Как сделать лазер шоу
Как сделать лазер шоу
А слабо ли нам сделать лазерное шоу своими руками? полноценное, профессиональное, анимационное лазерное шоу с управлением от компьютера или по протоколу DMX? нет, не слабо! Мы это сделаем!!)
Для этого нам понадобится сам лазер и устройство для управления лазерным лучом. Во всем мире как стандарт для анимационного шоу для управления лучом используют сервоприводы или гальво.
Можно их изготовить самостоятельно, но это очень непростое занятие, да и результат далек от ожидаемого..
Основная характеристика сканера — скорость. измеряется в kpps — количество тысяч точек в секунду. Например надпись LASERS.ORG.RU имеет около 800 точек, тогда 20кппс сканер сможет воспроизвести её 20000/800 =25 раз в секунду, то есть 25 FPS, 25 кадров в секунду.
Я поступил проще и приобрел на нашем сайте LASERS.ORG.RU вот такие гальво: 20кппс гальванометры
1.) сами гальванометры
2.) плата управления гальванометрами (усилитель с ОС)
3.) плата с DMX управлениям, 30 различными анимационными и лучевыми эффектами
4.) блок питания на +/- 15В
Также я купил зеленый лазерный модуль на 30мВт : Green 30mW
Лазерный модуль состоит из двух частей, собственно излучателя охлаждаемого кулером:
и платы управления и модуляции:
Кстати одна такая плата может одновременно рулить и красным и зеленым лазером! но красного модуля у меня к сожалению пока нет..
Так, с лазером разобрались, переходим к гальво!
Собирается все элементарно просто! первым делом подключаем гальванометры к плате управления проводами, далее подключаем к обеим платам питание и включаем в сеть! должны загореться по два светодиода на каждой плате. Также если раньше зеркала спокойно вращались, то теперь зеркала удерживаются в одном положении!
Теперь подключаем лазер. несмотря на то, что на модуле написано «питание 12В» я подключил его к общему БП на 15В. все прекрасно работает! направляем луч лазера на зеркала и касаемся пальцем входов усилителей, если все работает, то лазер нарисует линию.
Теперь все готово к подключению источника сигнала! берем плату:
Питание для платы берем с любой платы усилителей, разъемы позволяют! подключаем канал X и Y. Так же берем с этой плати сигнал гашения лазера, blanking и подключаем его к плате модуляции лазерного модуля. теперь берем мануал и настраиваем микропереключатели так как указано на фото. первые два вверх, остальные вниз. это лучевые шоу, штук 20 разных эффектов которые автоматически сменяются! включаем все это и наслаждаемся работой! ) переключаем второй переключатель вниз и видим штук 10 разных анимаций :
В принципе у нас полноценное лазерное шоу! Но мы договаривались что управлять можно будет и с компьютера) поэтому дальше придется купить контроллер ILDA либо браться за паяльник!) Лишних денег у меня нет, но есть паяльник)) Для этого нам понадобится:
Внешняя USB звуковая плата на 6 — 8 каналов.
Плата сопряжения, которую придется изготавливать самостоятельно.
Звуковая плата- отличный источник аналоговой информации! однако есть особенности… например на выходе звуковой платы стоят разделительные конденсаторы, которые все портят, выход сигналов надо брать непосредственно с контроллера звуковой платы. Но вот незадача, по умолчанию выходной сигнал 2.25В и изменяется на 0.5В вверх и вниз. Да и сигнал амплитудой 1В маловат, для управления гальво нужна амплитуда в 10В. Нужно делать плату сопряжения на ОУ.
Плата должна состоять из как минимум трех каналов: X,Y, лазер. Но я сразу сделал на 5 каналов, так как в перспективе это полноцветный RGB проектор.
Схема каждого канала:
Вот что у меня вышло:
Все собиралось на скорую руку, я нетерпелив.
теперь необходимо выставить на выходе «0″ при помощи переменных резисторов и выбрать подходящее усиление.
После подключения звуковухи, нужно правильно её настроить, а именно выставить 6-ти или 8-ми канальный режим работы!
Для проверки используем программу Spaghetti
Это последняя бесплатная версия программы. Далее этот проект стал платным и стоимость 50$
Для работы дату на компьютере переставляем на март 2009 года, и запускаем!
