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ENCICLOPÉDIA DE RÁDIO ELETRÔNICA E ENGENHARIA ELÉTRICA Instalação de efeitos laser. Enciclopédia de rádio eletrônica e engenharia elétrica
Enciclopédia de eletrônica de rádio e engenharia elétrica / Configurações de cor e música Muitos viram dispositivos à venda que desenham várias formas geométricas semelhantes às figuras de Lissajous em uma parede ou outra tela adequada com um feixe de laser. Um dos dispositivos mais comuns desse tipo é chamado Laser View. Este é um dispositivo controlado por microprocessador, os modos de comutação são realizados usando dois botões. Bonito, confortável, mas o preço é de cerca de US $ 70 (sem comentários). Não é surpreendente, portanto, que muitos radioamadores façam esses dispositivos por conta própria. Os mais famosos são dois tipos de instalações caseiras de efeitos a laser: NK300 ("Laser Effect") - dispositivo fabricado pela Master Kit como kit para automontagem, e "Concert Laser" - dispositivo descrito no livro de Herve Cadino (Herve Cadino) "Configurações de cor e música" (traduzido do francês, M: DMK, 2000). O dispositivo Master Kit é feito com base em um microcircuito especializado, ao qual são conectados dois motores elétricos coletores com espelhos montados em eixos. A velocidade de rotação de cada motor elétrico é regulada separadamente por seu resistor variável. Em diferentes proporções das velocidades de rotação dos motores elétricos, várias formas geométricas são obtidas na tela. Apesar do design, que é muito conveniente para montagem (os motores elétricos e o laser são fixados diretamente na placa do dispositivo com grampos), bem como o preço bastante razoável do kit ($ 12,44 sem laser), o dispositivo tem um sério desvantagem: utiliza motores elétricos coletores de baixa confiabilidade. O "laser de concerto" de Hervé Cadino é um dispositivo mais complexo, contém até nove amplificadores operacionais! Tem uma função muito interessante - sincronização de efeitos de iluminação com música usando o microfone embutido (existe uma função semelhante no Laser View). O livro também contém um desenho de alta qualidade de uma placa de circuito impresso. Bem, é muito bom, se, claro, houver cloreto férrico, um fotorresistente. Nada é dito sobre o tipo de motores no livro, mas a julgar pela presença de diodos de proteção, eles também são coletores. Quando também quis montar um setup de efeitos de laser para mim, resolvi fazer tudo de uma forma completamente diferente. Primeiro, sem motores coletores! Além disso, existe uma alternativa barata - são ventiladores DC em miniatura usados \uXNUMXb\uXNUMXbem PCs modernos. Esses ventiladores usam motores elétricos sem contato com sensores Hall. Se em um motor CC coletor os enrolamentos estão localizados no rotor e os ímãs estão no estator, em um motor sem contato é o contrário: o rotor é um ímã multipolar permanente (como em um motor síncrono CA ), e os enrolamentos estão no estator. Os sensores Hall rastreiam a posição do rotor, dando sinais a um microcircuito especializado e, por sua vez, comuta os enrolamentos. Esses ventiladores também têm outra vantagem: você não precisa pensar em como fixar o espelho no eixo, basta colá-lo no impulsor! Os motores sem contato têm quase a mesma dependência linear da velocidade na tensão de alimentação que os motores coletores. Em segundo lugar, por que cercar um esquema tão complexo, você pode ajustar a velocidade com a ajuda dos bons e velhos rolos ajustáveis! Aqui, olha o que eu tenho aqui:
Como um laser EL1, é usado um ponteiro laser comum com potência de 1 mW, comprado em uma banca de jornal por 55 rublos. Como, de acordo com informações do site Sam's Laser FAQ, os ponteiros a laser têm medo de surtos de microssegundos na tensão de alimentação que podem ocorrer em estabilizadores de compensação no momento da ativação, em primeiro lugar, capacitores de alta capacidade são usados para proteção e, em segundo lugar, , um dispositivo de partida suave na lâmpada incandescente HL1. A lâmpada HL1 e o resistor R1 formam um divisor de tensão e, no momento em que a energia é ligada, a resistência do filamento da lâmpada e, portanto, a queda de tensão, é pequena e, à medida que aquece, aumenta para cerca de 3 V . Esta é menor que a tensão nominal de alimentação da lâmpada (6 V) e um ponteiro laser (4,5 V), o que também tem um efeito positivo na vida útil. Obviamente, o botão liga/desliga do ponteiro laser deve ser fixado na posição pressionada com algo como fita isolante. Ao conectar um ponteiro laser, não esqueça que ele tem medo de estática (é por isso que eles são feitos em caixas de metal) e, além disso, seu estojo está conectado ao positivo e a mola ao negativo. Atenção !!! Não permita que a radiação do laser entre em seus olhos - é perigoso!!! Uma instalação funcional de efeitos de laser deve ser localizada de modo que o feixe nunca atinja os olhos de ninguém, bem como fora da sala (por exemplo, através de uma janela). Também não é permitido usar a instalação de efeitos de laser (assim como outras instalações dinâmicas de luz, incluindo luzes estroboscópicas, guirlandas piscantes, música colorida) na presença de pessoas que sofrem de epilepsia. Recomenda-se usar o apontador laser mais barato com potência de saída de 1mW no dispositivo, mas mesmo neste caso, as normas de segurança devem ser rigorosamente observadas. Experimentar com ponteiros laser mais potentes (e mais caros), como aqueles com potência de saída de 3 mW ou mais, e lasers de hélio-neon, só é recomendado se você tiver muita experiência com esses dispositivos. De qualquer forma, é altamente recomendável que você leia o documento de segurança do laser no site de perguntas frequentes sobre laser do Sam, bem como a literatura de segurança do laser disponível em sua casa ou biblioteca local. Os controladores de velocidade do motor elétrico são montados em microcircuitos LM317T na inclusão padrão. A codificação de cores dos fios de alimentação para todos os ventiladores é a mesma: vermelho - mais, preto - menos. Alguns ventiladores também possuem um fio branco - este é um sensor de tacômetro. Aqui não é necessário, você pode até dessoldar da placa do ventilador para que não interfira. É desejável que ambos os ventiladores sejam os mesmos. Espelhos de apontadores redondos chineses são ideais como espelhos, mas como eles foram descontinuados recentemente, tive que usar uma opção alternativa - cortar espelhos de um CD danificado. A opção, direi logo, não é a ideal, pois o brilho do feixe acaba sendo menor: primeiro, o CD funciona como uma rede de difração, e parte da luz é espalhada na direção errada e, em segundo lugar , o CD não é tão bom reflete a luz. Mas funciona! Os espelhos são colados aos rotores do ventilador com cola quente e, como é impossível colar o espelho perfeitamente paralelo ao rotor, cada espelho criará uma varredura elíptica durante a rotação. Figuras semelhantes às figuras de Lissajous são obtidas sobrepondo duas varreduras elípticas umas sobre as outras. O ponteiro laser e os ventiladores são colocados na placa de Plexiglas conforme mostrado na figura:
Primeiro você precisa colar os ventiladores com a mesma cola quente e depois determinar o local onde o ponteiro estará localizado. Com os ventiladores parados, o ponteiro deve ser posicionado de forma que três condições sejam atendidas: o eixo óptico do ponteiro deve estar na mesma altura dos centros dos espelhos; seu feixe caiu no centro do primeiro espelho, e o feixe refletido do centro do primeiro espelho caiu no centro do segundo espelho. É muito simples fazer isso se você se lembrar da regra conhecida na escola: o ângulo de incidência é igual ao ângulo de reflexão. Quando tudo estiver configurado, você precisa colar um pedaço de plástico no plexiglass no lugar certo com uma altura igual à altura dos centros dos espelhos (menos o raio do ponteiro) e um ponteiro nele, colocando como indicado acima. Enquanto o hot melt está esfriando, você pode finalmente configurar tudo. Agora tente torcer os resistores variáveis. Se tudo for feito corretamente, você verá várias formas geométricas na parede. Como temos varreduras elípticas, as figuras não serão iguais às figuras de Lissajous no osciloscópio - elas serão ainda mais bonitas! Em outros dispositivos desse tipo (incluindo o Laser View), as varreduras também são elípticas. Os botões devem ser girados lentamente, pois os rotores dos ventiladores são uma espécie de volante, e a velocidade não mudará