Кузовной ремонт автомобиля

 Покраска в камере, полировка

 Автозапчасти на заказ

Как сделать маленький двигатель в домашних условиях


Простой электродвигатель своими руками из подручных средств

Многие радиолюбители всегда не прочь смастерить какой-нибудь декоративный прибор исключительно в демонстративных целях. Для этого используются простейшие схемы и подручные средства, особенно большим спросом пользуются подвижные механизмы, способные наглядно показать воздействие электрического тока. В качестве примера мы рассмотрим, как сделать простой электродвигатель в домашних условиях.

Что понадобится для простейшего электродвигателя?

Учтите, что изготовить рабочую электрическую машину, предназначенную для совершения какой либо полезной работы от вращения вала в домашних условиях довольно сложно. Поэтому мы рассмотрим простую модель, демонстрирующую принцип работы электрического двигателя. С его помощью вы можете продемонстрировать взаимодействие магнитных полей в обмотке якоря и статоре. Такая модель будет полезной в качестве наглядного пособия для школы или приятного  и познавательного времяпрепровождения с детьми.

Для изготовления простейшего самодельного электродвигателя вам понадобится обычная пальчиковая батарейка, кусочек медной проволоки с лаковой изоляцией, кусочек постоянного магнита, по размерам не больше батарейки, пара скрепок. Из инструмента хватит кусачек или пассатижей, кусочка наждачной бумаги или другой абразивный инструмент, скотч.

Процесс изготовления электродвигателя состоит из таких этапов:

  • Намотайте на пальчиковую батарейку от 10 до 15 витков медной проволоки – это и будет ротор мотора. Можно использовать не только батарейку, но и любое круглое основание.
  • Снимите намотку с батарейки, постарайтесь не сильно нарушать диаметр витков. Зафиксируйте всю катушку двумя диаметрально противоположными витками, как показано на рисунке ниже. Рис. 1: зафиксируйте обмотку витками
  • При помощи мелкого наждака зачистите концы якоря электродвигателя. Ваша задача – удалить слой изоляции, так как через эти концы будет осуществляться токосъем.
  • При помощи пассатижей согните две скрепки таким образом, чтобы получились круглые петли посредине скрепки. В качестве основания для перегиба петли можно использовать любой твердый предмет, к примеру, спичку. Рис. 2: согните скрепку
  • Зафиксируйте скотчем обе скрепки на выводах пальчиковой батарейки, важно добиться плотного прилегания. Если нужно, намотайте несколько слоев скотча.
  • Поместите в петли концы ротора, он же будет выступать и валом электродвигателя. Зачищенные концы провода должны располагаться на скрепках. Рис. 3: поместите ротор в петли
  • Зафиксируйте под катушкой на поверхности пальчиковой батарейки постоянный магнит.

Простой электродвигатель готов – достаточно толкнуть пальцем катушку и она начнет вращательное движение, которое будет продолжаться до тех пор, пока вы не остановите   вал мотора или не сядет батарейка.

Рис. 4: запустите катушку

Если вращение не происходит, проверьте качество токосъема и состояние контактов, насколько свободно ходит вал в направляющих и расстояние от катушки до магнита. Чем меньше расстояние от магнита до катушки, тем лучше магнитное взаимодействие, поэтому улучшить работу электродвигателя можно за счет уменьшения длины стоек.

Одноцилиндровый электродвигатель

Если предыдущий вариант никакой полезной работы не выполнял в силу его конструктивных особенностей, то эта модель будет немного сложнее, зато найдет практическое применение у вас дома. Для изготовления вам понадобится одноразовый шприц на 20мл, медная проволока для намотки катушки (в данном примере используется диаметром 0,45мм­), проволока из меди большего диаметра для коленвала и шатуна (2,5 мм),  постоянные магниты, деревянные планки для каркаса и конструктивных элементов, источник питания постоянного тока.

Из дополнительных инструментов понадобится клеевой пистолет, ножовка, канцелярский нож, пассатижи.