Выбираем там Sound Card и делаем необходимые настройки! Лазерный проектор в это время отображает несколько тестовых картинок! Самое время выставить картинку Laser media и покрутив подстроечники на платах усилителя настроить проектор на максимальную скорость и качество!
Ну что же, теперь будем делать лазерное шоу! для этого нам понадобятся файлы *.ILD
Одно из самых классных шоу: Strip
Создаем новый проект
Во вкладке Current Folder ищем наши ILD файлы и добавляем в проект (правый щелчок)
Далее переходим в Proect Files и видим там наши ILD. хватаем их и тащим на временную шкалу.
Все! делаем Laser output активным и нажимаем PLAY! Вот и первое лазерное шоу с управлением от компьютера)
Ну вот и все! Далее будет RGB проектор, ну и попробуем разогнать наш 20кппс проектор до 30кппс!
Лазерное шоу своими руками. Часть 1
Рисующий луч: прошлое, настоящее и будущее.
Это вводная статья о истории развития и принципах работы технологий векторного отображения информации.
Не обижайтесь, на то, что тут всё слишком «википедично», просто мне надоели глупые вопросы.
Те, кто в теме, возможно найдут для себя интересным почитать конец статьи и могут смело переходить ко второй её части по ссылке в конце.
Немножко истории.
Всё началось с того, что некий немец Фердинанд Браун попытался применить на практике так называемые катодные лучи (cathode rays) — пучок ускоренных в электрическом поле электронов, и изобрёл самую первую электронно-лучевую трубку (CRT, ЭЛТ) в 1897 году. Это была трубка с холодным катодом, электромагнитной отклоняющей системой по одной из осей (по второй оси это было вращающееся зеркало) и экраном, покрытым люминофором. В ходе дальнейших усовершенствований другими учёными (Борис Розинг, Джон Б. Джонсон, Гарри Вайнер, и изобретатель телевидения Владимир Зворыкин) в неё были добавлены катод с подогревом, отклоняющая система по второй оси и модулятор интенсивности пучка для управления яркостью свечения точки на экране. Так родилась современная электронно-лучевая трубка. 
Электронный луч в ней изменяет свою траекторию в электрическом поле пластин вертикального и горизонтального отклонения (на рисунке показаны жёлтым) и попадает на люминофор экрана, вызывая его свечение. Координаты точки свечения в такой системе задаются напряжением на отклоняющих пластинах. Приблизительно такие ЭЛТ устанавливались в аналоговые осциллоскопы. Кроме электростатической, существует магнитная система отклонения луча — пучок электронов пролетает через магнитное поле, образованное катушками, и меняет свою траекторию в зависимости от силы тока в катушках.
Используя инерционность человеческого зрения и послесвечение люминофора, стало возможно создавать на экране рисунки и появился новый способ отображения информации, которым воспользовались инженеры из Массачусетского технологического института (MIT), создав первую ЭВМ Whirlwind-I (1950 год) с новейшим по тем временам устройством вывода — векторным сканирующим дисплеем. Так было положено начало развитию дисплеев с векторной развёрткой (с произвольным сканированием луча).
Во всем известном растровом способе формирования изображения (на рисунке слева) луч, скользя по строкам, формирует изображение из дискретных элементов — пикселей, образующих картинку; в векторном же способе (на рисунке справа) луч скользит позаданным векторами графическим примитивам — прямой, прямоугольнику, окружности или кривой, образуя изображение.
Широкое распространение дисплеи в векторной развёрткой получили с конца 60х годов прошлого века, и уже тогда, в отличие от растровых, могли похвастаться разрешением до 4096×4096 точек.
До недавнего времени такие дисплеи активно применялись (кое-где до сих пор применяются) в тестовом оборудовании:
как устройства отображения на радиолокационных станциях и в авиадиспетчерских:
и, конечно же, в осциллоскопах:
Многие как старые, так и современные осциллоскопы имеют возможность работы в режиме аналогового векторного дисплея. Для этого необходимо переключить осциллоскоп в режим развёртки X/Y и использовать X-вход для управления положением луча по горизонтали (у некоторых моделей также есть Z-вход, управляющий яркостью луча). Однако на современных цифровых осциллоскопах без функции «цифровой фосфор» векторная картинка теряет всю свою привлекательность и выглядит лишь простым набором образующих векторы точек.
