Сделать мощный прожигающий лазер своими руками – несложная задача, однако, кроме умения пользоваться паяльником, потребуется внимательность и аккуратность подхода. Сразу стоит отметить, что глубокие познания из области электротехники здесь не нужны, а смастерить устройство можно даже в домашних условиях. Главное при работе – это соблюдение мер предосторожности, так как воздействие лазерного луча губительно для глаз и кожи.
Лазер – опасная игрушка, которая может нанести вред здоровью при его неаккуратном использовании. Запрещается направлять лазер на людей и животных!
Вкратце о лазере
Лазер, или как его называют по-научному, оптический квантовый генератор — это специальное устройство, которое преобразует входящую энергию в узконаправленный луч. В современном мире подобные изделия чаще всего используются в космической сфере и на производстве. Однако каждый любитель «покапаться» в электронике может сделать его самостоятельно, т. е. в домашних условиях своими руками и без применения специальных приборов.
Как было сказано выше, лазер можно сделать из двд-привода. Однако не стоит надеяться, что он по мощности будет аналогичен оружию «Звезды Смерти» из «Звёздных войн». Оптический лазер, который сделан своими руками, вряд ли справится с железом или деревом. Однако им будет вполне возможно разрезать:
- Бумагу.
- Небольшой лист пластмассы.
- Полиэтиленовую плёнку.
- И другие лёгкие и тонкие изделия.
Если резьба не нужна, лазером из DVD-дисковода можно:
- Выжигать узоры или рисунки на деревянных поверхностях.
- Подсвечивать различные объекты, удалённые на большом расстоянии.
- Использовать в качестве украшения у себя дома.
- Делать прямые линии (т. к. луч хорошо виден), что будет особенно полезно при строительстве и ремонте.
Помимо вышепечисленных вариантов, лазеру, изготовленному своими руками из DVD-привода, можно придумать множество самых разнообразных заданий. Особенно его потенциал хорошо раскрывается в творческой сфере.
Как можно использовать Arduino
Небольшую плату, имеющую собственный процессор и память, контакты – Ардуино – используют в процессе проектирования электронных устройств. Своего рода, это – электронный конструктор, имеющий взаимодействие с окружающей средой. Через контакты к плате можно подключить лампочки, датчики, моторы, роутеры, магнитные замки к дверям – всё, что питается от электричества.
Arduino эффективно для разработки программируемых устройств, которые могут многое:
- прокладывать маршрут движения устройства (чпу станок);
- в партнёрстве с Easydrivers, можно осуществлять управление шаговыми двигателями станка;
- через эту открытую программируемую платформу можно осуществлять ПО персонального компьютера;
- подключение к Arduino датчика движения Line Track Sensor позволит отслеживать белые линии на темном фоне и наоборот;
- его используют для построения робота и различных узлов станков;
- выполняют ограничение шаговых моторов (при выезде за границу).
Необходимые инструменты
Чтобы сделать лазер, потребуются определённые компоненты. Все они продаются в обычных магазинах электроники, поэтому каких-либо лишних усилий прикладывать не придётся. Итак, для изготовления потребуются:
- Дисковод (DVD-привод). Можно использовать неисправную модель, главное, чтобы работал лазерный диод.
- Паяльник. Подойдёт практически любой, большая мощность не требуется.
- Несколько мелких проводов — необходимы для соединения деталей друг с другом.
- Портативный коллиматор (или обычная лазерная указка).
- 2 резистора с сопротивлением 10 Ом.
- 3 аккумуляторные батареи типа ААА (мизинчиковые батарейки).
- 2 конденсатора, один — на 0,1 мкФ, второй — на 100 мкФ.
- Плоскогубцы.
- Небольшая отвёртка.
- Маленький ножик.
- В некоторых случаях может потребоваться микросхема LM-317.
Как видно, чтобы сделать лазер из DVD-дисковода, не требуется каких-то сложных компонентов.