Процесс изготовления электродвигателя заключается в следующем:

  • При помощи ножовки или канцелярского ножа обрежьте шприц, чтобы получить пластиковую трубку.
  • Намотайте на пластиковую трубку тонкую медную проволоку и зафиксируйте ее концы клеем, это будет обмотка статора. Рис. 5: намотайте проволоку на шприц
  • С толстой проволоки удалите изоляцию при помощи канцелярского ножа. Отрежьте два куска проволоки.
  • Согните из этих кусков проволоки коленчатый вал и шатун для электродвигателя, как показано на рисунке ниже. Рис. 6: согните коленвал и шатун
  • Наденьте кольцо шатуна на коленчатый вал, чтобы обеспечить его плотную фиксацию, можно надеть кусок изоляции под кольцо. Рис. 7: наденьте шатун на коленвал
  • Из деревянных плашек изготовьте две стойки для вала, деревянное основание и ушко для неодимовых магнитов.
  • Склейте неодимовые магниты вместе и приклейте к ним ушко при помощи клеевого пистолета.
  • Зафиксируйте второе кольцо шатуна в ушке при помощи шплинта из медной проволоки. Рис. 8: зафиксируйте второе кольцо шатуна
  • Вставьте вал в деревянные стойки и наденьте втулки для ограничения перемещения, сделайте их из кусочков родной изоляции провода.
  • Приклейте статор с обмоткой, стойки с шатуном на деревянное основание, кроме дерева можете использовать и другой диэлектрический материал. Рис. 9: приклейте стойки и статор
  • При помощи саморезов с плоской шляпкой зафиксируйте выводы на деревянном основании. Два контакта должны иметь достаточную длину, чтобы касаться вала электродвигателя – один выгнутой части, другой прямой. Рис. 10: точки касания вала
  • Наденьте на вал с одной стороны маховик для стабилизации вращения, а с другой крыльчатку для вентилятора.
  • Припаяйте один вывод обмотки электродвигателя к контакту колена, а второй к отдельному выводу. Рис. 11: припаяйте выводы обмотки
  • Подключите электродвигатель к батарейке при помощи крокодилов.

Одноцилиндровый электродвигатель готов к эксплуатации – достаточно подключить питание к его выводам для работы и прокрутить маховик, если он находится  в том положении, с которого сам стартовать не может.

Рис. 12: подключите питание

Чтобы прекратить вращение вентилятора, отключите электродвигатель посредством снятия крокодила хотя бы с одного из контактов.

Электродвигатель из пробки и спицы

Также представляет собой относительно простой вариант самоделки, для его изготовления вам понадобится пробка от шампанского, медная проволока в изоляции для намотки якоря, вязальная спица, медная проволока для изготовления контактов, изолента, деревянные заготовки, магниты, источник питания. Из инструментов вам пригодятся пассатижи, клеевой пистолет, мелкий натфиль, дрель, канцелярский нож.

Процесс изготовления электродвигателя будет состоять из таких этапов:

  • Обрежьте края пробки, чтобы получить две плоских поверхности, на которых будет располагаться провод.
  • Просверлите сквозное отверстие в пробке и проденьте в него спицу. С одной стороны намотайте изоленту. Рис. 13: вставьте спицу и намотайте изоленту
  • В торце пробки вставьте два отрезка проволоки и приклейте их.
  • Намотайте обмотку ротора из тонкой проволоки в одном направлении. Сделайте перемотку якоря изолентой, чтобы витки в электродвигателе не распустились во время работы.
  • Зачистите надфилем концы обмотки электродвигателя и выводы на пробке и соедините их.
Рис. 14: соедините концы обмотки и выводы

Для лучшего контакта можно припаять. Выводы следует согнуть так, чтобы они буквально лежали на спице.

Рис. 15: согните выводы
  • Сделайте деревянное основание, две опоры для вала и две стойки для магнитов. Высверлите в опорах отверстия под спицу.
  • Приклейте опоры на основание и вставьте в них ротор электродвигателя. Зафиксируйте подвижный элемент ограничителями, наиболее просто сделать их из изоленты. Рис. 16: установите вал на стойки
  • Из двух концов проволоки изготовьте щетки для электродвигателя и зафиксируйте их саморезами на основании. Рис. 17: щетки для электродвигателя
  • На стойки приклейте два магнита и разместите их с двух сторон от ротора с минимальным зазором.
Рис. 18: установите магниты

Наденьте крыльчатку вентилятора на вал и подключите к источнику питания – при протекании электрического тока по катушке произойдет магнитное взаимодействие с полем постоянных магнитов, благодаря чему и возникнет вращательное движение. Простейший электродвигатель готов, запитать его можно и от переменного тока в сети, но вместо батарейки вам придется использовать блок питания.