imediatamente após girar o botão, mas após dois segundos. Caso contrário, o princípio aqui é o mesmo do osciloscópio: cada figura tem sua própria razão de frequência, se a razão for exata, a figura não se moverá, se for imprecisa, girará a uma certa velocidade em uma direção ou outra. Agora vamos pensar juntos como podemos melhorar essa instalação de efeitos de laser. A primeira coisa que se sugere é adicionar uma função de linha quebrada, semelhante à do Laser View. Só não tente modular o feixe de laser trocando a fonte de alimentação - o laser não durará muito. Em casos extremos (este também é um conselho do site Sam's Laser FAQ) - você pode tentar mudar, mas não precisa desligar completamente o laser, mas ligá-lo na metade ou na potência máxima - é mais confiável. A frequência é selecionada experimentalmente. Uma maneira muito mais civilizada é passar um raio laser pelo rotor de outro ventilador, de modo que o rotor, ao girar, atue como um obturador. Eu tentei este método e obtive bons resultados. Outro efeito interessante implementado não só no Laser View, mas também no "Concert Laser" de Hervé Cadino é o controle musical. Pense por si mesmo como isso pode ser implementado aqui. E aqui está outro efeito que nem está no Laser View. Temos aqui, portanto, duas varreduras elípticas - você também pode adicionar uma terceira. Você precisará de mais um ventilador com espelho e outro regulador de energia, semelhante aos existentes - então o dispositivo é configurado da mesma maneira que um ventilador de dois ventiladores, bem, um pouco mais complicado. Ainda não testei, mas acho que vai ficar bom. Bem, tudo bem, você diz, mas e se você fizer um dispositivo que desenha na parede com um feixe de laser não figuras abstratas, mas diferentes letras, números, imagens? Será mais legal do que relógios de hélice! Bem, isso é possível. No mesmo site Sam's Laser FAQ, foi dito que o feixe de laser pode ser desviado usando emissores de som piezoelétricos. Obviamente, nem todos os emissores piezoelétricos são adequados, mas apenas aqueles em que a membrana é limpa para um brilho espelhado (a maioria dos emissores piezoelétricos importados atende a esse requisito). De acordo com o site Sam's Laser FAQ, esses dispositivos desviam visivelmente o feixe de laser a uma tensão de 50 milivolts no piezocristal e, a vários volts, geralmente não desviam pior do que os ventiladores. Bem, se isso for verdade (sinceramente, não verifiquei), então você pode pegar um PC com duas portas LPT (eu me pergunto como você pode colocar duas placas múltiplas em um PC para que uma porta paralela seja LPT1 e a segunda seja LPT2 ?), pendure cada porta em um kovoks (este, se você não se lembra, é um DAC em resistores na forma de uma matriz R-2R), conecte um emissor piezo a cada kovoks, de modo que um desvie o feixe horizontalmente, e o outro verticalmente. O que essa coisa vai desenhar depende apenas da habilidade do programador. Pena que não conheço montador. Você pode ficar sem um PC - basta conectar um dos dispositivos conhecidos como "Números na tela do osciloscópio" aos emissores piezo. Aqui está um relógio de parede virtual para você. E aqui está um circuito para adicionar um eixo diagonal a qualquer osciloscópio - com sua ajuda, você pode obter figuras muito mais bonitas. Mas aqui você pode ficar sem ele adicionando um terceiro emissor piezoelétrico que desvia o feixe diagonalmente. Claro, este dispositivo hipotético não é adequado para uso como um osciloscópio convencional - claro, se você não estiver satisfeito com um osciloscópio que funcione apenas com frequências de áudio :-). E para aplicações como "Jean Michel Jarre para mim" - apenas para a direita. E para chegar ao site Sam's Laser FAQ, primeiro você precisa ir ao site repairfaq.org, e então selecionar Sam's Laser FAQ. Primeiro, é claro, leia o documento de Segurança do Laser e, em seguida, veja os Experimentos e Projetos do Laser - este documento ainda está "em construção" e se desenvolve muito lentamente, mas já tem espaço para coisas como Laser Clock ou Laser Oscilloscope - que bem, vamos torcer para que eles sejam postados lá em breve. Boa sorte! Autor: Num Lock; Publicação: N. Bolshakov, rf.atnn.ru
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