👩🏽 👨🏼‍💼 👩🏼‍🤝‍👨🏾 उपलब्ध भागों से एक लेजर प्रोजेक्टर कोडांतरण 🎞️ 👨🏾‍🚒 💞

UPD: DAC से GitHub में बोर्ड फाइलें जोड़ी गईं

प्रारंभ में, मैंने एक लेजर हार्प बनाने की योजना बनाई, लेकिन अब तक मैंने एक मध्यवर्ती परिणाम प्राप्त किया है - एक ऐसा उपकरण जिसे लेजर प्रोजेक्टर के रूप में इस्तेमाल किया जा सकता है - जो कि ILDA प्रारूप फ़ाइलों में दर्ज एक लेजर विभिन्न आकृतियों के साथ खींचता है। मुझे पता है कि बहुत से लोग जो गैल्वेनोमीटर को नियंत्रित करने वाले उपकरण के रूप में लेजर प्रोजेक्टर की असेंबली में लेते हैं (मुझे अभी भी समझ नहीं आया कि "गैल्वो स्कैनर" का रूसी में संयोजन कैसे किया जाए) एक कंप्यूटर के लिए सस्ते थोड़े संशोधित साउंड कार्ड का उपयोग करते हैं। मैं दूसरे रास्ते पर चला गया। आखिरकार मुझे एक पूरी तरह से स्वायत्त डिवाइस की आवश्यकता होगी जो कंप्यूटर के बिना काम कर सके।

आइए देखें कि मेरे लेजर प्रोजेक्टर में क्या हैं। सभी भागों की लागत लगभग 8000 रूबल है, जिनमें से आधे से अधिक एक 70mW लेजर मॉड्यूल है।

गैल्वेनोमीटर और उनके लिए एक्स / वाई कुल्हाड़ियों के साथ लेजर बीम को परिभाषित करने के लिए ड्राइवर
532nm 70mW 5V लेजर मॉड्यूल ड्रैगन लेजर SGLM70
टेक्सास इंस्ट्रूमेंट्स स्टेलारिस लॉन्चपैड
घर का बना AD7249BRZ DAC बोर्ड
बिजली की आपूर्ति

लोहा

मेरा सिस्टम स्टेलारिस लॉन्चपैड को "मस्तिष्क" के रूप में उपयोग करता है (क्योंकि यह काफी तेज़ है और इसमें USB हार्डवेयर सपोर्ट है) और एनालॉग डिवाइसेस AD7249BRZ सीरियल इंटरफ़ेस के साथ 12-बिट ड्यूल-चैनल DAC है। बीम विचलन को नियंत्रित करने के लिए, -5 से 5 वोल्ट की रेंज में ड्राइवर इनपुट पर एक एनालॉग सिग्नल लागू किया जाना चाहिए। DAC AD7249BRZ केवल इस मोड में काम करना जानता है (साथ ही 0 से 5 वोल्ट और 0 से 10 वोल्ट तक)। उसके लिए, मैंने ईगल में एक विशेष बोर्ड पर प्रतिबंध लगा दिया जो स्टेलारिस लॉन्चपैड से जुड़ता है। बोर्ड को द्विध्रुवी शक्ति की आवश्यकता होती है, जिसे ICL7660 चिप का उपयोग करके प्राप्त किया जाता है। गैल्वेनोमीटर के साथ आपूर्ति की गई बिजली की आपूर्ति इकाई (15V) के एकल आउटपुट वोल्टेज को परिवर्तित करने के लिए, मैंने रैखिक LM317 नियामक का उपयोग किया, जो बाद में सबसे इष्टतम समाधान नहीं निकला, विशेष रूप से लेजर मॉड्यूल को बिजली देने के लिए - क्योंकि एक बड़े रेडिएटर (वीडियो पर दिखाई देने वाला) के साथ LM-ka ऑपरेशन के 10 मिनट के बाद, यह 70 डिग्री तक गर्म होता है। एक रेडिएटर के बिना, यह बस बहुत जल्दी से गर्म हो गया और ओवरहीटिंग से बंद हो गया (और इसके साथ लेजर मॉड्यूल, जिसके कारण मैंने शुरू में फैसला किया कि यह जल गया और लगभग ईंटों की एक जोड़ी डाल दी, टी। .k जब इसे फिर से ऊर्जावान किया गया, तो यह चालू नहीं हुआ - जैसा कि बाद में यह स्पष्ट हो गया जब तक कि माइक्रोकिरिट ठंडा हो गया)।