Видео инструкции в помощь




Как отремонтировать малые двигатели: советы и рекомендации

Небольшие газовые двигатели служат нам во многих отношениях. Они приводят в действие газонокосилки, культиваторы, культиваторы, триммеры, кромки, снегоуборочные машины, цепные пилы, насосы, генераторы, воздушные компрессоры и другие полезные домашние инструменты. Они также питают наше удовольствие: подвесные лодки, снегоходы, мотоциклы, вездеходы, сверхлегкие самолеты и другие игрушки. Чтобы обеспечить их эффективную работу, владелец этих инструментов и игрушек должен знать о небольших двигателях: как они работают и что делать, когда их нет.

Небольшие газовые двигатели состоят из отдельных систем, которые работают вместе для выработки энергии. Каждая система имеет много компонентов. Для бензиновых двигателей внутреннего сгорания требуются шесть систем: топливо, выхлоп, зажигание, сгорание, охлаждение и смазка. В этой статье мы обсудим системы и компоненты, которые заставляют работать маленькие двигатели.

Топливо и Выхлоп

Топливная и выхлопная системы имеют решающее значение для работы.Они снабжают топливо для сгорания и удаляют выхлопные газы. Ниже приведены компоненты топливной и выхлопной системы.

Бензин: Бензин - горючая жидкость, которая горит относительно медленно. Однако, когда распыляется как туман и смешивается с воздухом, это довольно взрывоопасно. Все, что нужно, это искра. Двухтактные двигатели требуют смешивания масла с бензином для смазывания внутренних частей. Четырехтактные двигатели используют топливовоздушную смесь.

Топливный бак: Топливный бак хранит топливо при подготовке к смешиванию карбюратором и использованию двигателем.Некоторые топливные баки находятся под давлением воздуха, чтобы помочь доставить топливо к карбюратору. Другие баки не находятся под давлением и зависят от топливного насоса для подачи топлива в карбюратор.

Топливопровод: Топливо подается из бака в насос и / или карбюратор через топливопровод. Топливные системы под давлением часто имеют сжатую лампочку в топливной магистрали для создания давления.

Фильтр : Струя карбюратора имеет небольшое отверстие, которое может легко забиться.Топливный фильтр улавливает грязь и осадок из газа перед его подачей в карбюратор.

Насос : Топливный насос создает вакуум, который вытягивает топливо из бака под давлением, а затем подает его в карбюратор.

Карбюратор: У карбюратора есть одно задание: смешивать правильную пропорцию бензина и воздуха для двигателя. Слишком много бензина в смеси делает его богатым; слишком мало газа делает его худым.

Дроссель: Дроссель контролирует количество топливовоздушной смеси, которая поступает в двигатель от карбюратора.Таким образом, дроссельная заслонка контролирует скорость двигателя.

Грунтовка: Грунтовка впрыскивает небольшое количество бензина в горловину карбюратора для обогащения исходной топливно-воздушной смеси. Праймер используется для запуска холодного двигателя.

Дроссель: Некоторые двигатели контролируют богатство топливно-воздушной смеси при запуске, управляя воздухом, а не топливом. Дроссель уменьшает количество воздуха в топливовоздушной смеси.

Регулятор: Регулятор - это устройство, которое автоматически открывает дроссель двигателя, когда требуется большая мощность, и закрывает его, когда нагрузка мала.

Глушитель: Небольшие газовые двигатели, особенно двухтактные, шумят при работе. Глушитель уменьшает шум выхлопных газов, пропуская их через перегородки.

Искрогаситель: Искра может выйти из выпускного отверстия небольшого газового двигателя, что может привести к возгоранию близлежащих горючих веществ. Искрогаситель на выпускном отверстии может уменьшить вероятность такого пожара. Искрогасители особенно важны для цепных пил, мотоциклов и вездеходов, эксплуатируемых в сухих лесах.

Зажигание

Зажигание является основной системой всех небольших газовых двигателей. Он производит и доставляет высоковольтную искру, которая зажигает топливно-воздушную смесь, вызывая горение. Отсутствие искры означает отсутствие сгорания, что означает, что ваш двигатель не работает. Ниже приведены компоненты, найденные в небольших системах зажигания двигателя. Некоторые системы будут включать зажигание в точке прерывания, в то время как другие зависят от твердотельного зажигания.

Система зажигания с магнитным приводом : Магнит использует магнетизм для подачи электричества при зажигании, где нет батареи.Магнит вращается коленчатым валом, который вращается, когда вынимается ручной ручной стартер. Три типа магнитных систем зажигания: механический выключатель, конденсаторный разряд и управляемый транзистором.

