Sveiki, Habr. Šiame straipsnyje papasakosiu apie savo naujausią kūrybą, sukurtą iš 500 lazerinių modulių, pavyzdžiui, pigių mažos galios lazerinių rodyklių. Po pjūviu yra daug spustelėjamų paveikslėlių.
Dėmesio! Net mažos galios lazeriniai spinduliuotieji tam tikromis sąlygomis gali pakenkti sveikatai arba sugadinti fotografijos įrangą. Nebandykite pakartoti straipsnyje aprašytų eksperimentų.
Pastaba. Įjungta kur galima pamatyti daugiau. Tačiau straipsnyje išsamiau aprašomas kūrimo procesas ir čia vaizdas geresnis (ypač paspaudus).
Lazeriniai moduliai
Pradėsiu nuo pačių lazerinių modulių aprašymo. Šiuo metu parduodama daug įvairių variantų, kurie skiriasi bangos ilgiu, galia ir išėjimo spinduliuotės forma, optinės sistemos konstrukcija ir montavimu, taip pat surinkimo kokybe ir kaina.
Išsirinkau pigiausius Kinijoje parduodamus modulius po 100 vienetų, kurių partijos vertė apie 1000 rublių. Pagal pardavėjo aprašymą, jie išskiria 50 mW esant 650 nm bangos ilgiui. Dėl 50 mW abejoju, greičiausiai ten nėra net 5 mW. Aš nusipirkau kelis panašius modulius Rusijoje už 30 rublių už vienetą. Internetinėse parduotuvėse jie randami pavadinimu LM6R-dot-5V. Jie šviečia kaip raudoni lazeriniai rodyklės, parduodami įvairiais variantais bet kuriame kioske su smulkmenomis.
Struktūriškai šis modulis atrodo kaip metalinis cilindras, kurio skersmuo 6 mm ir ilgis 14 mm (kartu su plokšte). Korpuso medžiaga greičiausiai yra plienas, nes jis turi geras magnetines savybes. Korpusas prijungtas prie teigiamo kontakto.
Korpuso viduje yra plastikinis lęšis ir lazerio lustas, sumontuotas ant nedidelės spausdintinės plokštės. Taip pat plokštėje yra rezistorius, kurio vertė priklauso nuo deklaruojamos maitinimo įtampos. Naudojau 5V modulius su 91 omų rezistoriumi. Kai modulio įvesties įtampa yra 5 V, lazerio lusto įtampa yra 2.4 V, o srovė - 28 mA. Konstrukcija yra visiškai atvira iš lentos šono, todėl dulkės ar drėgmė gali lengvai patekti į vidų. Todėl kiekvieno modulio nugarėlę užsandarinau karštais klijais. Be to, lustas ir objektyvas nėra tiksliai išdėstyti, todėl išvestis gali būti ne lygiagreti korpuso ašiai. Veikimo metu modulis įkaista iki 35-40°C temperatūros.
originali versija
Iš pradžių (tai buvo prieš metus) nusipirkau 200 lazerinių modulių ir nusprendžiau juos nukreipti į vieną tašką grynai geometriniu būdu, tai yra nereguliuojant kiekvieno modulio atskirai, o įmontuojant kiekvieną emiterį į specialias išpjovas. Tam užsisakiau specialias tvirtinimo detales iš 4 mm storio faneros.
Lazerio moduliai buvo prispausti prie išpjovos ir suklijuoti karštais klijais. Rezultatas buvo sąranka, kuri sukūrė 200 lazerio taškų spindulį, kurio skersmuo buvo apie 100 mm. Nors rezultatas toli gražu nepataikė į vieną tašką, daugeliui ši mintis liko sužavėta (į youtube patalpinau video) ir buvo nuspręsta temą tęsti.
Išardžiau 200 lazerinių modulių sistemą ir iš jų padariau lazerinę girliandą. Tai pasirodė įdomu, bet nėra patogu, nes pagal kūno svorį visi spinduliai buvo nukreipti žemyn. Bet iki to laiko nusipirkau dūmų mašiną ir pirmą kartą pamačiau, kaip šauniai atrodo šie lazeriai rūke. Nusprendžiau pakartoti pirminę idėją, bet rankiniu būdu nukreipti kiekvieną lazerį į vieną tašką.
lazerio šviesa
Naujai versijai užsisakiau dar 300 lazerinių modulių. Kaip tvirtinimo detalę aš padariau kvadratinę plokštę, kurios kraštinė yra 440 mm iš 6 mm storio faneros su 25 eilučių ir 20 stulpelių skylių matrica. Skylės skersmuo 5 mm. Vėliau nudažiau sidabru. Plokštei pritvirtinti naudojau stovą iš seno LCD monitoriaus.
