LASER ELETRÔNICO

1. INTRODUÇÃO

O tema da apresentação da mostra técnica do curso de eletrônica este ano foi "discoteca", então, resolvemos criar um canhão de laser que daria uma visão diferente na discoteca por ser um tipo de iluminação muito destacada e também por nos dar desafios para a montagem do próprio. Todos sabem o que um laser faz, porém a montagem dele nos mostra realmente como é trabalhoso e bem desafiador elaborar uma iluminação desta.

O nosso canhão de laser consiste em feixes de laser sendo refletidos e direcionados para o ambiente da discoteca, mas como não bastasse simplesmente isso, tivemos a idéia de montar um prisma espelhado girante na frente desses lasers, o que faria com que esses feixes refletissem em pontos dançantes.

2. DESCRIÇÃO DOS CIRCUITOS E FUNCIONAMENTO

2.1 CIRCUITO DE ACIONAMENTO DO LASER

O circuito utilizado para esse projeto é um multivibrador astável, criado com um CI555.

Esse circuito alimenta os lasers de alta potência fazendo com que a alimentação deles oscilem numa forma de onda quadrada obtendo-se uma frequência, como na figura abaixo:

Essa frequência faz com que os lasers pisquem, e é obtida e calculada através do circuito e fórmulas abaixo:

Figura 1 – Astável com o circuito integrado 555.

Fórmula 1

Tempo de carga de C (saída alta):

Onde : Th é o tempo em que a saída fica no nível alto em segundos (s)

R1 e R2 são as resistência em ohms (Ω)

C é a capacitância em Farads (C)

Fórmula 2

Tempo de descarga de C (saída baixa):

Onde : TL é o tempo da saída baixa em segundos (s)

R2 é a resistência em ohms (Ω)

C é a capacitância em Farads (F)

Fórmula 3

Período:

Onde : T é o período em segundos (s)

R1 e R2 é a resistência em ohms (Ω)

C é a capacitância em Farads (F)

Fórmula 4

Frequência:

Onde : f é a frequência em hertz (Hz)

R1 e R2 são as resistência em ohms (Ω)

C é a capacitância em Farads.

Utilizamos um software da internet para realizar os cálculos, pois a partir das freqüências desejadas conseguiríamos os valores dos outros componentes automaticamente.

No lugar de R2 usamos valores máximos e mínimos de um potenciômetro somados a um resistor de 1,5 KΩ para evitar a alimentação direta das entradas 2 e 6 do CI555, pois correríamos o risco de queimá-lo.

Chegamos ao projeto de um circuito com potenciômetro para que pudéssemos variar o tempo de pico e vale da onda de saída, obtendo um controle de frequência. Foram feitos 6(seis) circuitos para controlar 6(seis) lasers independentemente.

A imagem abaixo ilustra o circuito:

2.2 CIRCUITO DE ACIONAMENTO DO MOTOR

O motor utilizado no projeto é um motor de microondas com 2(dois) watts de potência, 5(cinco) RPM e 127 Volts. Quando ele é alimentado começa a girar em um sentido e na sua realimentação gira em sentido contrário.

Baseado nesse princípio, o utilizamos para girar o prisma central e a sua frequência de alimentação foi configurada por um circuito oscilador com a mesma configuração utilizada na alimentação dos lasers. O circuito alimenta um relé que serve como chave de acionamento do motor.

No motor foi acoplado um prisma espelhado que faria com que os feixes de luz dos lasers (que foram direcionados para o prisma) refletissem no prisma e na caixa espelhada se movessem de acordo com a movimentação do motor.

Com esse sistema e o circuito oscilador dos lasers obtivemos feixes de luz que se movimentam e piscam de acordo com a frequência controlada pelos potenciômetros.

3. LAYOUT DAS PLACAS

As imagens a seguir foram retiradas do programa PCB Wizard:

4. PROBLEMAS ENFRENTADOS NA MONTAGEM E TESTES

A montagem do nosso circuito no protoboard, e também na placa de circuito contou com a colaboração e opinião de todos do grupo, discutindo melhorias, modificações, componentes etc.

Tivemos uma série de problemas na montagem da parte mecânica do canhão laser, tivemos inúmeras idéias e praticamente todas foram descartadas na hora da montagem por não darem certo ou por ser muito trabalhoso e complicado, até chegarmos no que temos hoje que foi a idéia da caixa espelhada, com espelhos laterais fazendo um ângulo que projete os feixes do laser, independente de qualquer ponto, para o ambiente da discoteca, e o prisma espelhado