Система зажигания с батарейным питанием: Если в вашем маленьком двигателе есть батарея для запуска, катушка зажигания также будет использовать ее для подачи искры на свечи зажигания. Батарея накапливает электроэнергию до тех пор, пока она не понадобится. В системах зажигания аккумуляторов также используются механические выключатели, конденсаторные разрядники и транзисторные зажигания.

Механический выключатель Зажигания: Электропитание высокого напряжения должно быть направлено на свечу зажигания в соответствующее время. При зажигании с помощью механического выключателя эта работа выполняется через точки контакта и конденсатор.

Точки: При вращении коленчатого вала кулачок открывается и закрывает набор точек контакта. Эти точки функционируют как выключатель: закрытый включен, а открытый выключен.

Конденсатор: Поскольку искра, движущаяся по точкам, может повредить их поверхности, конденсатор накапливает напряжение для уменьшения искрения между точками.

Зажигания конденсаторного разряда (CDI): Конденсатор - это большой конденсатор. CDI хранит и подает напряжение на катушку, используя магниты, диоды и конденсатор

Транзисторные зажигания (TCI) : Транзисторы являются электронными контроллерами. TCI использует транзисторы, резисторы и диоды для управления синхронизацией искры.

Катушка: Катушка зажигания - это просто две катушки провода, обернутые вокруг железного сердечника.Катушка изменяет низкое напряжение (6 или 12 вольт) на высокое напряжение (от 15 000 до 30 000 вольт), необходимое для свечи зажигания.

Свеча зажигания : Свеча зажигания - это изолированный электрод, который ввинчивается в верхнюю часть цилиндра двигателя. Высоковольтное синхронизированное электричество от магнето проходит по проводам к свече зажигания. Основание штекера имеет воздушный зазор около 0,030 дюйма (30 тысячных дюйма), через который должен прыгать ток.

Провода: Первичный провод от катушки до точки выключателя и вторичный провод от катушки к свече (-ам) зажигания подает электричество на компоненты зажигания.

Распределитель: Распределитель - это система зажигания для двигателей с несколькими цилиндрами и свечами зажигания. Он распределяет искру в соответствующий цилиндр, используя ротор, колпачок и отдельные провода свечи зажигания.

Сжигание

Система сгорания небольшого газового двигателя - то, где работа сделана. Компоненты системы сгорания включают блок цилиндров, головку цилиндров, распределительный вал, клапаны, поршень, шатун, коленчатый вал, зубчатые колеса и маховик.Чтобы лучше понять маленькие газовые двигатели, давайте посмотрим, как работает эта жизненно важная система.

Блок цилиндров: Самая большая отдельная деталь в небольшом газовом двигателе - это блок цилиндров. Это кусок металла, в котором отверстие цилиндра пробурено или помещено.

Головка цилиндров: Головка цилиндров - это верх или потолок цилиндра, который крепится к блоку болтами. В зависимости от типа двигателя головка может включать или не включать клапаны.

Поршень: Поршень - это подвижный пол в камере сгорания. Его движение вверх сжимает топливно-воздушную смесь. После сгорания его нисходящее движение вращает коленчатый вал.

Коленчатый вал: Коленчатый вал двигателя представляет собой металлический вал со смещенной секцией, на которой закреплен шатун. Вращение коленчатого вала перемещает поршень вверх в цилиндре. Движение поршня вниз в цилиндре вращает коленчатый вал.

Шатун: Между поршнем и коленвалом находится шатун. На большем конце шатуна находится подшипник, который позволяет вращаться вокруг движущегося коленчатого вала. Малый конец прикреплен к поршневому пальцу.

Клапаны: Клапаны просто открывают и закрывают проходы. Геркон в двухтактном двигателе активируется при изменении давления воздуха.

Маховик: В конце коленчатого вала находится круглое утяжеленное колесо, называемое маховиком.Маховик передает мощность двигателя на устройства (колеса, лопасти и т. Д.) И помогает плавно вращать коленчатый вал.

Галерея изображений малых двигателей

Охлаждение и смазка

Горение и трение производят тепло. Нагрев и трение, если их не контролировать, могут быстро повредить компоненты двигателя. Небольшие газовые двигатели обычно охлаждаются воздухом. Трение снижается благодаря использованию подвижных подшипников и смазочных материалов.