Изготовление бормашины из блендера
Кухонная техника часто используется для изготовления различных инструментов. Электрический гравер можно сделать самому в домашних условиях. Для этого потребуются:
- блендер;
- кулачковый патрон с ключом;
- насадка под кулачковый патрон;
- напильник.
Процесс изготовления состоит из нескольких этапов.
- Сначала корпус блендера разбирают. Затем снимают заводскую насадку и отрезают часть корпуса. Потом блендер включают и стачивают диаметр рабочей части до нужного размера. Для этого используют плоский напильник для работ по металлу.
- После этого корпус снова собирают. Затем крепят на вал блендера насадку. На неё при помощи винтов закрепляют кулачковый патрон.
Требования к DVD-приводу
Как было сказано выше, очень важно, чтобы лазерный диод в устройстве был в рабочем состоянии. Поэтому не лишним будет удостовериться в этом. В ином случае комплектующие придётся покупать у людей, занимающихся продажей запчастей.
Также следует обратить внимание на марку изделия. Устройства от фирмы Samsung не подходят для создания лазера. Причина кроется в отстутствии специального корпуса, из-за которого диод особенно подвержен механическим повреждениям, загрязнению и тепловым нагрузкам. Его вполне возможно сломать простым прикосновением руки.
Наилучший вариант — дисководы от компании LG. Помимо защиты оптического диода, в них устанавливаются кристаллы различной мощности. Это позволяет знать, какой мощностью будет обладать сам лазер.
Помимо работоспособности диодов и марки изделия, также необходимо учитывать тип DVD-привода. Обычный дисковод предназначен сугубо для считывания информации с носителя. Поэтому для изготовления лазера потребуется записывающий дисковод, в котором имеется инфракрасный излучатель.
Резюмируя, можно выделить 3 основных требования к дисководу:
- Устройство может записывать информацию на диск (записывающие модели).
- Лазерные диоды в рабочем состоянии.
- Имеется защита диодов (дисковод не от компании Samsung).
Создание лазерного гравера
Для простых работ, вроде выжигания узоров на дереве, не нужны сложные и дорогие устройства. Достаточно будет самодельного лазерного гравёра, работающего от аккумулятора.
Прежде чем делать гравёр, необходимо приготовить для его сборки следующие детали:
- Лазерный диод из DVD-RW привода.
- Фокусирующая линза.
- Алюминиевый П-образный профиль или трубка из цветного металла со внутренним диаметром 15-20 мм.
- Электролитический конденсатор 50 В, 2200 мкФ.
- Резистор 5 Ом.
- Плёночный конденсатор 100 нФ.
- Тактовая кнопка.
- Выключатель.
- Теплопроводящий клей.
- Аккумулятор типа 18650 и холдер для него.
- Коробка из-под губки для обуви.
- Скотч, в том числе и двухсторонний.
- Клеевой термопистолет с расходниками.
- Контроллер заряда.
- Гнездо Jack 2,1 Х 5,5 мм.
Вытащите из DVD-привода пишущую головку.
Аккуратно извлеките фокусирующую линзу и разбирайте корпус головки до тех пор, пока не увидите 2 лазера, спрятанных в теплораспределяющие кожухи.
Один из них — инфракрасный, для считывания информации с диска. Второй, красный, — пишущий. Для того чтобы их отличить, подайте на их выводы напряжение в 3 вольта.
Распиновка выводов:
Перед проверкой обязательно наденьте тёмные очки. Ни в коем случае не проверяйте лазер, глядя на окошко диода. Смотреть нужно только на отражение луча.
Необходимо выбрать лазер, который засветился. Оставшийся можно выбросить, если не знаете, куда его применить. Для защиты от статики спаяйте все выводы диода вместе и отложите его в сторонку. Отпилите от профиля 15 см отрезок. Просверлите в нём отверстие под тактовую кнопку. Проделайте в коробке вырезы под профиль, гнездо для зарядки и выключатель.
Принципиальная схема лазерного гравёра из DVD своими руками выглядит следующим образом:
С помощью проводов к контактам В+ и В- контроллера заряда припаяйте отсек для аккумулятора. Контакты + и — идут на гнездо, оставшиеся 2 — на лазерный диод. Сначала навесным монтажом спаяйте схему питания лазера и хорошо заизолируйте её скотчем.