लेजर मॉड्यूल ने शुरू में टीटीएल-मॉड्यूलेशन का समर्थन नहीं किया था, इसलिए जब मैं लेजर को अलग-अलग दिशाओं में चला रहा था, तो मैंने सही समय पर बीम को चालू और बंद करने के बारे में सोचा। ऐसा करने के लिए, टांका लगाने वाले लोहे के साथ लेजर मॉड्यूल को संशोधित करना आवश्यक था। सौभाग्य से, लगभग सभी चीनी लेजर मॉड्यूल एक दूसरे के समान हैं, सरल हैं, और LM358 परिचालन एम्पलीफायर पर बनाए गए हैं। अपने पैरों को 3 और 4 (क्रमशः नॉनवेजिंग इनपुट और ग्राउंड) में मिलाते हुए, पहले द्विध्रुवी ट्रांजिस्टर 2N4401 के एमिटर और कलेक्टर जो भर में आए थे, इस प्रकार मुझे ट्रांजिस्टर के आधार पर नियंत्रण संकेत की आपूर्ति करके लेजर को मॉड्यूलेट करने का अवसर मिला:

संशोधित लेजर मॉड्यूल

AD7249BRZ के लिए सर्किट और बोर्ड नीचे प्रस्तुत किया गया है। शायद एक चौकस पाठक को सर्किट में एक त्रुटि मिलेगी, क्योंकि मेरे लिए अज्ञात कारणों से, ऐसा लगता है कि परिचालन एम्पलीफायर वाला हिस्सा काम नहीं करता है, जो हस्तक्षेप के खिलाफ अधिक सुरक्षा के लिए सर्किट के आउटपुट सिग्नल को संतुलित बनाने के लिए डिज़ाइन किया गया है। मेरी प्रति संतुलित संकेत के बजाय असंतुलित संकेत देती है, लेकिन, फिर भी, सब कुछ उसी तरह काम करता है।

मुझे आशा है कि आप बोर्ड के डरावने चित्र से डरते नहीं हैं, जो कि माइक्रोक्रिचिट के टर्मिनलों पर पट्टिका के साथ है, जो एथिल अल्कोहल से पोंछने के बाद बनाया गया था। वैसे, इस कारण से, इसोप्रोपाइल अल्कोहल के साथ फ्लक्स को धोने की सिफारिश की जाती है, क्योंकि यह ऐसी लकीरें नहीं छोड़ता है। वैसे, कौन किस तरह के कनेक्टर में रुचि रखता है, बोर्ड पर एक कुंडी के साथ - ये मोलेक्स कनेक्टर (22-23-2021 सॉकेट, 22-01-3027 प्लग, प्लग के लिए 08-50-0114 पिन) हैं, मैंने उन्हें डिग्गी के माध्यम से आदेश दिया, चूंकि चीनियों के बीच वे किसी न किसी तरह से महंगे हैं।

मुलायम

इस पर, ऐसा लगता है कि लोहे के हिस्से के बारे में सबसे दिलचस्प हिस्सा समाप्त हो गया है, इसलिए हम सॉफ्टवेयर भाग की ओर मुड़ते हैं। इसमें दो भाग होते हैं - स्टेलारिस लॉन्चपैड के लिए पीसी और फर्मवेयर के लिए एक कार्यक्रम, जो प्रत्येक 32 बिट्स के अपने पैकेट प्रारूप के साथ एक यूएसबी बल्क उपकरण को लागू करता है। नमूना प्रारूप निम्नलिखित संरचना द्वारा वर्णित है:

typedef struct { unsigned x:12; //  X unsigned rx:4; //  (/ ) unsigned y:12; //  Y unsigned ry:4; //   } sample_t;

