Ahoj Habr. V tomto článku budem hovoriť o mojom nedávnom výtvore, vytvorenom z 500 laserových modulov, ako sú lacné laserové ukazovátka s nízkym výkonom. Pod strihom je množstvo obrázkov na kliknutie.
Pozor! Aj laserové žiariče s nízkym výkonom môžu za určitých podmienok poškodiť zdravie alebo poškodiť fotografické vybavenie. Nepokúšajte sa opakovať experimenty popísané v článku.
Poznámka. Zapnuté kde môžete vidieť viac. V článku je však bližšie popísaný proces tvorby a tu je obrázok lepší (hlavne po kliknutí).
Laserové moduly
Začnem popisom samotných laserových modulov. V súčasnosti je na predaj množstvo rôznych možností, ktoré sa líšia vlnovou dĺžkou, výkonom a tvarom výstupného žiarenia, dizajnom optického systému a montážou, ako aj kvalitou a cenou vyhotovenia.
Vybral som si najlacnejšie moduly predávané v Číne v dávkach po 100 kusoch v hodnote asi 1000 50 rubľov za dávku. Podľa popisu predajcu vydávajú 650 mW pri vlnovej dĺžke 50 nm. Čo sa týka 5 mW, tak o tom pochybujem, s najväčšou pravdepodobnosťou tam nie je ani 30 mW. Kúpil som niekoľko podobných modulov v Rusku za cenu 6 rubľov za kus. V internetových obchodoch sa nachádzajú pod názvom LM5R-dot-XNUMXV. Svietia ako červené laserové ukazovátka, ktoré sa predávajú v rôznych variáciách v každom stánku s drobnosťami.
Konštrukčne tento modul vyzerá ako kovový valec s priemerom 6 mm a dĺžkou 14 mm (spolu s doskou). Materiál tela je s najväčšou pravdepodobnosťou oceľ, pretože má dobré magnetické vlastnosti. Puzdro je pripojené ku kladnému kontaktu.
Vo vnútri puzdra je plastová šošovka a laserový čip osadený na malej doske plošných spojov. Na doske sa nachádza aj rezistor, ktorého hodnota závisí od deklarovaného napájacieho napätia. Použil som 5V moduly s odporom 91 ohmov. Pri vstupnom napätí 5V na module je napätie na laserovom čipe 2.4V, pričom prúd je 28mA. Dizajn je z boku dosky úplne otvorený, takže sa dovnútra ľahko dostane akýkoľvek prach alebo vlhkosť. Preto som zadnú stranu každého modulu utesnil horúcim lepidlom. Čip a šošovka navyše nie sú umiestnené presne, takže výstup nemusí byť rovnobežný s osou puzdra. Počas prevádzky sa modul zohreje na teplotu 35-40°C.
originálna verzia
Pôvodne (bolo to pred rokom) som si kúpil 200 laserových modulov a rozhodol som sa ich nasmerovať do jedného bodu čisto geometrickou metódou, teda bez individuálneho nastavovania každého modulu, ale inštaláciou každého žiariča do špeciálnych výrezov. Na tento účel som objednal špeciálne spojovacie prvky z preglejky s hrúbkou 4 mm.
Laserové moduly boli pritlačené k výrezu a prilepené horúcim lepidlom. Výsledkom bolo nastavenie, ktoré vytvorilo lúč 200 laserových bodov s priemerom asi 100 mm. Hoci výsledok ani zďaleka netrafil jediný bod, mnohých táto myšlienka zaujala (video som zverejnil na youtube) a bolo rozhodnuté v téme pokračovať.
Rozobral som sústavu 200 laserových modulov a vyrobil som z nich laserovú girlandu. Ukázalo sa to zaujímavé, ale nie pohodlné, pretože pod hmotnosťou tela všetky lúče smerovali nadol. Ale v tom čase som si kúpil dymovnicu a prvýkrát som videl, ako super vyzerajú tieto lasery v hmle. Rozhodol som sa zopakovať pôvodný nápad, ale ručne nasmerovať každý laser do jedného bodu.
laserové svetlo
Pre novú verziu som objednal ďalších 300 laserových modulov. Ako spojovací prvok som vyrobil štvorcovú dosku so stranou 440 mm z preglejky s hrúbkou 6 mm s matricou otvorov 25 radov a 20 stĺpcov. Priemer otvoru 5 mm. Neskôr som to namaľoval striebornou farbou. Na montáž platne som použil stojan zo starého LCD monitora.
