Laserharfe Umsetzung

[rofl]

Hallo,
ich habe vor, eine Laserharfe zu bauen. Dazu hatte ich folgenden Plan im Kopf:
15 Laserdioden auf dem Boden, im Kasten montiert, mit Strahlrichtung nach oben. Diese Laserdioden werden mit verschiedenen Frequenzen im kHz-Bereich an- und ausgeschaltet. Mittels eines Sensors in der Handfläche werden diese Strahlen nun registriert, wenn man die Hand in den Strahl hält. Eine Elektronik errechnet aufgrund der Frequenz des empfangenen Laserstrahls nun die Position des Strahls und rechnet sie in ein Signal um, das den Synthesizer, der daran angeschlossen ist, dazu veranlasst, einen Ton auszuspucken.
Folgende Fragen nun von meiner Seite:
-> Ist dieser Aufbau realistisch?
Ich habe bereits eine Laserharfe aufgebaut, jedoch mit dem Prinzip Laser->Gitter->Fotodioden. Bei diesem hatte ich das Problem, dass ich zum einen nur fünf Fotodioden ansteuern konnte (Laser zu schwach), und zum anderen, dass der Nebel aus der Nebelmaschine die Fotodioden ebenfalls ausgelöst hat. Beide Probleme hätte ich bei obiger Konstruktion nicht. Desweiteren müsste ich keinen Aufbau oberhalb des Lasers kalibrieren, und die Apparatur wäre deutlich einfacher auf- und abzubauen.
Falls obige Frage mit ja beantwortet werden kann:
-> Woher bekomme ich modulierbare Laserdioden, bzw. sind die Standarddioden mit kHz-Frequenzen schaltbar?
-> Woher bekomme ich bzw. wie baue ich einen oder zwei flache Sensoren, die ich in der Handfläche haben kann?
-> In welchem Preisbereich wird sich das ganze bewegen? Mit Laserdioden von Conrad dürfte alles im 0.3k-Rahmen bewegen.
Vielen Dank schonmal.

[stoppi]

Hallo!
Ich würde die Laserharfe mit Arduino umsetzen. Einfach einen Schrittmotor ansteuern und wenn dieser kurz stillsteht, den Laser anstellen. Dann mittels LDR überprüfen, ob die Hand im Strahlengang ist, falls ja wird diese Note gespielt, falls nein wird diese Note nicht gespielt, dann den Laser wieder ausschalten und den nächsten Schritt mit dem Schrittmotor machen... (längster von mir bisher geschriebene Satz ). Die Tonausgabe kann entweder mit dem Befehl tone über einen Audioausgang oder über MIDI zu einem Computer oder Synthesizer erfolgen.

Benötigst eigentlich nur ganz wenige elemtare Befehle (Schrittmotoransteuerng usw.) und für jeden SM-Schritt sind ja alle Befehle und Abfragen gleich. Viel Glück bei der Umsetzung wie auch immer diese aussieht.

[rofl]

Hört sich definitiv einfacher an, als meine Variante, vielen Dank daher schon mal für diese Idee.
Da sind bei mir jedoch noch ein paar weitere Fragen aufgetaucht:
-> Woher bekomme ich einen Lichtdetektor, der groß genug ist, um einen Laserstrahl, der auf meine Handfläche trifft, zu detektieren? Idee meinerseits ist es ja, die Detektoren in der Handfläche zu haben.
-> Wäre eine Wiederholfrequenz der Strahlen von 50 Hz ausreichend? (15 Strahlen)?
-> Wenn ich den Laser nicht elektrisch an- und ausschalten kann, was wäre dann eine gute Alternative als Chopper? Meine Idee war, eine Blechscheibe mit Löchern zu nehmen. Diese würde an einen Motor angeschlossen den Laserstrahl mit passender Frequenz unterbrechen. Ginge das?
Vielen Dank,
Gruß

[stoppi]

Also bei mir verrichtet ein LDR seinen Dienst direkt auf dem Brett montiert (siehe Photo). Wenn du die Hand in den Laserstrahl hältst, dann wird auch ohne Michael-Jackson-Handschuhe so einiges nach unten auf den LDR reflektiert. Mit weißen Handschuhen geht's natürlich besser.
Im Arduinio-Programm habe ich die Schwellenwerte für die "Hand im Strahl-Erkennung" variabel gestaltet. Sprich es wird zuerst die Helligkeit bei Laser-Aus gemessen und dann addiere ich einfach einen variablen Wert dazu, ab dem er es als "Hand im Laser" wertet. Je geringer diese addierte Wert ist, desto empfindlicher ist natürlich der "Detektor" aber auch instabiler.

Mit dem Schrittmotor bist du im Gegensatz zu Galvos von der Schnelligkeit bzw. Wiederholungsrate eingeschränkt. Da darfst du dir nicht zuviel erwarten, noch dazu wo du 15 Strahlen haben möchtest. Da wird man das Aufbauen der Strahlen schon visuell mitbekommen. Bei meinen 9 Strahlen geht's mit SM noch ganz gut. Die Verweildauer des SM und andere zeitlichen Parameter kann man mit Arduino aber ebenfalls ganz einfach regeln.

