, कम से कम 125 ओम का मान प्राप्त करने के लिए 5 वोल्ट को 0.04 एम्पीयर से विभाजित करें। उच्च प्रतिरोधक मान करंट को कम कर देंगे, इस प्रकार हमें और भी अधिक सुरक्षा मार्जिन मिलेगा।

क्या उस प्रतिरोध का कोई अधिकतम मूल्य है जिसे मुझे पार नहीं करना चाहिए?

यह पता चला है, हाँ। एक ट्रांजिस्टर में वह होता है जिसे करंट गेन के रूप में जाना जाता है। उदाहरण के लिए, यदि लाभ 100 है, तो इसका मतलब है कि यदि हम आधार में 1mA डालते हैं, तो ट्रांजिस्टर द्वारा नियंत्रित भार के माध्यम से 100mA तक प्रवाहित होगा। यदि हम 1.8mA को बेस में डालते हैं, तो 180mA तक लोड के माध्यम से प्रवाहित होगा। चूँकि हमने पहले गणना की थी कि 9V पर, 180mA सोलनॉइड से प्रवाहित होता है, तो 1.8mA का बेस करंट "स्वीट स्पॉट" होता है, और उससे कम होता है और हमारा सोलनॉइड पूरी तरह से चालू नहीं होगा।

हम जानते हैं कि Arduino 5V डालता है और हम चाहते हैं कि 1.8mA करंट प्रवाहित हो, इसलिए हम प्रतिरोध (R = V/I) की गणना करने के लिए ओम के नियम (R = V/I) का उपयोग करते हैं। 5V को 1.8mA से विभाजित करने पर 2777 ओम का प्रतिरोध मिलता है। इसलिए हमने जो धारणाएँ बनाई हैं, उन्हें देखते हुए, हम उम्मीद करते हैं कि प्रतिरोध 125 और 2777 के बीच होना चाहिए - 1000 ओम जैसा कुछ चुनना हमें किसी भी तरह से काफी अच्छा सुरक्षा मार्जिन देता है।

चरण 13: वर्तमान समस्याओं और संभावित समाधानों का विश्लेषण

वर्तमान प्रोटोटाइप क्षमता दिखाता है, लेकिन कई समस्याएं बनी हुई हैं:

1. एक्स और वाई अक्ष के साथ गति लंबवत प्रतीत नहीं होती है।
2. जब दर्पण दिशा बदलता है तो छलांग लगती है।
3. रिज़ॉल्यूशन काफी कम है और सीढ़ी के स्टेप पैटर्न दिखाई दे रहे हैं।
4. उच्च गति की गति पर, कंपन और बजने से लेजर का मार्ग विकृत हो जाता है।

अंक १) ३डी प्रिंटेड लचीले टिका के डिज़ाइन के कारण हो सकता है जो एक अक्ष के साथ गति को लंबवत अक्ष पर संचारित कर रहे हैं।

अंक 2) ड्राइविंग पिस्टन और दर्पण प्लेटफॉर्म के बीच युग्मन में कमी के कारण है, इससे दर्पण को झटका लगता है और एक्स और वाई अक्ष के बीच संक्रमण पर छोड़ दिया जाता है। यह अचानक आंदोलन एक अंधेरे एक्स आकार के अंतराल की ओर जाता है जहां लेजर डॉट तेजी से अनियंत्रित चाल कर रहा है।

अंक 3) इसलिए होता है क्योंकि डिफ़ॉल्ट Arduino PWM में केवल 255 स्तर होते हैं और उनमें से कुछ वोल्टेज वक्र के आकार के कारण बर्बाद हो जाते हैं। इसे टाइमर1 के उपयोग से महत्वपूर्ण रूप से सुधारा जा सकता है, जो कि 16-बिट्स है और 65536 अद्वितीय मूल्यों में सक्षम होगा।

अंक ४) इसलिए होता है क्योंकि दर्पण और सोलेनोइड की स्लाइडिंग आर्मेचर (पिस्टन) एक महत्वपूर्ण मात्रा में गतिमान द्रव्यमान का निर्माण करते हैं।

जैसा कि मुद्दे १) और २) यांत्रिक डिजाइन से संबंधित हैं, एक संभावना यह हो सकती है कि धातु के पिस्टन को हटा दिया जाए और उन्हें छोटे दुर्लभ-पृथ्वी चुम्बकों के साथ बदल दिया जाए जो सीधे झुकाव प्लेट पर चिपकाए जाते हैं। सोलनॉइड एक खुला कुंडल होगा जो बिना भौतिक संपर्क किए चुम्बकों को आकर्षित या प्रतिकर्षित करेगा। यह कुल द्रव्यमान को कम करते हुए, चिकनी गति को बढ़ावा देगा और झटके की संभावना को समाप्त करेगा।

द्रव्यमान को कम करना समस्या 4 के लिए प्राथमिक समाधान है), लेकिन किसी भी शेष समस्या को सीधे सॉफ़्टवेयर में लक्षित किया जा सकता है ताकि सॉफ़्टवेयर में गति नियंत्रण प्रोफ़ाइल को लागू किया जा सके ताकि दर्पण को नियंत्रित तरीके से तेज और धीमा किया जा सके। यह पहले से ही 3D प्रिंटर फर्मवेयर में व्यापक रूप से किया गया है और इसी तरह के तरीके यहां भी काम कर सकते हैं। गति नियंत्रण से संबंधित कुछ संसाधन यहां दिए गए हैं क्योंकि यह 3D प्रिंटर पर लागू होता है:

• "मोशन कंट्रोल प्रोफाइल के गणित", चक लेविन (लिंक)
• "झटका नियंत्रित गति समझाया", (लिंक)

मुझे संदेह है कि एक ट्रैपेज़ॉयडल गति नियंत्रण प्रोफ़ाइल जोड़ने से दर्पण को रिंगिंग या कंपन कलाकृतियों के बिना बहुत अधिक गति से संचालित करने की अनुमति मिल जाएगी।

चरण 14: भविष्य के कार्य और संभावित अनुप्रयोग

हालांकि इन समस्याओं के समाधान विकसित करने में काफी काम लगेगा, मुझे उम्मीद है कि यह ओपन-सोर्स बीम स्टीयरिंग मॉड्यूल इस तरह के अनुप्रयोगों में गैल्वेनोमीटर आधारित परियोजनाओं के लिए एक किफायती विकल्प बन सकता है:

• डीजे और वीजे के लिए एक सस्ता लेजर शो।
• वेक्ट्रेक्स जैसे पुराने आर्केड गेम के लिए इलेक्ट्रो-मैकेनिकल वेक्टर डिस्प्ले।
• एक DIY रेजिन-प्रकार SLA 3D प्रिंटर जो कि रिप्रैप आंदोलन की भावना में, अपने स्वयं के लेजर स्टीयरिंग मॉड्यूल को प्रिंट कर सकता है।
• कैमरों के लिए डिजिटल पैनिंग या ऑप्टिकल छवि स्थिरीकरण।

Arduino प्रतियोगिता 2017 में दूसरा पुरस्कार