Проследите, чтобы выводы радиодеталей не замыкались между собой. Припаяйте к питающей схеме лазерный диод и кнопку. Поместите собранное устройство в профиль и приклейте лазер теплопроводящим клеем. Остальные детали закрепите на двухсторонний скотч. Установите на своё место тактовую кнопку.
Вставьте профиль в коробку, выведите провода и закрепите его термоклеем. Припаяйте выключатель и установите его. Ту же процедуру проделайте с гнездом для зарядки. Термопистолетом приклейте на свои места аккумуляторный отсек и контроллер заряда. Вставьте в холдер батарею и закройте коробку крышкой.
Перед началом использования нужно настроить лазер. Для этого в 10 сантиметрах от него поставьте лист бумаги, который будет мишенью для лазерного луча. Разместите фокусирующую линзу перед диодом. Отдаляя и приближая её, добейтесь прожига мишени. Приклейте линзу к профилю в месте, где был достигнут наибольший эффект.
Собранный гравёр отлично подойдёт для мелких работ и развлекательных целей вроде поджигания спичек и прожига воздушных шариков.
Помните, что гравёр — это не игрушка, детям давать его нельзя. Лазерный луч при попадании в глаза вызывает необратимые последствия, поэтому храните устройство в недоступном для детей месте.
Разбор дисковода
Данный процесс должен выполняться с особой осторожностью. При неаккуратном обращении, можно не только повредить устройство, но и нанести вред своим глазам. Дело в том, что лазер может ослепить на какое-то время и негативно сказаться на остроте зрения. Поэтому выполняйте все нижеперечисленные пункты не спеша:
- Открыть лоток дисковода (место, куда вставляется диск).
- Перевернуть устройство и открутить 4 шурупа, что расположены по углам.
- Снять крышку.
- Снова перевернуть DVD-привод.
- Снять аллюминиевую крышку.
- Под ней выкрутить 2 шурупа.
- Разъединить шлейфы, соединяющие привод с ходовой частью (той, которая двигает лоток).
- У ходовой части выкрутить единственный шуруп с одной стороны и три — с обратной.
- Аккуратно разобрать изделие и достать плату с оптическими линзами и диодами.
- Не прилагая больших усилий убрать защиту (выглядит как небольшой уголок, который нужно повернуть).
- Обнаружится диод.
- «Ноги» диода (место, где он крепится) необходимо обернуть проволокой — это своеобразная защита от статического электричества.
- С помощью плоскогубцев достать диод.
- Поддеть диод маленьким ножиком и аккуратно достать его из крепления.
Устройство лазерного гравёра для домашнего пользования и его принцип работы
Основой лазерного принтера является оптическая система. По своей сути это неоднородные линзы, собранные воедино. Их задача – сфокусировать световой поток от лазерного светодиода в мельчайшую точку, усилив его.
Также нельзя умалять и роль трансмиссионной и контрольной систем. Первая включает в себя сервоприводы, синхронизирующие лазер с заданной программой. Вторые, состоящие из датчиков и вычислительных схем, обеспечивают безошибочную работу систем оборудования.
ФОТО: bing.comЛазерный гравёр заводского производства
Механическая часть состоит из основных опорных частей и вспомогательных механизмов, которые составляют устройство самого агрегата. И наконец, охлаждение. Без этой системы кулеров, радиаторов лазер бы моментально перегрелся и сгорел – при работе он очень сильно нагревается.
Подача питания
Часть работы выполнена. Теперь самодельное устройство необходимо обеспечить электрическим током. Питание стандартного диода должно быть 3V, а расход до 400 мА. Эти значения могут меняться в зависимости от быстроты записи на диск.
Существует 2 способа питания, каждый из которых обладает преимуществами и недостатками. Тем не менее, каждый из работает от аккумулятора (батареек).
