Прывітанне, Хабр. У гэтым артыкуле я распавяду аб сваім нядаўнім тварэнні, створаным з 500 лазерных модуляў па тыпе танных маламагутных лазерных указак. Пад катом шмат клікабельных карцінак.
Увага! Нават маламагутныя лазерныя выпраменьвальнікі пры вызначаных умовах могуць прычыніць шкоду здароўю ці пашкодзіць фотатэхніку. Не спрабуйце паўтарыць апісаныя ў артыкуле эксперыменты.
Заўвага. На , у якім можна ўбачыць больш. Аднак артыкул больш дэталёва распісвае працэс стварэння і тут якасней карцінкі (асабліва пры кліку).
Лазерныя модулі
Пачну з апісання саміх лазерных модуляў. Іх зараз прадаецца вельмі шмат розных варыянтаў, якія адрозніваюцца паміж сабой даўжынёй хвалі, магутнасцю і формай выходнага выпраменьвання, канструкцыяй аптычнай сістэмы і мацаванні, а таксама якасцю зборкі і коштам.
Я абраў найболей танныя модулі, якія прадаюцца ў Кітаі партыямі па 100 штук коштам каля 1000 руб за партыю. Па апісанні прадаўца яны выдаюць 50 мВт на даўжыні хвалі 650 нм. Наконт 50 мВт сумняваюся, хутчэй за ўсё тамака няма і 5 мВт. Некалькі падобных модуляў я купіў у Расіі па кошце 30 руб за штуку. У інтэрнэт-крамах яны сустракаюцца пад назовам LM6R-dot-5V. Свецяць як чырвоныя лазерныя ўказкі, якія прадаюцца ў розных варыяцыях у любым ларку з цацанкамі.
Канструктыўна гэты модуль выглядае як металічны цыліндр дыяметрам 6 мм і даўжынёй 14 мм (разам з платай). Матэрыял корпуса, хутчэй за ўсё, сталь, бо мае добрыя магнітныя ўласцівасці. Корпус злучаны з плюсавым кантактам.
Унутры корпуса знаходзіцца пластыкавая лінза і лазерны чып, усталяваны на невялікім друкаваным поплатку. Таксама на плаце знаходзіцца рэзістар, намінал якога залежыць ад заяўленай напругі сілкавання. Я выкарыстаў модулі на 5В з рэзістарам 91 Ом. Пры ўваходнай напрузе 5В на модулі, напруга на лазерным чыпе складае 2.4В, пры гэтым ток атрымліваецца 28 ма. Канструкцыя цалкам адчыненая са боку поплатка, так што любы пыл ці вільгаць лёгка пападаюць унутр. Таму заднюю частку кожнага модуля я заклейваў тэрмаклеем. Акрамя таго, чып і лінза ўсталёўваюцца не сапраўды, таму выходнае выпраменьванне можа быць не раўналежным восі корпуса. Пры працы модуль разаграваецца да тэмпературы 35-40 °С.
Першапачатковы варыянт
Першапачаткова (гэта было год таму) я купіў 200 лазерных модуляў і вырашыў іх накіраваць у адну кропку чыста геаметрычным метадам, гэта значыць не падладжваючы кожны модуль індывідуальна, а ўсталёўваючы кожны выпраменьвальнік у спецыяльныя выразы. Для гэтага я замовіў спецыяльныя мацаванні з фанеры таўшчынёй 4 мм.
Лазерныя модулі прыціскаў да выраза і прыляпляў тэрмаклеем. Атрымалася ўстаноўка, якая давала пучок з 200 лазерных кропак у дыяметры каля 100 мм. Хоць вынік быў далёкі ад траплення ў адну кропку, шмат каго ўразіла гэтая ідэя (я выкладваў відэа на youtube) і было вырашана працягнуць тэму.
Сістэму з 200 лазерных модуляў я разабраў і зрабіў з іх лазерную гірлянду. Атрымалася цікава, але не зручна, бо пад цяжарам корпуса ўсе прамяні накіроўваліся ўніз. Затое да гэтага часу я купіў дым-машыну і ўпершыню ўбачыў як крута глядзяцца гэтыя лазеры ў тумане. Вырашыў паўтарыць першапачатковую ідэю, але ўжо ўручную накіроўваць кожны лазер у адну кропку.
