Как сделать мощный лазер в домашних условиях
При упоминании лазера большинство людей сразу вспоминают эпизоды из фантастических фильмов. Однако такое изобретение уже давно и плотно вошло в нашу жизнь и не является чем-то фантастическим. Лазер нашёл своё применение во многих сферах, начиная от медицины и производства и заканчивая развлечениями. Поэтому многим становится интересно, можно ли и как сделать лазер самому.
Изготовление лазера в домашних условиях
В зависимости от специфики и выдвигаемых требований, лазеры бывают совершенно разные, как по размерам (начиная от карманных указок и кончая габаритами с футбольное поле), так и по мощностям, используемым рабочим средам и другим параметрам. Конечно, мощный производственный луч сделать самостоятельно в домашних условиях невозможно, так как это не только технически сложные аппараты, но и очень капризные в обслуживании вещи. А вот простой, но надёжный и мощный лазер своими руками можно изваять из обычного DVD-RW привода.
Принцип работы
Слово «лазер» пришло к нам из английского языка «laser», что является сокращением из первых букв куда более сложного названия: light amplification by stimulated emission of radiation и дословно переводится как «усиление света посредством вынужденного излучения». Ещё его могут называть оптическим квантовым генератором. Видов лазеров очень много, а сфера их применения крайне обширна.
Принцип его работы заключается в преобразовании одной энергии (световой, химической, электрической) в энергию различных потоков излучения, то есть, в её основе содержится явление вынужденного или индуцированного излучения.
Условно принцип работы отображает следующий чертёж:
Необходимые для работы материалы
При описании основ работы лазера всё выглядит сложно и непонятно. На деле же сделать лазер своими руками в домашних условиях крайне просто. Понадобятся некоторые комплектующие и инструменты:
- Самое основное, что нужно для создания лазера, это DVD-RW дисковод, т. е. пишущий привод от компьютера или проигрывателя. Чем выше скорость записи, тем мощнее будет и само изделие. Предпочтительнее брать приводы со скоростью 22X, так как его мощность наиболее высокая, порядка 300 мВт. При этом отличаются они и по цвету: красный, зелёный, фиолетовый. Что же касается непишущих ROM’ов, они слишком слабые. Ещё стоит обратить внимание на то, что после манипуляций с приводом он больше не будет работать, поэтому стоит брать или уже вышедший из строя, но с рабочим лазером, или такой, попрощаться с которым будет не жалко.
- Ещё понадобится токовый стабилизатор, хотя и появляется желание обойтись без него. Но стоит знать, что все диоды (и лазерный не является исключением) «предпочитают» не напряжение, а ток. Наиболее дешёвые и предпочтительные варианты — это импульсный преобразователь NCP1529 или микросхема LM317 (аналог КР142ЕН12).
- Выходной резистор подбирают в зависимости от тока питания лазерного диода. Рассчитывают его по формуле: R=I/1,25, где I — номинальный ток лазера.
- Два конденсатора: 0,1 мкФ и 100 мкФ.
- Коллиматор или лазерная указка.
- Элементы питания стандарта ААА.
- Провода.
- Инструмент: паяльник, отвёртки, пассатижи и т. п.
Извлечение лазерного диода из DVD — привода
Основная часть, которую необходимо извлечь — лазер от dvd привода. Сделать это несложно, но стоит знать некоторые нюансы, которые помогут избежать возможных недоразумений во время работы.
Первым делом DVD привод нужно разобрать, чтобы добраться до каретки, на которой и находятся лазерные диоды. Один из них читающий — он слишком маломощный. Второй пишущий — именно то что нужно, чтобы сделать лазер из dvd привода.
На каретке диод установлен на радиатор и надёжно закреплён. Если не рассчитывается использовать другой радиатор, то вполне подойдёт и уже имеющийся. Следовательно, нужно снять их вместе. В противном случае — аккуратно отрезать ножки в месте входа в радиатор.
Так как диоды крайне чувствительны к статике, нелишним будет их защитить. Для этого тонкой проволокой нужно смотать между собой ножки лазерного диода.
Остаётся лишь собрать все детали воедино, а сам РОМ уже больше не нужен.
Сборка лазерного устройства
К преобразователю необходимо подключить извлечённый из сидирома диод, соблюдая полярность, так как в противном случае лазерный диод сразу же выйдет из строя и станет непригоден для дальнейшего использования.
С обратной стороны диода устанавливается коллиматор, чтобы свет мог концентрироваться в один пучок. Хотя вместо него можно использовать и входящую в состав рома линзу, или линзу, которую уже содержит в себе лазерная указка. Но в этом случае придётся проводить юстировку, чтобы получить необходимый фокус.
С другой стороны преобразователя припаиваются провода, соединяющиеся с контактами корпуса, где будут установлены элементы питания.
