Hej Habr. V tem članku bom govoril o svoji nedavni stvaritvi, ustvarjeni iz 500 laserskih modulov, kot so poceni laserski kazalci z nizko porabo energije. Pod rezom je veliko slik na klik.
Pozor! Tudi laserski oddajniki majhne moči lahko pod določenimi pogoji škodujejo zdravju ali poškodujejo fotografsko opremo. Ne poskušajte ponoviti poskusov, opisanih v članku.
Opomba. Vklopljeno kjer lahko vidite več. Je pa v članku bolj podrobno opisan postopek ustvarjanja in tukaj je slika boljša (predvsem na klik).
Laserski moduli
Začel bom z opisom samih laserskih modulov. Trenutno je v prodaji veliko različnih možnosti, ki se razlikujejo po valovni dolžini, moči in obliki izhodnega sevanja, zasnovi optičnega sistema in pritrditvi ter kakovosti izdelave in ceni.
Izbral sem najcenejše module, ki se prodajajo na Kitajskem v serijah po 100 kosov v vrednosti približno 1000 rubljev na serijo. Po opisu prodajalca oddajajo 50 mW pri valovni dolžini 650 nm. Glede 50 mW pa dvomim, najverjetneje ni niti 5 mW. V Rusiji sem kupil več podobnih modulov po ceni 30 rubljev na kos. V spletnih trgovinah jih najdemo pod imenom LM6R-dot-5V. Svetijo se kot rdeči laserski kazalci, prodajajo jih v različnih različicah na kateri koli stojnici z drobnarijami.
Strukturno je ta modul videti kot kovinski valj s premerom 6 mm in dolžino 14 mm (skupaj s ploščo). Material telesa je najverjetneje jeklo, saj ima dobre magnetne lastnosti. Ohišje je priključeno na pozitivni kontakt.
V notranjosti ohišja sta plastična leča in laserski čip, nameščen na majhno tiskano vezje. Na plošči je tudi upor, katerega vrednost je odvisna od deklarirane napajalne napetosti. Uporabil sem 5V module z uporom 91 ohmov. Pri vhodni napetosti 5V na modulu je napetost na laserskem čipu 2.4V, tok pa 28mA. Zasnova je popolnoma odprta s strani plošče, tako da morebitni prah ali vlaga zlahka prideta v notranjost. Zato sem hrbtno stran vsakega modula zalepil z vročim lepilom. Poleg tega čip in leča nista nameščena natančno, zato izhod morda ne bo vzporeden z osjo ohišja. Med delovanjem se modul segreje na temperaturo 35-40°C.
originalna različica
Na začetku (bilo je leto dni nazaj) sem kupil 200 laserskih modulov in se odločil, da jih usmerim v eno točko s čisto geometrijsko metodo, torej brez prilagajanja vsakega modula posebej, ampak z vgradnjo vsakega oddajnika v posebne izreze. Da bi to naredil, sem naročil posebne pritrdilne elemente iz vezanega lesa debeline 4 mm.
Laserski moduli so bili pritisnjeni na izrez in prilepljeni z vročim lepilom. Rezultat je bila postavitev, ki je proizvedla žarek 200 laserskih pik s premerom približno 100 mm. Čeprav rezultat še zdaleč ni zadel ene same točke, je bila ta ideja mnoge navdušena (posnetek sem objavil na youtube) in odločili so se, da temo nadaljujemo.
Razstavil sem sistem 200 laserskih modulov in iz njih naredil lasersko girlando. Izkazalo se je zanimivo, a ne priročno, saj so bili pod težo telesa vsi žarki usmerjeni navzdol. Toda v tem času sem kupil dimno napravo in prvič videl, kako kul ti laserji izgledajo v megli. Odločil sem se ponoviti prvotno idejo, vendar ročno usmeriti vsak laser v eno točko.
laserska svetloba
Za novo različico sem naročil še 300 laserskih modulov. Kot pritrdilni element sem naredil kvadratno ploščo s stranico 440 mm iz vezanega lesa debeline 6 mm z matrico lukenj 25 vrstic in 20 stolpcev. Premer luknje 5 mm. Kasneje sem ga pobarval srebrno. Za namestitev plošče sem uporabil stojalo iz starega LCD monitorja.