Настоящее
На смену лампам пришли лазеры, а с удешевлением памяти и развитием устройств с растровой развёрткой векторная развёртка применяется только в определённых нишах (и в основном в авионике и с недавнего времени в автомобилестроении — HUD-системы вывода изображения на фоне внешней среды, а также в лазерной гравировке и лазерных шоу).
Поскольку последующие статьи будут о лазерном проекторе — рассмотрим, каким образом он отклоняет рисующий луч.
В настоящее время популярностью пользуются два способа управления лазерным лучом, и у каждого есть свои недостатки и преимущества:
1. Акустооптический дефлектор (АОД)
— Преимущества: высокая скорость отклонения луча.
— Недостатки: низкое разрешение, малое угловое поле сканирования (угол отклонения луча), сложность работы с лазерными лучами большой мощности, дорогая высокочастотная система управления.
АОД работает следующим образом. В оптически-активном кристалле(например ТеО2) возбуждается акустическая волна с частотами в десятки-сотни мегагерц; при прохождении лазерного луча через такой кристалл, за счёт явлений дифракции или рефракции, меняется направление луча. В дифракционном АОД угол отклонения дифрагированного луча управляется изменением частоты акустической волны. В рефракционном АОД отклонение происходит вследствие искривления пути луча при прохождении через среду кристалла с неоднородной деформацией, которая возникает под воздействием бегущей акустической волны.
2. Механическая система развёртки на гальванометрах
— Преимущества: возможность работы с лазерными лучами любых мощностей, которые способны выдержать зеркала, высокое разрешение и точность позиционирования, небольшая цена.
— Недостатки: низкая скорость развёртки из-за применения в системе механических деталей.
Такая система построена на основе гальванометров — устройств, состоящих из электромагнита и постоянного магнита, закреплённого на одной оси с зеркалом.
При изменении тока в катушке постоянный магнит, взаимодействуя с полем катушки, поворачивает ось с зеркалом на угол, пропорциональный проходящему через катушку току. При объединении двух таких гальванометров становится возможным управление положением луча на плоскости, как показано на рисунке ниже.
Будущее
Летом 2012 года случилось одно интересное событие, которое мало кто заметил.
Sumitomo Electric и Sony представили первый в мире миниатюрный непосредственно излучающий зелёный лазер. Диоды, непосредственно излучающие красный и синий свет, уже были представлены на рынке пикопроекторов, и только непосредственно излучающие зелёные лазерные диоды всё ещё не были коммерциализованы. Вместо них использовались синтетичекие методы удвоения частоты лазерных диодов, генерирующих излучение, близкое к инфракрасному. Именно отсутствие на рынке непосредственно излучающих зелёных лазеров ограничивало характеристики видимости, цену и массовые (мобильные и автомобильные) применения лазерных технологий.
Изобретение зелёного лазерного диода даёт новый толчок в развитии коммерчески доступных технологий HUD и HMD (Head mounted display), а также мобильных пикопроекторов.
Одним из самых перспективных решений в области HUD являются лазерные сканирующие МЭМС технологии, которые могут обеспечить всегда сфокусированное, высокочёткое виртуальное изображение высокой яркости, а также низкое потребление, размер, вес и цену устройства.
Лазерная сканирующая технология в чём-то похожа на систему развёртки на гальванометрах и основана на применении(для формирования полного набора цветов) комбинаций трёх базовых цветов — красного, зелёного и синего — от лазерных диодов соответствующего цвета. Скомбинированный лазерный луч, попадая на выполненное по МЭМС технологии микроминиатюрное зеркало, отклоняется на угол, задаваемый электронной системой развёртки. За счёт миниатюрности зеркала скорость сканирования позволяет таким системам работать как в векторном, так и в растровом режиме. Разрешение сканирования может в несколько раз превышать современное Full HD.
Первый в мире коммерческий лазерный сканирующий МЭМС-блок HUD, проецирущий на ветровое стекло автомобиля информацию дополненной реальности посредством непосредственно излучающих лазеров (в том числе и нового зелёного), в недавнем времени появился в Японии. Копорация Pioneer выпустила первую в мире автомобильнуюнавигационную систему GPS на основе технологии MicroVision с дополненной реальностью — Poineer CyberNavi. 