Поможет доделать лазер из двд привода своими руками схема:
Когда подключение всех составляющих выполнено, можно проверить работоспособность получившегося устройства. Если всё работает, то остаётся всю конструкцию поместить в корпус и надёжно там закрепить.
Корпус самодельной конструкции
Подойти к изготовлению корпуса можно по-разному. Отлично для этих целей подойдёт, к примеру, корпус от китайского фонарика. Можно использовать и уже готовый корпус лазерной указки. Но оптимальным решением может оказаться самодельный, из алюминиевого профиля.
Сам по себе алюминий имеет малый вес и, при этом отлично поддаётся обработке. В нём удобно расположится вся конструкция. Закрепить её тоже будет удобно. При необходимости всегда можно легко выпилить необходимый кусок или согнуть в соответствии с необходимыми параметрами.
Техника безопасности и тестирование
Когда все работы закончены, наступает время протестировать полученный мощный лазер. В помещении делать этого не рекомендуется. Поэтому лучше выйти на улицу в безлюдное место. При этом стоит помнить, что сделанное устройство в несколько сотен раз мощнее обычной лазерной указки, а это обязывает пользоваться им с особой осторожностью. Не стоит направлять луч на людей или животных, внимательно следить за тем, чтобы луч не отразился и не попал в глаза. При использовании красного луча лазера рекомендуется одевать зелёные очки, это значительно снизит риск повреждения зрения в непредвиденных случаях. Ведь даже со стороны смотреть на лазерные лучи не рекомендуется.
Не стоит направлять лазерный луч на легковоспламеняющиеся или взрывоопасные предметы и вещества.
Созданный прибор при правильно настроенной линзе вполне может резать полиэтиленовые пакеты, выжигать на дереве, лопать воздушные шарики и даже обжечь — своего рода боевой лазер. Невероятно, что можно сделать из двд привода. Поэтому тестируя изготовленный прибор, всегда стоит помнить о технике безопасности.
Originally posted 2018-03-28 15:12:27.
Источник
Лазерный гравер из старых принтеров
Приветствую всех читателей моей инструкции, а также посетителей сайта «У Самоделкина». Сегодня я расскажу, как сделать лазерный гравировальный станок из мусора. Под мусором я подразумеваю старые принтеры. Такие принтеры, на которые уже и картриджей не найти. Также подойдут и копировальная техника, и МФУ. Главное требование, наличие шаговых двигателей и полированных валов внутри. Чуть позже я подробнее расскажу какая именно техника нам подойдет. Основу мы тоже будем делать из подручных материалов. А именно, фанера, OSB- панели, строительный крепеж. Управлять всем будет Arduino. Arduino это самая доступная и простая для программирования электроника, которую можно использовать для ЧПУ-станка. Поэтому выбор пал именно на эту платформу. Можно будет использовать связку Arduino Uno и CNC Shield v3 или Arduino Nano и CNC Shield v4. Хватит болтовни, перейдем к списку необходимого:
— Arduino Uno или Arduino Nano
— CNC Shield v3 (под Arduino Uno) или CNC Shield v4 (под Arduino Nano)
— A4988 драйвера шаговых двигателей, 2 шт. (лучше с радиаторами охлаждения)
— Если лазер на 5В, стабилизатор напряжения на 5В 7805
— TIP 120 или TIP 122
— Блок питания на 12В
— Фанера 3 мм
— Фанера 6 или 10 мм (или OSB — панель)
— Древние принтеры
— Лазер, лучше сразу вместе с драйвером
— Подшипники качения с внутренним диаметром 5 мм.