डिवाइस 512 बाइट्स आकार के USB बफ़र्स का उपयोग करता है, जो एक निश्चित मार्जिन के साथ पीसी से डेटा रिकॉर्ड करता है, और इतनी गति से कि अतिप्रवाह या खाली बफर का कारण न हो। प्रयुक्त गैल्वेनोमीटर को प्रति सेकंड 20,000 अंक प्रदर्शित करने के लिए डिज़ाइन किया गया है, अर्थात, यह आवश्यक नमूना आवृत्ति है। USB से डेटा संसाधित करने के कार्य में, प्रसंस्करण गति को SysCtlDelay

का उपयोग करके नियंत्रित किया SysCtlDelay

। मान को समायोजित करके, आप सिस्टम को समायोजित कर सकते हैं ताकि ILDA परीक्षण चित्र सही ढंग से प्रदर्शित हो:

पोस्ट की शुरुआत में वीडियो पर हरी एलईडी 20,000 नमूनों के प्रत्येक फट को संसाधित करने के बाद झपकी लेती है। यही है, आदर्श रूप से, इसे प्रति सेकंड 1 बार ठीक से ब्लिंक करना चाहिए।

पीसी के लिए सॉफ्टवेयर playilda.c

पैकेज से playilda.c

पर आधारित है, हालांकि, सब कुछ वहां से काट दिया जाता है और JACK सर्वर के साथ बातचीत करने के बजाय, Stellarb Launchpad में डेटा पैकेट भेजने के लिए libusb का उपयोग किया जाता है।

पीसी स्रोत कोड

 #include <stdlib.h> #include <sys/time.h> #include <time.h> #include <stdio.h> #include <string.h> #include <libusb-1.0/libusb.h> #include <iostream> #include <string> #include <vector> #define MAGIC 0x41444C49 static inline uint16_t swapshort(uint16_t v) { return (v >> 8) | (v << 8); } float scale = 1.0; typedef struct { uint32_t magic; uint8_t pad1[3]; uint8_t format; char name[8]; char company[8]; uint16_t count; uint16_t frameno; uint16_t framecount; uint8_t scanner; uint8_t pad2; } __attribute__((packed)) ilda_hdr; #define BLANK 0x40 #define LAST 0x80 typedef struct { int16_t x; int16_t y; int16_t z; uint8_t state; uint8_t color; } __attribute__((packed)) icoord3d; typedef struct coord3d { int16_t x; int16_t y; int16_t z; uint8_t state; coord3d(int16_t x, int16_t y, int16_t z, uint8_t state) : x(x), y(y), z(z), state(state) { } } coord3d; typedef struct { std::vector<coord3d> points; int position; } frame; frame rframe; int subpos; int divider = 1; int loadildahdr(FILE *ild, ilda_hdr & hdr) { if (fread(&hdr, sizeof(hdr), 1, ild) != 1) { std::cerr << "Error while reading header" << std::endl; return -1; } if (hdr.magic != MAGIC) { std::cerr << "Invalid magic" << std::endl; return -1; } if (hdr.format != 0) { fprintf(stderr, "Unsupported section type %d\n", hdr.format); return -1; } hdr.count = swapshort(hdr.count); hdr.frameno = swapshort(hdr.frameno); hdr.framecount = swapshort(hdr.framecount); } int loadild(const std::string & file, frame & frame) { int i; FILE *ild = fopen(file.c_str(), "rb"); if (!ild) { std::cerr << "Cannot open " << file << std::endl; return -1; } ilda_hdr hdr; loadildahdr(ild, hdr); for (int f = 0; f < hdr.framecount; f++) { std::cout << "Frame " << hdr.frameno << " of " << hdr.framecount << " " << hdr.count << " points" << std::endl; icoord3d *tmp = (icoord3d*)calloc(hdr.count, sizeof(icoord3d)); if (fread(tmp, sizeof(icoord3d), hdr.count, ild) != hdr.count) { std::cerr << "Error while reading frame" << std::endl; return -1; } for(i = 0; i < hdr.count; i++) { coord3d point(swapshort(tmp[i].x), swapshort(tmp[i].y), swapshort(tmp[i].z), tmp[i].state); frame.points.push_back(point); } free(tmp); loadildahdr(ild, hdr); } fclose(ild); return 0; } short outBuffer[128]; int process() { frame *frame = &rframe; short *sx = &outBuffer[0]; short *sy = &outBuffer[1]; for (int frm = 0; frm < 64; frm++) { struct coord3d *c = &frame->points[frame->position]; *sx = 4095 - (2047 + (2048 * c->x / 32768)) * scale; *sy = (2047 + (2048 * c->y / 32768)) * scale; if(c->state & BLANK) { *sx |= 1 << 15; } else { *sx &= ~(1 << 15); } sx += 2; sy += 2; subpos++; if (subpos == divider) { subpos = 0; if (c->state & LAST) frame->position = 0; else frame->position = (frame->position + 1) % frame->points.size(); } } return 0; } int main(int argc, char **argv) { libusb_device_handle *dev; libusb_context *ctx = NULL; int ret, actual; ret = libusb_init(&ctx); if(ret < 0) { fprintf(stderr,"Couldn't initialize libusb\n"); return EXIT_FAILURE; } libusb_set_debug(ctx, 3); dev = libusb_open_device_with_vid_pid(ctx, 0x1cbe, 0x0003); if(dev == NULL) { fprintf(stderr, "Cannot open device\n"); return EXIT_FAILURE; } else printf("Device opened\n"); if(libusb_kernel_driver_active(dev, 0) == 1) { fprintf(stderr, "Kernel driver active\n"); libusb_detach_kernel_driver(dev, 0); } ret = libusb_claim_interface(dev, 0); if(ret < 0) { fprintf(stderr, "Couldn't claim interface\n"); return EXIT_FAILURE; } // To maintain our sample rate struct timespec ts; ts.tv_sec = 0; ts.tv_nsec = 2000000; memset(&rframe, 0, sizeof(frame)); if (loadild(argv[1], rframe) < 0) { fprintf(stderr, "Failed to load ILDA\n"); return EXIT_FAILURE; } while(1) { process(); if(nanosleep(&ts, NULL) != 0) fprintf(stderr, "Nanosleep failed"); ret = libusb_bulk_transfer(dev, (1 | LIBUSB_ENDPOINT_OUT), (unsigned char*)&outBuffer, 256, &actual, 0); if(ret != 0 || actual != 256) fprintf(stderr, "Write error\n"); } libusb_release_interface(dev, 0); libusb_close(dev); libusb_exit(ctx); return 0; }

