Szia Habr. Ebben a cikkben a legutóbbi alkotásomról fogok beszélni, amelyet 500 lézermodulból készítettem, hasonlóak az olcsó, alacsony fogyasztású lézermutatókhoz. A vágás alatt sok kattintható kép található.
Figyelem! Még a kis teljesítményű lézersugárzók is bizonyos körülmények között egészségkárosodást vagy fényképészeti berendezéseket károsíthatnak. Ne próbálja megismételni a cikkben leírt kísérleteket.
Jegyzet. Tovább , ahol többet láthat. A cikk azonban részletesebben leírja az alkotás folyamatát, és vannak jobb minőségű képek is (főleg kattintáskor).
Lézer modulok
Kezdem maguknak a lézermoduloknak a leírásával. Manapság sokféle változatban kaphatók, hullámhosszuk, teljesítményük és a kimenő sugárzás alakja, az optikai rendszer kialakítása és a rögzítés, valamint az összeszerelési minőség és az ár tekintetében.
A legolcsóbb modulokat választottam, amelyeket Kínában 100 darabos tételekben árulnak, és tételenként körülbelül 1000 rubelbe kerül. Az eladó leírása szerint 50 mW-ot termelnek 650 nm-es hullámhosszon. Az 50 mW-ban kételkedem, nagy valószínűséggel még 5 mW sincs. Több hasonló modult vásároltam Oroszországban, darabonként 30 rubel áron. Az online áruházakban LM6R-dot-5V néven találhatók. Úgy ragyognak, mint a piros lézermutatók, amelyeket minden apróságos standon különböző változatokban árulnak.
Szerkezetileg ez a modul úgy néz ki, mint egy 6 mm átmérőjű és 14 mm hosszú fémhenger (a táblával együtt). A ház anyaga nagy valószínűséggel acél, mivel jó mágneses tulajdonságokkal rendelkezik. A ház a pozitív érintkezőhöz csatlakozik.
A ház belsejében egy műanyag lencse és egy kis nyomtatott áramköri lapra szerelt lézerchip található. A lapon van egy ellenállás is, melynek értéke a deklarált tápfeszültségtől függ. 5V-os modulokat használtam 91 ohmos ellenállással. A modulon 5 V bemeneti feszültség mellett a lézerchip feszültsége 2.4 V, ami 28 mA áramot eredményez. A kialakítás a tábla oldalán teljesen nyitott, így minden por vagy nedvesség könnyen bejuthat a belsejébe. Ezért az egyes modulok hátoldalát forró ragasztóval lezártam. Ráadásul a chip és a lencse nincs pontosan igazítva, így előfordulhat, hogy a kimenet nem párhuzamos a test tengelyével. Működés közben a modul 35-40°C hőmérsékletre melegszik fel.
Kezdeti verzió
Kezdetben (ez egy éve volt) 200 lézermodult vásároltam, és úgy döntöttem, hogy tisztán geometriai módszerrel irányítom őket egy pontra, vagyis nem minden modult külön-külön állítok be, hanem minden emittert speciális kivágásokba szereltem be. Ehhez speciális rögzítéseket rendeltem 4 mm vastag rétegelt lemezből.
A lézermodulokat a kivágáshoz préseltük és forró ragasztóval ragasztottuk. Az eredmény egy olyan telepítés lett, amely 200 lézerpontból álló, körülbelül 100 mm átmérőjű sugarat hozott létre. Bár az eredmény messze nem ütötte meg a célt, sokakat lenyűgözött ez az ötlet (a videót feltettem a YouTube-ra), és úgy döntöttek, hogy folytatják a témát.
Szétszedtem egy 200 lézermodulból álló rendszert és lézerfüzért készítettem belőlük. Érdekesnek bizonyult, de nem kényelmes, mivel a test súlya alatt az összes sugár lefelé irányult. De ekkorra vettem egy ködgépet, és először láttam, milyen menően néznek ki ezek a lézerek a ködben. Úgy döntöttem, hogy megismétlem az eredeti ötletet, de manuálisan irányítom az egyes lézereket egy pontra.