Natürlich ginge dies auch mit einem Chopperrad um einen Laser ein- und auszuschalten. Aber wie möchtest du erstens dann 15 Strahlen hinbekommen? Dann bräuchtest du ja 15 Strahlen respektive Laser, die jeweils von einem Chopperrad unterbrochen werden... Oder einen einzelnen Linienlaser
Und zweitens musst du die momentane Stellung des Chopperrads ja auch irgendwie feststellen, denn sonst wüßtest du ja nicht, welcher Strahl gerade unterbrochen wird. Kann man sicherlich auch mit Positiondetektoren machen aber ehrlich gesagt halte ich diese Variante dann für um einiges komplizierter als die meine. Die ist wirklich sehr simple und funktioniert eigentlich recht gut. Die Hand kann ich in rund 50-70 cm Entfernung halten und der LDR spricht noch immer genau an. Mit mehr Leistung ginge natürlich auch eine größere Entfernung. Es gibt aber auch etliche professionellere Varianten eben mit Galvos und Wii-Detektoren, wo dann über Bildauswertung genau festgestellt wird, ob und wo eine Note gespielt wird. Ist aber eben schon deutlich aufwendiger. Wichtig wäre halt zu klären, welchen Ansprüchen der Aufbau gerecht werden soll. Also mit meiner Stepper-Variante würde ich mich trotzdem nicht als Jean-Michel-Jarre-Double vor eine Zuschauermenge stellen. Da müßte dann schon etwas professionelleres her

[rofl]

Nachdem ich noch nie mit Schrittmotoren gearbeitet habe:
Wieso ist der Schrittmotor der beschränkende Faktor? Ich denke mir, wenn er 1000 U/min schafft, dann reicht es, wenn ich die Laserharfe darüber realisiere:
Laserstrahl an (Chopper offen), Schrittmotor auf einer bestimmten Position -> Sobald Licht auf den LDR fällt, weiß der Arduino, dass der Strahl unterbrochen wird.
Laserstrahl aus (Chopper zu), Schrittmotor dreht sich um einen Schritt (1,8° reichen bei mir genau) weiter.
Laserstrahl wieder an (Chopper an), Schrittmotor steht auf der nächsten Position etc.

Oder siehst du da ein Problem?
Um 15 Strahlen zu realisieren, muss ich nur 15 Positionen durchfahren, einmal hin, und dann wieder zurück. Das Chopperrad muss dann halt sich entsprechend schnell drehen...

[StarryEyed]

Hey.
Warum kannst du den Laser nicht elektrisch schalten?
Ansonsten würde ich den chopper per schrittmotor mit dem schrittmotor des umlenkspiegels koppeln (spiegel einen schritt vor-chopper kurz vor und zurück) und anstatt dieser Frequenzgeschichte und Sensoren in den Händen würde ich wohl eher 15 ldr verbauen welche, durch Blenden z.B., ein 'eingeschränktes sichtfeld' haben und jeweils nur den gewünschten strahl detektieren.

Mfg StarryEyed

[cnick]

Hallo,

ich habe da noch zwei DPSS Grün ca. 130mW TTL mit einem 230V Treiber. Nicht der Wahnsinn aber für so eine Harfe sicher ausreichend und läst sich mit 5V schalten

Gruss

cnick

[stoppi]

Na ja, Schrittmotoren stellen nicht gerade Geschwindigkeitsrekorde auf. Deshalb gehören ja auch mit SM ausgestattete Laserprojektoren in den absoluten High-End-Bereich

Ich konnte bei meiner Umsetzung die Schrittgeschwindigkeit eben nicht beliebig steigern, da der Schrittmotor nicht so sauber und schnell arbeitet wie ein Galvo. Konkret erhielt ich bei zu hoher Geschwindigkeit bzw. zu kurzen Laser-An-Aus-Phasen keine Strahlen sondern schmale Fächer. Man muss dem SM also leider ein wenig mehr Zeit geben als man möchte. Der Laser sollte ja dann auch noch etwas länger als 1 ns eingeschaltet sein um bei der LDR nach Photonenbesuch nachzufragen. Wie schon gesagt war ich bei meiner Anzahl an Strahlen mit der Ausgabe noch zufrieden. Viel mehr hätten es dann aber auch nicht sein dürfen. Vielleicht schaust du dich aber auch nach einem kleineren, sprich weniger trägen SM um. Meiner ist halt so ein 0815-Teil.
Mit Galvos kannst du das Ganze natürlich auch umsetzen, nur dann bräuchtest du 1 Galvo + 1 Treiber + Signalgenerator. Also deutlich komplizierter als die SM-Arduino-Variante.

Bzgl. Umsetzung deiner Chopper-Idee hatte ich scheinbar ein Brett vor dem Kopf . Natürlich reicht dann auch 1 Chopperrad, aber ich würde die Modulation ausschließlich elektronisch bewerkstelligen. TTL-Treiber bekommst du ja für 10 Euro oder weniger nachgeschmissen. Vielleicht hat ja jemand hier im Forum einen gegen Portokosten für dich.