Лазерная свяцільня
Для новага варыянту я заказаў яшчэ 300 лазерных модуляў. У якасці мацавання вырабіў квадратную пласціну са бокам 440 мм з фанеры таўшчынёй 6 мм з матрыцай адтулін 25 радкоў і 20 слупкоў. Дыяметр адтулін 5 мм. Пазней я пафарбаваў яе ў серабрысты колер. Для мацавання пласціны выкарыстоўваў стойку ад старога ВК-манітора.
Пласціну я замацаваў у ціскі, а на адлегласці 1350 мм (даўжыня майго стала) павесіў папяровую мішэнь памерам 30х30 мм, у цэнтр якой накіроўваў кожны лазерны прамень.
Працэс улепкі лазернага модуля выглядаў наступным чынам. Я ўстаўляў правады модуля ў адтуліну і падлучаў да іх кракадзілы з сілкавальнай напругай. Далей заліваў тэрмаклеем корпус модуля і адтуліну ў пласціне. Пад пласцінай ляжаў вентылятар для паскоранага астывання клею. Паколькі клей застывае павольна, я мог спакойна падпраўляць становішча модуля, арыентуючыся на становішча лазернай кропкі на мішэні. У сярэднім у мяне сыходзіла 3.5 хвіліны на адзін лазерны модуль.
Выкарыстоўваць тэрмаклей зручна, бо яго можна падцяпліць і падправіць модуль. Аднак, ёсць два мінусы. Па-першае, нагрэў модуляў прыводзіў да дэфармацыі канструкцыі модуля, што выяўлялася ў пашырэнні лазернага пучка. Некаторыя модулі рэзка страцілі яркасць ад нагрэву і іх прыйшлося замяніць. Па-другое, пасля астывання тэрмаклеяў на працягу некалькіх гадзін працягваў дэфармавацца і крыху выводзіць лазерны прамень у адвольны бок. Апошні фактар прымусіў змяніць першапачатковую назву праекта "500 лазерных указак у адну кропку".
Паколькі праца вялася толькі часам па вечарах і па выходных, на ўклейванне ўсіх 500 лазерных модуляў спатрэбілася каля трох месяцаў. З улікам дастаўкі модуляў і пласціны будзе паўгода.
Для асаблівага эфекту да лазерных модуляў дадаў сінія святлодыёды.
Забяспечыць сілкаванне ўсім модулям задача не простая, бо трэба злучыць 1000 кантактаў і раўнамерна размеркаваць ток. Усе 500 плюсавых кантактаў я злучыў у адзін ланцуг. Мінусавыя кантакты я падзяліў на 10 гуртоў. На кожную групу прызначыў свой тумблер. У будучыні для ўключэння груп я збіраюся дадаць 10 электронных ключоў, якія кіруюцца мікракантролерам пад музыку.
Для сілкавання ўсіх модуляў я набыў крыніцу сталай напругі , Які выдае напружанне 5В з токам да 60А. Ён мае невялікія памеры і зручны клемнік для падлучэння нагрузкі.
Выніковая схема са ўсімі ўключанымі лазернымі модулямі мае спажыванне каля 14 ампер. На малюнку ніжэй паказана размяшчэнне ўсіх лазерных кропак на мішэні. Як відаць, я амаль уклаўся ў "адно месца" памерам 30х30 мм. Адна пляма за межамі мішэні з'явілася з-за аднаго модуля, які мае пабочнае бакавое выпраменьванне.
Атрыманая прылада выглядае не вельмі сімпатычна, але ўся яго прыгажосць выяўляецца ў цемры і тумане.
Я спрабаваў навобмацак месца перасячэння прамянёў. Цяпло адчуваецца, але не моцнае.
І нават накіроўваў камеру прама на выпраменьвальнікі (сам я выкарыстоўваю ахоўныя акуляры зялёнага колеру).
Было вельмі цікава выкарыстоўваць люстэркі і лінзы.
Пазней я дадаў магчымасць мадуляцыі лазерных модуляў аўдыёсігналам і атрымалася своеасаблівая музычная лазерная ўстаноўка. Паглядзець на яе можна .
Гэты праект выключна для вольнага часу і яго вынікі мяне парадавалі. На дадзены момант я не стаўлю перад сабой такіх жа працаёмкіх задач, але ў будучыні напэўна прыдумаю што-небудзь яшчэ. Спадзяюся, што вам таксама было цікава.
Дзякуй за ўвагу!
Крыніца: habr.com