— Гайка соединительная M5-10
— Радиатор охлаждения
— Шпилька строительная 5 мм
— Сверла по дереву 5, 6, 7, 8, 16 мм
— Электролобзик
— Паяльник, припой, канифоль, флюс и прочее для пайки
— Провода
В упрощенном виде схема будет выглядеть так
Мощности такого лазера на многое не хватит. Лучше всего заказать уже готовый. И лучше выбирать лазер на 12В. И брать сразу с драйвером. Так вы лишите себя большого количества проблем. Двигатели и электроника будет работать от 12В. Если и лазер будет на 12В, да и еще и с драйвером, подключить его к станку будет просто. Питание можно будет подавать напрямую от блока питания. А управляющий провод (TTL) напрямую к Arduino CNC Shield. Если у вас, как и у меня, лазер на 5В, да и еще без драйвера — пойдем сложным путем. Лазер будет питать от 5В, включать его через транзистор. Начнем расчеты. Стабилизатор питания на 5В 7805 максимально выдерживает 1,5 А. Если лазер мощнее надо будет использовать два таких стабилизатора, включенных параллельно. Так мы увеличим максимальный допустимый ток до 3А. Берем радиатор:
Чтобы прикрутить к нему стабилизатор и при этом ничего не закоротить, нам понадобится изоляторы:
А также пластиковые шайбы для прикручивания стабилизаторов:
Схема включения стабилизатора:
Крепим стабилизатор напряжения 7805 к радиатору. Не забываем про изолятор и пластиковую шайбу:
Если у вас лазер не мощный и 1,5 А достаточно для него, одного стабилизатора будет достаточно. В таком случае на тот же радиатор крепим транзистор TIP 120 или TIP 122:
Если же у вас лазер мощнее, следует включить в схему второй стабилизатор напряжения 7805, включенный параллельно первому. В таком случае нагрузка будет распределяться равномерно на два стабилизатора и максимальный ток будет достигать 3А. Транзистор TIP 122 позволяет управлять нагрузкой до 5А, поэтому его достаточно одного. Крепим все на радиатор:
Чтобы меньше проблем и работы, я рекомендую заказать уже готовый лазер с корпусом и драйвером. Получиться дороже, конечно, но и станок получиться лучше. Лазером из DVD максимально получается гравировать пластик. Фанеру от тоже может выжигать, но только при очень малой скорости, да и местами получаются пробелы. Качество гравировки страдает.
Шаг 2 Подбор принтеров и разборка их.
Главное при выборе старой техники – это наличие шаговых двигателей. В современной технике они редко используются, там ставят обычные коллекторные электродвигатели. Для станка нам нужно два шаговых двигателя. Подойдет такая техника, как МФУ Xerox 4118, Xerox M15, принтер Canon BJC-1000. Или искать примерно такого же года выпуска.
Нам нужно два шаговых двигателя. Один для оси X, второй для оси Y. Разбираем принтер. Достаем из него все возможные валы. А также двигатели. Нам нужны такие, биполярные шаговые:
Теперь нам нужно присоединить этот двигателей к строительной шпильке. Лучше всего брать шпильку M5, то есть 5 мм. Для соединения мы будем использовать соединительную гайку и палочку от Чупа-чупса. Берем палочку и нарезаем резьбу на ней:
Подходящий отрезок палочки надеваем на шаговый двигатель:
А затем, придерживая вал двигателя от проворачивания, накручиваем на палочку соединительную гайку М5:
Позже мы будем соединять этот двигатель со шпилькой.
Шаг 3 Сборка корпуса.
Корпус нашего будущего лазерного гравера очень похож на плоттер, собранный мною ранее. Подробно про сборку корпуса можно прочитать в этой статье.
Вкратце, сборка выглядит так:
Для начал, определимся с размерами. Основной параметр, определяющий размер станка и рабочую площадь станка, это длина валов, которые вы достали из принтеров. Валы потолще лучше использовать на ось Y, так ода будет двигать ось X и лазер вместе. На ось X можно взять валы тоньше. Направляющие валы необходимо будет закрепить на станке, это уменьшит их рабочую длины на 20-30 мм, в зависимости от толщины материала из которого будем делать основу станка. Если достать валы из принтеров, указанных ранее мы получим станок размером 366 х 248 мм.
Используйте достаточно прочный материал (например, фанеру толщиной не менее 6 мм или OSB панель толщиной 12 мм, как это сделал я) собираем основу станка. Ось Y это ось продольного перемещения рабочего инструмента (в нашем случае лазера) а вместе с ним и оси X. Собираем, красим и получаем основу станка:
Для оси X лучше взять материал полегче, чем на ось Y, например, фанеру 4 мм, этого будет достаточно.
Собираем все вместе.
Шаг 4 Электрика.
Все электрику мы будем прятать внутри станка. Для начала крепим блок питания на 12В:
Рядом фиксируем на основе Arduino Uno:
Сверху ставит CNC Shield v3 с драйверами:
Электрика в сборе выглядит так:
Мы будем использовать GRBL 1.1 поэтому лазер надо подключать к контакту Z+.
Шаг 5 Прошивка и программы.
Мы будем использовать GRBL для управления станком. Чтобы залить его в Arduino на понадобиться последняя версия Arduino IDE. Скачиваем его с официального сайта:
Затем скачиваем сам GRBL:
Устанавливаем, как обычную библиотеку. Распаковываем архив в папку «libraries», находящуюся в папке с установленной Arduino IDE. Затем открываем Arduino IDE, в примерах выбираем grbl-master и заливаем скетч и нашу Arduino. Осталось подготовить программу для управления станком с компьютера. Скачиваем LaserGRBL с официального сайта:
Далее следуем инструкции программы LaserGRBL
Примеры гравировки. Лазер у меня слабый поэтому я могу гравировать только пластик. Примеры работ:
Источник