Lézerfény
Az új verzióhoz további 300 lézermodult rendeltem. Rögzítésként 440 mm vastag rétegelt lemezből 6 mm-es oldalú négyzetlemezt készítettem 25 soros és 20 oszlopos lyukmátrixszal. A furat átmérője 5 mm. Később ezüstre festettem. A lemez rögzítéséhez egy régi LCD monitor állványát használtam.
A lemezt satuba rögzítettem, és 1350 mm-es távolságra (az asztalom hossza) felakasztottam egy 30x30 mm-es papírcélpontot, melynek közepébe minden lézersugarat irányítottam.
A lézermodul ragasztásának menete a következő volt. A lyukba bedugtam a modul vezetékeit és rájuk csatlakoztattam a tápfeszültséggel ellátott krokodilokat. Ezután forró ragasztóval töltöttem ki a modultestet és a lemezen lévő lyukat. A tányér alatt ventilátor kapott helyet, amivel felgyorsította a ragasztó lehűlését. Mivel a ragasztó lassan megkeményedik, könnyen be tudtam állítani a modul helyzetét, a célponton lévő lézerpont helyzetére fókuszálva. Átlagosan 3.5 percem volt lézermodulonként.
Kényelmes a hot melt ragasztó használata, mivel melegíthető és a modul állítható. Van azonban két hátránya. Először is, a modulok melegítése a modulszerkezet deformálódásához vezetett, ami a lézersugár tágulását tükrözte. Néhány modul hirtelen elvesztette fényerejét a fűtés miatt, ezért ki kellett őket cserélni. Másodszor, lehűlés után az olvadékragasztó több órán keresztül tovább deformálódott, és enyhén eltérítette a lézersugarat bármely irányba. Az utolsó tényező arra kényszerített bennünket, hogy megváltoztassuk a projekt eredeti nevét „500 lézermutató egy ponton”.
Mivel a munkákat csak alkalmanként, esténként és hétvégén végezték, körülbelül három hónapot vett igénybe mind az 500 lézermodul felragasztása. A modulok és lemezek szállítását figyelembe véve hat hónap lesz.
A különleges hatás érdekében a lézermodulokat kék LED-ekkel látták el.
Az összes modul áramellátása nem egyszerű feladat, mert 1000 érintkezőt kell csatlakoztatni és az áramot egyenletesen elosztani. Mind az 500 pozitív érintkezőt egy áramkörbe csatlakoztattam. A negatív kapcsolatokat 10 csoportra osztottam. Minden csoporthoz saját váltókapcsolót rendeltem. A jövőben a csoportok engedélyezéséhez 10 elektronikus kulcsot fogok hozzáadni, amelyeket egy mikrokontroller vezérel zenével.
Az összes modul táplálásához állandó feszültségű forrást vásároltam , amely 5V feszültséget állít elő 60A áramerősségig. Kis méretű, és kényelmes sorkapcsokkal rendelkezik a terhelés csatlakoztatásához.
Az összes bekapcsolt lézermodullal rendelkező végső áramkör fogyasztása körülbelül 14 amper. Az alábbi ábra az összes lézerpont elhelyezkedését mutatja a célponton. Amint látja, szinte beférek egy 30x30 mm-es „egy helyre”. A célponton kívül megjelent egy folt az egyik modul oldalsugárzása miatt.
Az így kapott készülék nem néz ki túl szépnek, de minden szépsége feltárul a sötétben és a ködben.
Megpróbáltam érintéssel, ahol a sugarak keresztezik egymást. A melegség érezhető, de nem erős.
És még a kamerát is közvetlenül a sugárzókra irányítottam (én magam zöld védőszemüveget használok).
Nagyon szórakoztató volt a tükrök és a lencsék használata.
Később hozzáadtam a lézermodulok hangjellel történő modulálásának lehetőségét, és az eredmény egyfajta zenei lézerinstalláció lett. Megnézheted őt .
Ez a projekt kizárólag szabadidős célokat szolgál, és elégedett voltam az eredménnyel. Jelenleg nem tűzök ki magamnak ugyanilyen időigényes feladatokat, de a jövőben valószínűleg mást is kitalálok. Remélem te is érdekesnek találtad.
Спасибо за внимание!
Forrás: will.com