Ploščo sem pritrdil v primež in na razdalji 1350 mm (dolžina moje mize) obesil papirnato tarčo dimenzij 30x30 mm, v sredino katere sem usmeril vsak laserski žarek.
Postopek lepljenja laserskega modula je bil naslednji. V luknjo sem vtaknil žice modula in nanje priključil krokodilčke z napajalno napetostjo. Nato sem ohišje modula in luknjo v plošči napolnil z vročim lepilom. Pod ploščo položite ventilator za pospešeno hlajenje lepila. Ker se lepilo strdi počasi, sem lahko enostavno nastavil položaj modula, pri čemer sem se osredotočil na položaj laserske pike na tarči. V povprečju sem za en laserski modul porabil 3.5 minute.
Primerno je uporabljati vroče talilno lepilo, saj ga je mogoče segreti in popraviti modul. Vendar pa obstajata dve slabosti. Prvič, segrevanje modulov je povzročilo deformacijo strukture modula, kar se je izrazilo v širjenju laserskega žarka. Nekateri moduli so močno izgubili svetlost zaradi segrevanja in jih je bilo treba zamenjati. Drugič, po ohlajanju se je talilno lepilo še nekaj ur deformiralo in rahlo preusmerilo laserski žarek v poljubno smer. Zadnji dejavnik je prisilil spremeniti prvotno ime projekta "500 laserskih kazalcev na eni točki."
Ker so dela potekala le občasno zvečer in ob koncih tedna, je lepljenje vseh 500 laserskih modulov trajalo približno tri mesece. Ob upoštevanju dobave modulov in plošče bo šest mesecev.
Za poseben učinek sem laserskim modulom dodal modre LED diode.
Zagotavljanje napajanja vseh modulov ni lahka naloga, saj morate povezati 1000 kontaktov in enakomerno porazdeliti tok. Vseh 500 pozitivnih kontaktov sem povezal v eno vezje. Negativne stike sem razdelil v 10 skupin. Vsaka skupina ima svoje preklopno stikalo. V prihodnosti bom glasbi dodal 10 elektronskih tipk, ki jih upravlja mikrokontroler, da omogočim skupine.
Za napajanje vseh modulov sem nabavil vir konstantne napetosti , ki proizvaja napetost 5V s tokom do 60A. Ima majhno velikost in priročen priključni blok za priključitev bremena.
Končni tokokrog z vključenimi vsemi laserskimi moduli ima porabo približno 14 amperov. Spodnja slika prikazuje lokacijo vseh laserskih pik na tarči. Kot lahko vidite, se skoraj prilegam na "eno mesto" z velikostjo 30x30 mm. Ena točka zunaj tarče se je pojavila zaradi enega modula, ki je imel lažno stransko sevanje.
Nastala naprava ni videti preveč lepa, vendar se v temi in megli pokaže vsa njena lepota.
Poskušal sem se dotakniti presečišča žarkov. Čuti se toplota, vendar ne močna.
In celo usmeril kamero direktno v oddajnike (sam uporabljam zelena očala).
Zelo zanimiva je bila uporaba ogledal in leč.
Kasneje sem dodal še možnost modulacije laserskih modulov z zvočnim signalom in dobil nekakšno glasbeno lasersko instalacijo. Lahko jo pogledaš .
Ta projekt je izključno za prosti čas in z njegovimi rezultati sem bil zadovoljen. Trenutno si ne zastavljam enako zamudnih nalog, v prihodnje pa se bom verjetno domislil še česa. Upam, da je tudi vas zanimalo.
Спасибо за внимание!
Vir: www.habr.com