Plokštelę pritvirtinau spaustukais ir 1350 mm atstumu (mano stalo ilgis) pakabinau 30x30 mm dydžio popierinį taikinį, į kurio centrą nukreipiau kiekvieną lazerio spindulį.
Lazerinio modulio įklijavimo procesas buvo toks. Modulio laidus įkišau į skylutę ir prie jų prijungiau krokodilus su maitinimo įtampa. Tada karštais klijais užpildžiau modulio korpusą ir skylę plokštelėje. Po plokšte yra ventiliatorius, skirtas pagreitinti klijų aušinimą. Kadangi klijai kietėja lėtai, galėjau lengvai reguliuoti modulio padėtį, sutelkiant dėmesį į lazerio taško padėtį taikinyje. Vidutiniškai vienam lazeriniam moduliui užtrukau 3.5 minutės.
Patogu naudoti karšto lydalo klijus, nes juos galima kaitinti ir koreguoti modulį. Tačiau yra du minusai. Pirma, modulių kaitinimas lėmė modulio struktūros deformaciją, kuri buvo išreikšta lazerio spindulio išsiplėtimu. Kai kurie moduliai dėl šildymo smarkiai prarado ryškumą ir turėjo būti pakeisti. Antra, po aušinimo karšto lydalo klijai toliau deformavosi kelias valandas ir šiek tiek nukreipia lazerio spindulį savavališka kryptimi. Paskutinis veiksnys privertė pakeisti pradinį projekto pavadinimą „500 lazerinių rodyklių viename taške“.
Kadangi darbai buvo atliekami tik retkarčiais vakarais ir savaitgaliais, suklijuoti visus 500 lazerinių modulių užtruko apie tris mėnesius. Atsižvelgiant į modulių ir plokštės pristatymą, bus šeši mėnesiai.
Specialiam efektui į lazerinius modulius įdėjau mėlynus šviesos diodus.
Suteikti maitinimą visiems moduliams nėra lengva užduotis, nes reikia prijungti 1000 kontaktų ir tolygiai paskirstyti srovę. Sujungiau visus 500 teigiamų kontaktų į vieną grandinę. Neigiamus kontaktus suskirstiau į 10 grupių. Kiekviena grupė turi savo perjungimo jungiklį. Ateityje prie muzikos pridėsiu 10 mikrovaldikliu valdomų elektroninių raktų, kad įgalinčiau grupes.
Norėdami maitinti visus modulius, įsigijau nuolatinės įtampos šaltinį , kuris sukuria 5 V įtampą, kurios srovė yra iki 60 A. Jis turi mažą dydį ir patogų gnybtų bloką kroviniui prijungti.
Galutinė grandinė su įjungtais lazeriniais moduliais sunaudoja apie 14 amperų. Žemiau esančiame paveikslėlyje parodyta visų lazerio taškų vieta taikinyje. Kaip matote, aš beveik tilpau į „vieną vietą“, kurios dydis yra 30x30 mm. Viena dėmė už taikinio atsirado dėl vieno modulio, turinčio klaidingą šoninę spinduliuotę.
Gautas prietaisas neatrodo labai gražiai, bet visas jo grožis atsiskleidžia tamsoje ir rūke.
Bandžiau paliesti spindulių sankirtą. Šiluma jaučiama, bet nestipri.
Ir netgi nukreipė fotoaparatą tiesiai į spinduliuotę (aš pats naudoju žalius akinius).
Buvo labai įdomu naudoti veidrodžius ir lęšius.
Vėliau pridėjau galimybę moduliuoti lazerinius modulius garso signalu ir gavau savotišką muzikinę lazerio instaliaciją. Galite pažiūrėti į ją .
Šis projektas skirtas tik laisvalaikiui ir jo rezultatais buvau patenkintas. Šiuo metu sau nekeliu tokių pat daug laiko reikalaujančių užduočių, bet ateityje tikriausiai sugalvosiu ką nors kita. Tikiuosi, kad ir jums buvo įdomu.
Dėkojame už dėmesį!
Šaltinis: www.habr.com