Запись из жизни:


2-х осевая механика лазерного эпилятора

26.01.2015 | Arduino, Программер, Своими руками, Электро | 3 | Автор:



Как я писал раньше, обработка большой площади лазером при точке в 1 мм не рационально из-за очень долгого процесса. В который входит поиск волосинки , прицеливание и обработка места лазером. При чем это время обработки длится всего 31-78 мсек. Что бы ускорить этот процесс, я предлагаю автоматизировать и возложить все усилия на механическую часть, а расчет времени, угла поворота и длительности осуществить на микроконтроллере.

Это отдельная часть большой статьи Лазерный эпилятор своими руками, для тех кому не понятно, о чем я говорю прошу ознакомиться с прошлым материалом.

Расчет мощности лазерного диода эпилятора
Обрабатывая большие поверхности, чем точка диаметром в 1мм, мы затрачиваем меньше времени на прицеливание лазера к точке обработки.

Согласитесь, что попасть в яблоко из лука в 1 метре, сложнее чем из дробовика. А если к дробовику присобачить лазерный прицел. Только яблоко - это мы, а дробовик - это промышленный лазер, способный прожечь даже руку.

— Нестеров Кирилл

Механическая часть лазера

Нечего лучше придумать не смог чем купить готовое решение. Подумайте может вы найдете решение лучше!

— Нестеров Кирилл
2-х осевой FPV для камеры (без сервоприводов)
2-Axis Original FPV Special dedicated Nylon PTZ (NO Servo) for SG90 MG90 SHPG


Описание:

  • цена: 2 $
  • вес: 20 грамм
  • сервоприводы: 9g-12g
  • материал: пластик
  • цвет: черный

Эта 2-х осевая поворотная фигня рассчитана для миниатюрной камеры, которая крепится к этому каркасу, для удаленного управления углом поворота.
В данном наборе нет сервоприводов, я же использовал приводы SG90 9G из KIT набора Arduino:

  • маломощный
  • цена: 2$
  • угол поворота 180 градусов
  • пластиковый механизм
  • набор рычагов и болтиков

Сервомотор для механизма лазерного эпилятора
Набор рычагов и болтиков необходимо доработать напильником, что бы он подходил к нашей 2-х осевой поворотной фигне.

Мы разобрались с механической частью и частей из которых будем ее собирать. Теперь нам надо понять, как будет работать логика. Ранее на фото я показал область обработки и расположении точек лазера на различных расстояниях:
2-х осевое смещение лазера

Лазерный прицел

Как это не странно, но в своем решении, я предлагаю использовать 2 лазера, основной для обработки и дополнительный для прицела, который указывает место будущей обработки основного лазера. Звучит странно, но я постараюсь пояснить на примере с 961 точкой обработки:
Площадь обработки и траектория  движение лазера указателя и луча ИК лазерного диода

Слева прямоугольник и траектория движения лазерной "указки", при этом площадь этого квадрата можно регулировать задавая различные значения точек по ширине и высоте. Я проводил множество опытов и экспериментов, в которых выяснилось, что для наилучшей наглядности лазерный прицел должен работать не импульсами а постоянно, т.е. все время включен, а положение сервомоторов должно изменяться не пошагово, а мгновенно, тем самым движение сервопривода получается наиболее точными и на выходе мы получаем более четкий квадрат, а скорость перемещения ротора сервомотора отклоняется быстрее в 2 раза. Говоря простым языком при сравнении 2 чертежей выше,

Левый чертеж:

  1. Двигаться влево на N градусов
  2. Двигаться вниз на N градусов
  3. Двигаться вправо на N градусов
  4. Двигаться вверх на N градусов

при указании области мотору задаются только крайние положения сервомотора, т.е. углы прямоугольника, а лазерный прицел постоянно указывает угол наклона. На правом чертеже сервомотор пошагово:

  1. сдвигается на 1 градус
  2. включает лазер
  3. ждет 31-78 мсек
  4. выключает лазер
  5. сдвигается на 1 градус
  6. включает лазер
  7. ждет 31-78 мсек
  8. выключает лазер
  9.  .......

И т.д еще 959 раз, пока лазер не заполнит полную площадь ранее указанную лазерный прицелом., а это всего то более 3844 физических действия, я и молчу про количество арифметических в процессоре.

Лазерный указатель, можно использовать из лазерной указки, приобретен в товарах все по 41 руб:

Или отдельный модуль:
650nm 6mm 3V 5mW

650nm 6mm 3V 5mW

Для отладки, я использовал лазерную указку, замотал кнопку скотчем, что бы замкнуть контакты, и примотал ее к 2-х осевой хрени. И приступил к программированию.

Программирование на Arduino

Мозгом нашего лазера, который возьмет рутинную работу и ускорит процесс обработки стала маленькая и Очень дешевая плата Arduino Pro Mini, о которой я писал ранее. Она будет следить за всем процессом и управлять:

  1. Лазерным диодом
  2. Лазерным указателем
  3. 2-мя сервоприводами
  4. Регулировать "мощность лазера"
  5. Площадь обработки
  6. Производить расчеты
  7. Индикация данных на LCD дисплее

Внимание лазерный эпилятор в стадии разработки, поэтому код представлен на момент написания в ознакомительных целях, для представления технического процесса.

— Нестеров Кирилл

Я не претендую на оригинальность, так как, сам чайник в Arduino. Уверен, что более опытный пользователь или программист смогут оптимизировать этот код, а возможно и ускорить весь процесс!

P.s. Нужно или нет, но этот код протестирован на 2-х осевой хрени и показал удовлетворительные результаты. Сервомоторы не способны очень точно позиционировать ротор, на что сказывается скорость и качество механизма и самого сервомотора. Поэтому при тестировании четко видно, что прямоугольник получается неравномерный, а погрешность отклонения от цели на глаз составляет примерно 10-20 %. Скажем при обработке 1 см² мы получим "проплешены". Это не критично, учитывая прирост в скорости обработки.



Метки записи: , , , , , , , , .





Календарь публикаций

Декабрь 2016
Пн Вт Ср Чт Пт Сб Вс
« Ноя    
 1234
567891011
12131415161718
19202122232425
262728293031  

Не пропусти акцию:

Архив новостей

Подписаться на канал KIRILL NESTEROV