main()

फ़ंक्शन में, नैनोस्लीप भी उस आवृत्ति को नियंत्रित करता है जिसके साथ माइक्रोकंट्रोलर को नया डेटा भेजा जाता है।

कंट्रोलर फर्मवेयर का पूरा सोर्स कोड GitHub पर देखा जा सकता है ।

भविष्य की योजना

भविष्य में, इसे मूल रूप से कल्पित लेजर वीणा के समान राज्य में समाप्त करने की योजना है। इसके लिए, दो दर्पणों के बजाय एक पर्याप्त है, क्योंकि लेजर बीम केवल एक अक्ष के साथ चलती है। वीणा के संचालन का सिद्धांत इस तथ्य में निहित है कि नियंत्रक प्रज्वलित होता है और इसे ज्ञात क्षणों में लेजर बीम को बुझाता है, जिससे हवा में एक लेजर "कीबोर्ड" बनता है। कलाकार, एक चिंतनशील दस्ताने में हाथ से एक उज्ज्वल लेजर बीम को अवरुद्ध करता है, "वीणा" के आधार पर सहज तत्व को सक्रिय करता है। चूंकि माइक्रोकंट्रोलर जानता है कि किस क्षण कीबोर्ड के किस हिस्से को उसने "आकर्षित" किया, वह यह निर्धारित कर सकता है कि किरणों में से कौन सा ब्लॉक किया गया था। अगला कदम उपयुक्त मिडी संदेश उत्पन्न करना और ध्वनि उत्पन्न करने के लिए कंप्यूटर या कनेक्टेड हार्डवेयर सिंथेसाइज़र को भेजना है।

उपलब्ध भागों से एक लेजर प्रोजेक्टर कोडांतरण

लोहा

संशोधित लेजर मॉड्यूल

मुलायम

भविष्य की योजना

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