Ребра воздушного охлаждения: Для простоты большинство небольших газовых двигателей охлаждаются воздухом. Металлические ребра снаружи камеры сгорания помогают рассеивать внутреннее тепло.

Трение: Трение - это сопротивление, возникающее при трении одной поверхности о другую. Трение вызывает износ. В двигателе с большим количеством движущихся частей трение уменьшается с помощью подшипников и смазочных материалов.

Подшипники: Подшипник является сменной деталью, которая берет на себя основную часть трения.Подшипник скольжения опирается на смазочные материалы, чтобы минимизировать трение. В подшипниках качения используются твердые стальные ролики или шарики для предотвращения износа, хотя для этого также требуется некоторая смазка.

Смазочные материалы: Смазочные материалы, такие как масло и смазка, уменьшают поверхностное трение, покрывая детали пленкой. Смазочные материалы в двухтактных двигателях наносятся на поверхности путем смешивания масла с топливом.

Вязкость: Вязкость масла - это его сопротивление течению.Чем толще смазочное масло или смазка, тем выше показатель вязкости.

Фильтры: Трение происходит. Движущиеся детали изнашиваются даже при использовании самых лучших смазочных материалов. Получаемый в результате процесса сгорания металл, а также углерод должны быть очищены от масла, чтобы обеспечить длительную смазку. Некоторые небольшие двигатели используют масляные фильтры для удаления загрязнений из циркулирующего масла.

Регулярное обслуживание вашего небольшого двигателя в конечном итоге сэкономит вам деньги и время.В следующем разделе мы рассмотрим, как, где и когда обслуживать этот движок.

,

Создание текстового лазерного проектора своими руками / Habr

Давайте узнаем, как сделать достаточно простой лазерный проектор из электроники, который вы можете найти дома.

Введение


Существует два способа создания изображения с помощью лазера - векторное сканирование и растровое сканирование.

Во время векторного сканирования лазер перемещается вдоль контуров изображения, отключаясь только при переходе от одного контура к другому. Это означает, что лазер работает большую часть времени, создавая довольно яркое изображение.

Этот метод чаще всего используется в крупных промышленных лазерных проекторах, но для быстрого перемещения лазера требуется довольно сложное электромеханическое устройство - гальванометр. Цены начинаются от 80 долларов за пару, и это очень непрактично (хотя и возможно) сделать дома.

Второй метод - растровое сканирование. Там лазерный луч перемещается из стороны в сторону, рисуя изображение построчно. Этот метод используется в старых телевизорах и мониторах с ЭЛТ.

Поскольку вертикальные и горизонтальные перемещения выполняются неоднократно, механическая настройка требует гораздо более простой процедуры, чем векторное сканирование.Кроме того, поскольку изображение разделено на отдельные элементы, его намного проще программировать.

Основным недостатком растрового сканирования является то, что луч проходит через все элементы изображения, даже те, которые не нужно освещать, в результате чего изображение становится более тусклым. Но из-за простоты этот метод я выбрал для своего лазерного проектора.

Для перемещения лазерного луча вдоль линии (по горизонтали) есть очень удобный метод: использовать зеркало, вращающееся с постоянной скоростью.Поскольку вращение непрерывно, вы можете перемещать луч довольно быстро. Но переместить луч на другую линию сложнее.

Самый простой вариант - использовать несколько лазеров, направленных на вращающееся зеркало. Недостатком является то, что количество отображаемых линий будет определяться количеством используемых лазеров, что усложняет настройку, плюс вам потребуется довольно высокое зеркало. Но есть и плюсы - единственная движущаяся часть всей системы - это зеркало (меньше ломается), а использование нескольких лазеров может сделать изображение ярче.Вот пример проектора, построенного таким образом.

Другой метод сканирования, часто встречающийся в Интернете, - это комбинирование вертикального и горизонтального сканирования с использованием вращающегося зеркального барабана, где отдельные «грани» расположены под разными углами к оси вращения. Эта конфигурация зеркала заставляет лазерный луч отражаться под разными вертикальными углами, когда зеркало вращается, создавая вертикальное сканирование.

Несмотря на то, что получившийся проектор по своей сути довольно прост (вам нужен только лазер, зеркало с мотором и датчиком синхронизации), у этого метода есть большой недостаток - очень трудно построить многогранное зеркало дома.Обычно наклон «граней» должен быть идеально отрегулирован во время строительства, а требуемый уровень точности безумно высок.

