4
Окт

Лазерная указка с регулировкой яркости

Лазерная указка с регулировкой яркости

Сразу же, предваряя недоумение читателей, оговорюсь: применение девайса сугубо специальное. Необходимость возникла при необходимости указать части изображений на проекциях большой разницы в яркости, например проекция звезд в планетарии и проекция презентации на тот же купол. Лектора для того, чтобы след указки не забивал проекцию звездного неба (даже при использовании указки минимальной мощности 1-5мвт), светили через манжету рукава или подбирали специально «севшие» батарейки. При пояснении проекции графиков или других объектов на проекциях презентации на (экране) куполе указка использовалась без затенения. Мне эти способы показались вопиюще не современными, поэтому родилась идея ослабления интенсивности пятна лазерной указки электронными способами.

Принцип управления яркостью был выбран широтно-импульсным, поскольку лазерные диоды не обладают широкой динамической характеристикой и управление по току было бы затруднительным.

Первый вариант был выполнен на основе схемы генератора на логических элементах. Регулирующим элементом был переменный резистор, таким образом элементов управления указкой стало два: кнопка включения и колесо резистора. Поэтому корпус указки нужно было cделать. Подходящий был изготовлен из корпуса отсоса. Достоинства эксплуатации такой указки — интуитивная простота управления, но не очень удобно установить необходимую яркость: нужно крутить ручку с одновременно нажатой кнопкой включения.
Примерная схема лазерной указки с регулировкой. Первый вариант.

Лазерная указка с регулировкой яркости

Внешний вид:

Лазерная указка с регулировкой яркости

Следующим вариантом стала указка с минимальными механическими переделками. Минималистический вариант – с одной кнопкой, маломощная, под распространенные батарейки формата АА ( 2-е штуки).
Внешний вид прототипа.

Лазерная указка с регулировкой яркости

При условии, что механические переделки должны быть минимальными, возник вопрос об органе управления яркостью. Можно было рассмотреть резистор, но введение в конструкцию механического органа управления, его интеграцию в имеющуюся конструкцию привело бы к усложнению конструкции, поэтому было принято решение обойтись имеющейся единственной кнопкой для управления и включением/выключением и яркостью свечения. Такой вариант, учитывая весьма скромные размеры прототипа, требует перехода на принципиально новую схемотехнику. В качестве электронной начинки был выбран микроконтроллер ATTiny13A-SSU, обладающий подходящими габаритами и программными и мощностными возможностями.

С помощью макетной плати и при использовании Arduino UNO в качестве программатора был отработан в среде Arduino IDE и прошит в микроконтроллер алгоритм управления указкой. Листинг прошивки в приложении (listing.zip).

Для разделения функций включения/выключения и управления яркостью был применен временной способ разделения сигналов: короткое нажатие — включение/выключение, долгое нажатие – управление яркостью. При долгом нажатии происходит циклическое изменение яркости от минимума до максимума по кубической зависимости (в данном случае это аппроксимация экспоненциальной зависимости) для визуальной линейности. Яркость, при которой кнопка отпускается, становится текущей. И при последующих кратковременных нажатиях включение/выключение производится на этом уровне яркости. Для защиты от забывчивости включенная указка, если не было никаких воздействий, «засыпает» через 5 минут (ток потребления несколько миллиампер), при этом уровень установленной яркости запоминается и восстанавливается при следующем включении (нажатием на кнопку). Недостатком системы является непривычное управление указкой.

Прошитый контроллер монтируется на плату драйвера указки, как будто предназначенной для этого. Для нормальной работы лазерного диода с тем же рабочим током нужно заменить SMD-резистор на меньший – 20 Ом. Еще необходимо разрезать проводник сразу за резистором, с помощью которого он подключается к контакту кнопки.

Схема лазерной указки. Второй вариант.

Лазерная указка с регулировкой яркости

Плата указки с установленным микроконтроллером.

Лазерная указка с регулировкой яркости

Варианты исполнения – ничего внешне не изменилось.
Изготовлено несколько экземпляров, полет нормальный, только лекторы с трудом могут освоить непривычное пользование, к моему сожалению.

Зудин С.
zudin@list.ru
Источник