Первый вариант
Отличительная особенность первого способа — регуляция напряжения с помощью резистора. Лазеру не требуется большая мощность. Так, компонентам привода, скорость записи которого 16X, достаточно будет 200 мА. Повышать это значение максимум можно до 300 мА, иначе существует вероятность испортить кристалл и забыть о самодельном лазере.
Главные преимущества такого способа заключаются в надёжности изделия и простоте изготовления. Основной недостаток — возможные проблемы с размещением батареек.
Второй способ
Создать лазер по данному варианту будет сложнее. Кроме того, готовое устройство больше подходит для стационарного размещения. Дело в драйвере (микросхеме LM-317), который из себя представляет плату для создания определённой мощности, а также ограничения электротока.
Как видно на схеме, для создания лазера потребуются:
- Непосредственно, микросхема LM-317.
- 2 резистора на 10 Ом.
- 1 переменный резистор на 100 Ом.
- 1 диод.
- Конденсатор на 100 мкФ.
Вне зависимости от окружающей среды, а также источника питания, драйвер будет поддерживать мощность 7V.
Самодельный лазерный гравер для работы с большими площадями
В качестве основы берется любой чертеж для сборки так называемых KIT наборов от тех же друзей китайцев. Найти алюминиевый профиль не проблема, изготовить каретки с колесиками тоже. На одну из них устанавливается готовый лазерный модуль, другая пара кареток будет перемещать направляющую ферму. Движение задают шаговые двигатели, крутящий момент передается с помощью зубчатых ремней. Конструкцию лучше собрать внутри какого-нибудь ящика, с активной вентиляцией. Выделяющийся при гравировке едкий дым вреден для здоровья. При эксплуатации в помещении, необходима вытяжка на улицу.
Важно! При эксплуатации лазера такой мощности, необходимо соблюдать меры безопасности.
Если вы работаете с металлическими пластинами, отраженные блики луча могут повредить сетчатку глаза. Лучшей защитой послужит оргстекло красного цвета. Это нейтрализует синий лазерный луч, и позволит контролировать процесс в реальном времени. Схема управления собирается на любом программируемом контроллере. Наибольшей популярностью пользуются системы Arduino UNO, продающиеся на тех же китайских сайтах электроники. Решение недорогое, но эффективное и практически универсальное. Самый распространенный вариант – подключение к персональному компьютеру. Создание рисунка и параметров гравировки происходит на любом стандартном графическом редакторе.
Важно! Следует помнить, что большинство контроллеров на базе Arduino работают только с векторными изображениями.
Если ваша картинка растровая – следует произвести трассировку.
Подключив и запрограммировав контроллер USB, вы сможете выводить задание на гравировку непосредственно с цифрового носителя (флешки), предварительно создав файл на компьютере. Итог:
Гравировальный станок с лазерной головкой настолько доступен, что его можно приобрести не только для коммерческого применения, но и для личного использования.
Изготовление поделок для детей, экономия на рекламных материалах для собственной фирмы, дизайнерские предметы для жилища – вот неполный перечень применения станка.
А самостоятельно изготовленная установка будет радовать вас минимальными затратами.
Лазерный гравер своими руками из DVD привода — видео инструкция
Оптика
Самодельный коллиматор проще всего изготовить из обычной лазерной указки. Подойдёт даже самый дешёвый китайский вариант. Всё, что требуется, это достать из «лазерки» оптическую линзу (она очень заметна).
Ширина луча будет больше 5 мм. Конечно, такой показатель считается очень большим и не может претендовать на звание лазера. Уменьшить диаметр до 1 мм как раз поможет стоковая линза коллиматора. Правда, для достижения такого результата придётся изрядно потрудиться. Главное — не спешить и не терять самообладание.