Проекторный модуль AR-HUD системы устанавливается в положение противосолнечного козырька сбоку от сиденья водителя, HUD дисплей представляет собой лист прозрачного пластика, который крепится в поле зрения водителя напротив лобового стекла, а 37-дюймовый виртуальный дисплей находится на расстоянии порядка 3 м от глаз водителя. Виртуальные элементы HUD формируются посредством сканирующих МЭМС-зеркал проектора, проецирующих лазерные лучи трёх базовых цветов пространства RGB, дающие полноцветное изображение с высоким уровнем контрастности.
Лазерные сканирующие технологии в скором времени будут повсеместно использоваться в очках дополненной реальности (например в Google Glass), для отображения информации на лобовом стекле автомобилей, в мотоциклетных шлемах и как мобильные проекторы в сотовых телефонах.
В следующей части я подробнее расскажу вам о том, как устроен лазерный проектор для световых шоу, и выдам готовую схему высокоскоростного ЦАП. А в качестве бонуса — расскажу как вывести видео на осциллограф при помощи трёх проводков и разъёмчика.
Как создать лазерное шоу?
Эффектная лазерная инсталляция уже давно стала модным украшением свадеб, вечеринок, концертов и дискотек. Любое праздничное событие может получить красочное обрамление в виде светомузыкального шоу, которое разработано под тематику мероприятия. Если раньше за такими эффектами приходилось обращаться к профи, то теперь каждый любитель ярких дискотек может себе позволить столько креативный свет. И так, как же можно создать лазерное шоу?
Прежде всего, следует решить, каким вы хотите видеть свое шоу лазерных лучей. Это может быть инсталляция в стиле минимализма – лазерные коридоры и лабиринты из лучей, повисших в воздухе. Такие эффекты приобретают всё большую популярность на вечеринках, а так же в качестве самостоятельных развлечений. Лазерные лабиринты – это, пожалуй, самый безопасный и интересный способ разнообразить свой досуг, причем интересны они будут как взрослым, так и детям.
Если вас не устраивают статичные лазерные проекции, то смело используйте лазерные проекторы для визуального сопровождения музыкальных праздников и дискотек. Мощные лазерные лучи, перемещающиеся в пространстве, усилят впечатление от ритма электронной музыки в разы. Современные лазеры имеют излучатели нескольких цветов, что позволяет создавать многогранные и красочные шоу, используя минимум оборудования. Создать лазерное шоу можно как с помощью дискотечных, так и программируемых проекторов. Дискотечные лазеры имеют ограниченное число возможных паттернов, однако для большинства мероприятий достаточно и простых лучей, вспыхивающих ровно в такт музыке.
Программируемые проекторы для создания лазерных шоу имеют неограниченный спектр возможностей, особенно с русифицированным ПО. Пользователь может воплощать в жизнь любые задумки, создавая трехмерные анимации. Лазерные проекторы применяются для проецирования рекламы и логотипов, надписей, рисунков и анимированных шоу. На любом празднике, концерте и дискотеке неповторимая игра лазерных лучей привлекает максимум внимания. Потрясающе будут смотреться лазерные лучи и на фотоотчетах с ваших мероприятий.
Создание лазерного шоу любого формата имеет одно правило – по возможности использовать генератор искусственного тумана. Лёгкая дымка в воздухе подчеркнет лазерные лучи, делая их почти осязаемыми и реальными. Секрет дисперсной среды в том, что её мелкие частички отражают свет, создавая гипнотически эффектную картину. Густые клубы от генератора дыма могут оказаться слишком тяжелыми, мешая прохождению лучей, но лёгкая дымка в помещении только улучшит восприятие лазерного шоу.
Управление лазерными проекторами осуществляется по протоколу DMX-512. С помощью движков на пульте легко регулировать ход всего шоу. Если вы выбираете анимацию или лазерный эффект из библиотеке проектора, то ваше участие в шоу сводится к минимуму – и вы получаете гарантированно яркую игру лучей, идеально дополняющую музыку. При создании сценария шоу с помощью специального софта программирование осуществляется на ПК, а потом так же выводится на монитор с пультом.
В каталоге интернета-магазина Impremium вы найдете оборудование для лазерного шоу, мы так же окажем бесплатную консультацию для создания лазерных шоу – дискотечные и программируемые лазеры, дым-машины, программное обеспечение и кейсы для транспортировки.