Dosku som upevnil do zveráka a na vzdialenosť 1350 mm (dĺžka môjho stola) som zavesil papierový terč s rozmermi 30x30 mm, do ktorého stredu som nasmeroval každý laserový lúč.
Proces prilepenia laserového modulu bol nasledujúci. Do otvoru som vložil vodiče modulu a pripojil som k nim krokodíly s napájacím napätím. Ďalej som naplnil puzdro modulu a otvor v platni horúcim lepidlom. Pod doskou ležal ventilátor na urýchlenie chladenia lepidla. Keďže lepidlo tuhne pomaly, mohol som ľahko upraviť polohu modulu so zameraním na polohu laserového bodu na cieli. Jeden laserový modul mi v priemere zabral 3.5 minúty.
Je vhodné použiť tavné lepidlo, pretože sa môže zahriať a modul korigovať. Má to však dve nevýhody. Po prvé, zahrievanie modulov viedlo k deformácii štruktúry modulu, čo sa prejavilo v expanzii laserového lúča. Niektoré moduly v dôsledku zahrievania dramaticky stratili jas a museli byť vymenené. Po druhé, po ochladení sa tavné lepidlo ešte niekoľko hodín deformovalo a mierne odklonilo laserový lúč v ľubovoľnom smere. Posledný faktor prinútil zmeniť pôvodný názov projektu „500 laserových ukazovákov v jednom bode“.
Keďže sa pracovalo len príležitostne vo večerných hodinách a cez víkendy, zlepenie všetkých 500 laserových modulov trvalo približne tri mesiace. S prihliadnutím na dodávku modulov a dosky to bude šesť mesiacov.
Pre špeciálny efekt som do laserových modulov pridal modré LED diódy.
Napájanie všetkých modulov nie je jednoduchá úloha, pretože potrebujete pripojiť 1000 kontaktov a rovnomerne rozložiť prúd. Všetkých 500 kladných kontaktov som spojil do jedného obvodu. Negatívne kontakty som rozdelil do 10 skupín. Každá skupina má svoj vlastný prepínač. V budúcnosti pridám k hudbe 10 elektronických kľúčov ovládaných mikrokontrolérom, aby som umožnil skupiny.
Pre napájanie všetkých modulov som zakúpil zdroj konštantného napätia , ktorý produkuje napätie 5V s prúdom až 60A. Má malú veľkosť a pohodlnú svorkovnicu na pripojenie záťaže.
Koncový obvod so zapnutými všetkými laserovými modulmi má spotrebu cca 14 ampérov. Obrázok nižšie zobrazuje umiestnenie všetkých laserových bodov na cieli. Ako vidíte, takmer som sa zmestil na „jedno miesto“ s veľkosťou 30x30 mm. Jedno miesto mimo cieľa sa objavilo kvôli jednému modulu s falošným bočným žiarením.
Výsledné zariadenie nevyzerá veľmi pekne, no celá jeho krása sa ukazuje v tme a hmle.
Snažil som sa dotknúť priesečníka lúčov. Teplo je cítiť, ale nie silné.
A dokonca namieril kameru priamo na žiariče (ja sám používam zelené okuliare).
Veľmi zaujímavé bolo použitie zrkadiel a šošoviek.
Neskôr som pridal možnosť modulovať laserové moduly audio signálom a dostal som akúsi hudobnú laserovú inštaláciu. Môžete sa na ňu pozrieť .
Tento projekt je čisto na oddych a jeho výsledky ma potešili. Momentálne si nedávam rovnako časovo náročné úlohy, no v budúcnosti si asi vymyslím niečo iné. Dúfam, že aj vás to zaujalo.
Ďakujem vám za pozornosť!
Zdroj: hab.com