Разновидности
Вариантов конструкции лазерных диодов довольно много. Они отличаются друг от друга расположением p-n переходов, конфигурацией полупроводникового элемента и прочими особенностями. Существуют следующие виды:
- диод с p-n гомоструктурой. Одна из первых конструкций, которая сегодня практически не встречается. Нуждается в подаче высокой начальной мощности и прерывании входного сигнала для исключения перегрева;
- с двойной гетероструктурой. Представляют собой кристалл малой толщины, заключенный между двух дополнительных слоев, усиливающих поток фотонов и расширяющих активную область;
- с квантовыми ямами. Они образованы благодаря уменьшению среднего слоя элементов с двойной гетероструктурой. Возникают квантовые ямы с разными энергетическими уровнями, которые играют роль барьера при p-n переходе, способного к выделению фотонов;
- гетероструктурные элементы с раздельным удержанием. Большинство лазерных диодов изготовлены по этой технологии. Ее особенностью является нанесение дополнительных слоев на тонкий центральный кристалл, результатом чего становится эффективное формирование и концентрация светового пучка;
- с распределением обратной связи. В области p-n перехода делается специальная насечка, обеспечивающая создание дифракционной решетки. Это позволяет стабилизировать длину волны, способствуя получению более устойчивого светового луча. Используются в сфере телекоммуникаций, а также в оптических устройствах разного типа;
- VCSEL. Это лазер, относящийся к элементам поверхностного излучения. Оснащен вертикальным резонатором, благодаря которому направление луча изменяется — если у остальных видов кристаллов свет движется параллельно граням, то в данной конструкции он излучается в перпендикулярном направлении. Существует еще одна модификация такого элемента — VECSEL. Он обладает практически аналогичной конфигурацией, только с внешним резонатором.
Установка программного обеспечения
Ваш лазерный культиватор, который должен работать в автоматическом режиме, потребует не только установки, но и настройки специального программного обеспечения. Важнейшим элементом такой поддержки является программа, позволяющая создать контуры нужной модели и преобразовать их в понятное расширение для элементов управления лазерного гравера. Эта программа доступна бесплатно, и вы можете без проблем скачать ее на свой компьютер.
Программа, загруженная на компьютер, управляющий гравировальным устройством, распаковывается из архива и устанавливается. Кроме того, вам понадобится библиотека контуров и программа, которая будет отправлять данные о созданном чертеже или надписи на контроллер Arduino. Эту библиотеку (а также программу для передачи данных контроллеру) также можно найти в открытом доступе. Чтобы ваше самодельное лазерное изделие работало исправно и выполняемая с его помощью гравировка была качественной, вам потребуется настроить сам контроллер под параметры гравировального устройства.
Необходимые материалы
Чтобы самостоятельно сделать лазерный гравер на Ардуино, вам потребуются следующие расходные материалы, механизмы и инструменты:
- аппаратная платформа Arduino R3;
- плата прототипа оснащена дисплеем;
- шаговые двигатели, которые могут быть электродвигателями для принтеров или DVD-плееров;
- лазер мощностью 3 Вт;
- устройство лазерного охлаждения;
- регулятор постоянного напряжения постоянного и постоянного тока;
- мОП-транзисторы;
- электронные платы, с помощью которых управляются двигатели лазерного гравера;
- выключатель остановки;
- футляр, в котором можно разместить все конструктивные элементы самодельного гравера;
- зубчатые ремни и шкивы для их установки;
- шариковые подшипники различных типоразмеров;
- четыре деревянных доски (две 135х10х2 см и две другие 125х10х2 см);
- четыре металлических прутка круглого сечения диаметром 10 мм;
- болты, гайки и винты;
- смазка;
- кабельные стяжки;
- компьютер;
- сверла различного диаметра;
- циркулярная пила;
- наждачная бумага;
- порок;
- стандартный набор слесарного инструмента.
Наибольших вложений потребует электронная часть станка
Основные выводы
Лазерные диоды широко используются в разных областях техники и в качестве декоративных установок, светотехнических устройств. В быту их знают довольно ограниченно — как лазерные указки, целеуказатели, строительные уровни и прочие устройства. Особенности конструкции и возможности этих элементов находятся в стадии изучения и разработки. Специалисты считают, что использование лазеров пока недостаточно широко, но перспективы у них весьма высоки. В своих комментариях вы можете высказать собственные мысли о конструкции и свойствах лазерных диодов.