Вот пример такого проектора.

Чтобы упростить для себя, я использовал другой метод сканирования - постоянно вращающееся зеркало для формирования горизонтального сканирования и периодически колеблющееся зеркало для вертикального сканирования.

Реализация


Горизонтальное сканирование

Где можно найти быстро вращающееся зеркало? Конечно, в старом лазерном принтере! В лазерных принтерах используется многоугольное зеркало, установленное поверх бесщеточного мотора, для сканирования лазерного луча вдоль бумаги.Двигатель обычно устанавливается сверху печатной платы, которая его контролирует.

У меня уже был зеркальный модуль от старого принтера:

Я не смог найти документацию для модуля или чипа внутри него, поэтому, чтобы определить расположение выводов модуля, мне пришлось перепроектировать его. Линии электропередачи легко найти - они подключены к единственному электролитическому конденсатору на печатной плате. Но простого включения двигателя недостаточно для его вращения - вам также необходимо подать тактовый сигнал для установки скорости вращения.Сигнал представляет собой простой меандр с частотой от 20 до 500-1000 Гц.

Чтобы найти правильную линию, я взял импульсный генератор, настроенный на 100 Гц, и подключил его (через резистор) к каждой доступной линии порта лазерного модуля. Как только сигнал поступает на правильную линию, двигатель начинает вращаться. Зеркало вращается достаточно быстро для наших целей - как будет показано позже, оно вращается со скоростью более 250 об / мин. Но, к сожалению, вращение двигателя сделало его довольно шумным. Это не проблема для моих экспериментов, но, безусловно, будет заметно, когда проектор будет готов и работает.Может быть, это можно смягчить, используя более новый зеркальный модуль или просто поместив модуль в коробку.

Laser

Для предварительных испытаний я использовал лазер от дешевой лазерной указки. Модуль должен быть настроен таким образом, чтобы он имел несколько степеней свободы - чтобы правильно направить лазер на зеркало.

Поскольку мы используем растровое сканирование, лазерный свет распределяется по всей области изображения, что делает изображение довольно тусклым - оно видно только в темноте.

Итак, гораздо позже, после того, как я успешно нарисовал изображение, я заменил лазерный модуль на более мощный - лазерный диод из DVD-плеера.

Предупреждение: лазеры DVD очень опасны и могут вас ослепить! При работе с лазером всегда используйте защитные очки!

И лазер, и многоугольные зеркальные модули были установлены на вершине небольшой деревянной доски. После подачи тактового сигнала на двигатель и подачи питания на лазер, вы должны направить лазер таким образом, чтобы луч попадал на края зеркала. В результате, пока зеркало вращается, вы получаете длинную горизонтальную линию.
Синхронизирующий фотодатчик

Чтобы микроконтроллер мог отслеживать положение движущегося лазерного луча, нам нужен фотодатчик.Но для этой цели я использовал фотодиод, перекрытый куском картона с небольшим отверстием посередине. Необходимо более точно отслеживать момент попадания луча на фотодиод.

Вот система крепления для фотодиода (без картона):

При нормальной работе отраженный лазерный луч должен сначала попадать на фотодиод, и только потом - зеркало вертикального сканирования.

После установки датчика я проверил его, подавая напряжение через резистор и наблюдая за сигналом с помощью осциллографа - его амплитуды было достаточно, чтобы подключить датчик непосредственно к входу GPIO микроконтроллера.

Вертикальное сканирование

Как я упоминал ранее, я использовал периодически колеблющееся зеркало для формирования вертикального сканирования. Как ты ведешь это? Самый простой способ - использовать электромагнит. Иногда люди просто монтируют зеркала на верхнюю часть компьютерных колонок, но это не особенно желательный вариант (результаты противоречивы, слишком сложно откалибровать).

В своей сборке я использовал двигатель BLDC от DVD-плеера для управления зеркалом вертикального сканирования. Так как проектор был предназначен для вывода текста, рисовать было не так много, а это означало, что зеркало должно быть только слегка наклонено.

Двигатель BLDC состоит из трех катушек, которые вместе составляют статор. Если одна из катушек подключена к положительно заряженному источнику питания, а две другие поочередно подключены к отрицательно заряженному источнику, ротор двигателя будет колебаться. Максимальная угловая развертка определяется конфигурацией двигателя, а именно - количеством полюсов. Для двигателя DVD это не превышает 30 градусов. Поскольку этот двигатель довольно мощный и простой в управлении (требуются только две клавиши), этот двигатель очень хорошо подходит для нашей цели создания текстового лазерного проектора.