[goamarty]

Nimme lieber einen Phototransistor (schnell) oder eine Photodiode mit Verstärker (noch schneller). LDR sind die langsamsten lichtempfindlichen Bauteile. Wenn du den Aufbau dann ähnlich wie einen 2er Spiegelschnitt machst - die Photodiode ersetzt dabei eine Laserdiode und bekommt auch eine Fokussierlinse - dann solltest du eine sehr gute Empfindlichkeit und Störunterdrückung bekommen.
Der Schrittmotor braucht ev. eine Dämpfung (eine Art Bremse), damit er nicht schwingt. Das hab ich einmal mit einer Teflonscheibe gegen ein feststehendes Federblech + Tellerfeder gemacht. Das hängt vom Drehmonent/Masse Verhältnis ab.

[rofl]

@StarryEyed: Ich möchte daher keine 15 Sensoren verwenden, da ich ja dafür wieder einen Aufbau oberhalb der Harfe brauche, um die Sensoren irgendwie befestigen zu können. Genau diesen Aufbau möchte ich aber vermeiden.
Was ist ein "2er Spiegelschnitt"?
Das mit den schmalen Fächern würde mir erst einmal nichts ausmachen, laut meinen Berechnungen ist der Strahl immer etwa eine Mikrosekunde an (oder etwas länger, muss ich nochmal nachsehen). Das sollte aber zur Detektion ausreichen.

[StarryEyed]

Hey,
Da hab ich mich leider nicht genau ausgedrückt.
Ich dachte eher daran das die sensoren nur die reflektion deiner Hände detektieren und nicht den Strahl selbst. So könnte man die Sensorik ebenfalls am Boden installieren.

MfG
Manuel

[rofl]

Reicht dafür die Intensität des Strahls aus? Mit einem 20mW-Laser ist da noch nicht wirklich viel zu detektieren...

[rofl]

Ich werd mich mal daran machen, das Ding aufzubauen, und werd anfangs Schrittmotoren aus alten Diskettenlaufwerken nehmen. (Laser: Laserpointer)
Gibt es etwas, das ich beachten sollte? Hinweise? Dass ich den Strahl immer von mir weg zeigen lassen sollte, ist klar.
Gibt es noch andere günstige Möglichkeiten, sich Schrittmotoren zuzulegen (nur für Proof of Concept, später kommen richtige Motoren rein)?
Danke

[stoppi]

Also mein grüner Laser hat so um die 15mW. Ich würde auch vorschlagen du fängst einfach einmal damit an und wenn's konkrete Probleme gibt, kannst du ja hier nachfragen. Schrittmotoren gibt es auch in Tintenstrahldrucker.

[rofl]

So, aktueller Stand meines Projektes: Laser hab ich (5mW, da Laserpointer, dient nur zu Versuchszwecken), Schrittmotoren aus Diskettenlaufwerken habe ich auch, Ansteuerung geschieht mittels Arduino Duo. Ich bekomme von der Uni leider nur maximal einen 20mW-Laser, alles drüber wird von der Sicherheit nicht genemigt. Von daher muss ich wohl auf Empfänger in der Hand ausweichen, was ich vermutlich mittels Mattscheibe und dahintergebastelter Fotodiode machen werde.
Dabei weitere Fragen:
Was für sicherheitstechnische Aspekte muss ich einbauen (Shutter in den Laserstrahl, vom Arduino angesteuert, sofern Strom aus->Kein Strahl; Sicherheitscode über Arduino, um die Freischaltung des Lasers zu ermöglichen)?
Woher bekomme ich Spiegel? Idee von mir war, dass ich die Festplatte, die ich daheim habe (defekt mit Headcrash), aufschneide, aus dem Arm einen Shutter zur Sicherheitsabschaltung baue, und die HDD-Scheibe zu kleinen Spiegeln verarbeite. Funktioniert das?
Mit welcher Geschwindigkeit sollten sich die Strahlen bewegen, damit sie im Falle des Augenkontakts nicht gefährlich sind?
Danke

[DJMiriam]

Hallo Leute.
Ich habe mir eine Laserharfe zugelegt mit externem ILDA RGB Laser. Der Laser hat 1000 mW.
Jedoch sind die Strahlen kaum Sichtbar und im Rainbow Modus schon gar nicht,
Was kann ich tun?
Brauche dringend Hilfe.
Danke

[jonasst]

Nebel?

Eine kleine Vorstellung in der Neulingsabteilung währe auch nicht schlecht.

Grüße
Jonas

[die-zunge]

Hi DJMiriam

Das Zauberwort heist: Nebel, mit einer Nebelmaschine erzeugt

wie zB diese hier: http://www.thomann.de/de/stairville_af_ ... achine.htm

Grüßle

Uwe

[DJMiriam]

danke erstmal.
vorstellen werde ich mich auch noch

[DJMiriam]

aufbau.jpg

Mein LH-Aufbau