Артюхов Н.Ю. Лазерная система

Рассмотрим в начале принцип действия устройства.Устройство монтируется на печатной плате размером 100х74 мм. Здесь располагаются два микроэлектродвигателя (М), лазер и электронный блок управления.

Рисунок 2.3 - Внешний вид устройства

На валах двигателей закреплены небольшие зеркальца. Плоскость зеркал составляет небольшой угол с плоскостью перпендикулярной осям двигателей. Луч лазера попадает на первое зеркальце под определенным углом к оси двигателя на некотором расстоянии от центра вращения и, отражаясь от него, аналогично попадает на второе зеркальце. При вращении двигателей выходящий из устройства луч описывает в пространстве достаточно причудливую траекторию. Вид узоров, возникающих на стенах, потолке и в окружающем воздухе (при наличии в нем рассеивателей, например, пыли или дыма) зависит от настройки системы.

Для управления частотой вращения двигателей в схеме использована транзисторная сборка, помещенная в стандартный DIP-корпус. Выводы имеют соответственно номера узлов 1…14. На транзисторах внутри сборки, включенных по схеме с общим эмиттером, собрана балансная схема, к которой подключен двигатель М2, аналогично и двигатель М2.

Рисунок 2.4 – Схема устройства

Еще в прошлом веке в самых разнообразных устройствах широко использовалось перемещение луча света зеркалами. Достаточно вспомнить зеркальный гальванометр, шлейфовые осциллографы и самописцы, первые системы "механического" телевидения. Сейчас все это выглядит анахронизмом, хотя и в современных видеопроекторах используется специальная матрица из микрозеркал.

Но как же все-таки образуется конкретный световой узор и как им управлять? Для того чтобы разобраться в этом, можно начертить на листе бумаги как ведет себя луч света, отраженный вначале только от первого вращающегося с биением зеркальца. Достаточно лишь вспомнить, что угол падения равен углу отражения и лучи, падающий и отраженный, а также перпендикуляр, восстановленный из точки падения, лежат в одной плоскости. Вот только в нашем случае эта плоскость будет вращаться с угловым биением по отношению к плоскости, перпендикулярной оси двигателя.

Можно провести и нехитрый эксперимент, если сохранился старый электропроигрыватель. На его диске под небольшим углом надо закрепить (скотчем или пластилином) зеркальце, которое надо осветить (не обязательно лазером). Приведя диск во вращение, увидим на потолке световой "зайчик", бегающий по кругу. Теория, использующая геометрическую оптику, даст тот же результат.

Теперь необходимо сделать второй шаг: эту светящуюся окружность надо направить под некоторым углом на второе, вращающееся также с биением зеркальце. Не знаю, удастся ли вам сделать соответствующие пространственные построения или провести натурный опыт, добавив еще один (перевернутый вверх тормашками) проигрыватель. Значительно целесообразнее смоделировать работу этого устройства на компьютере.

Моделирование схемы велось в САПР ElectronicsWorkbench.

Рисунок 2.5 –Модель лазерной системы

****************************************************************