Так выглядит мотор с подключенным зеркалом:

Обратите внимание, что отражающая поверхность зеркала должна быть спереди - это значит, что она не закрыта стеклом.

Обзор

Вот как выглядит проектор в сборе:

Проекционный модуль рядом:

Многоугольное зеркало движется по часовой стрелке, поэтому лазерный луч перемещается слева направо.

Мощный лазерный диод DVD уже установлен (внутри коллиматора).Зеркало вертикальной развертки настроено таким образом, чтобы проецируемое изображение было направлено - в моем случае, к потолку моей комнаты.

Как видно из рисунка, лазер и механические части проектора управляются микроконтроллером STM32F103, установленным на небольшой отладочной плате (Blue Pill). Эта плата установлена ​​в макете.

Схема устройства:

Как я упоминал ранее, для управления двигателем с многоугольным зеркалом нам нужен только один сигнал - тактовый сигнал (POLY_CLOCK), который генерируется одним из таймеров STM32, работающих в режиме ШИМ.Его частота и коэффициент заполнения остаются неизменными во время работы проектора. Для питания двигателя я использую отдельный источник питания 12 В.

Два ШИМ-сигнала для управления зеркалом вертикального сканирования генерируются другим таймером микроконтроллера. Эти сигналы передаются через микросхему ULN2003A, которая управляет двигателем DVD. Таким образом, устанавливая различные коэффициенты заполнения для каналов ШИМ того времени, мы можем изменить угол поворота двигателя.

К сожалению, текущая версия проектора не предоставляет информацию о расположении зеркала.Это означает, что микроконтроллер может управлять зеркалами, но он не «знает» о своем текущем положении. Инерция ротора и индуктивность катушек вызывают некоторые задержки при изменении направления вращения.

Благодаря всему этому есть два основных следствия:

  • Плотность линий не постоянна, поскольку скорость вращения зеркала не может контролироваться;
  • Многие линии не работают. Зеркало вертикального сканирования колеблется в циклах, поэтому некоторые линии могут выводиться вверх дном, а другие - вверх дном.В результате, поскольку мы не можем отслеживать положение, линии могут отображаться только тогда, когда двигатель вращается определенным образом. Поскольку отображается только половина строк, яркость изображения уменьшается вдвое.

Тем не менее, отсутствие обратной связи делает устройство довольно простым в сборке.

Процесс формирования изображения также довольно прост:

  • Каждый раз, когда лазерный луч попадает на фотодиод, микроконтроллер генерирует прерывание. При этом прерывании текущая скорость горизонтального сканирования рассчитывается MCU.После этого специальный таймер синхронизации сбрасывается.
  • Этот таймер синхронизации генерирует собственные прерывания в определенные моменты во время горизонтального сканирования.
  • В частности, через некоторое время после синхронизации должен формироваться сигнал управления лазером. Мое устройство формирует его с помощью комбинации DMA + SPI. По сути, эти модули передают строку изображения на выход MOSI SPI в нужное время, по одному биту за раз.
  • После завершения вывода изображения лазер должен быть снова включен, чтобы фотодиод мог снова принять свой луч.

Лазерная модуляция осуществляется с помощью одного из ключей чипа ULN2003A. Резистор R3 необходим для защиты лазерного диода от перегрузки по току. Он установлен прямо на конце лазерного кабеля, изолирован. Для питания лазера я использовал подвесной источник питания. Важно контролировать потребление тока лазера и убедиться, что оно находится в допустимом диапазоне для конкретного лазерного диода.

Пример изображения (высота 8 строк):

Текст несколько не пропорционален, потому что проектор направлен на стену под углом.В настоящее время каждый цикл вертикального сканирования составляет 32 шага (1 шаг означает поворот многоугольного зеркала на 1 край).

Проектор может отображать 14 различных строк: все, что после этого начинает смешиваться с другими линиями, искажая изображение.

На фотографии в начале также используется 8-строчный шрифт, который позволяет несколько хорошо отображать даже две строки текста.

Шрифты 11x7 и 6x4 также поддерживаются в коде:

Пример «бегущего текста»:


Видео заставляет изображение мерцать вертикально, но на самом деле оно не видно.

Проект на GitHub.


Смотрите также


avtovalik.ru © 2013-2020
Карта сайта, XML.