Как сделать самодельный лазер

Порой из хранящихся дома ненужных вещей можно смастерить что-то действительно невероятное и полезное. У вас дома завалялся старый DVD-RW (пишущий) привод? Мы подскажем вам, как сделать мощный лазер в домашних условиях, позаимствовав элементы из него.

Техника безопасности

Устройство, которое мы в итоге получим, – это не безобидная игрушка! Перед тем, как сделать лазер, позаботьтесь о своей безопасности: попадание луча в глаза губительно для сетчатки, особенно если изобретение мощное. Поэтому советуем вам производить все работы в специальных защитных очках, которые спасут ваше зрение, если что-то пойдет не так, и вы случайно направите луч лазера себе или товарищу в глаза.

Используя лазер в дальнейшем, помните о простой технике безопасности:

• Не направляйте лазерный луч на легковоспламеняющиеся или взрывоопасные предметы.
• Не светите в светоотражающие поверхности (стекла, зеркала).
• Даже пущенный с расстояния до 100 м луч лазера представляет опасность для сетчатки глаза человека и животных.

Работа с лазерным модулем

Главное, что нам нужно, – это пишущий привод. Заметьте, чем выше у него скорость записи, тем мощнее будет наш лазер из DVD. Само собой разумеется, что после извлечения лазерного модуля техника станет нерабочей, поэтому разбирайте только такое устройство, которое вам уже больше не понадобится.

А теперь начинаем:

Разберите устройство и осторожно извлеките из него лазерную головку. Выглядеть она будет так, как на фото ниже.

Первая часть нашей работы позади. Переходим к следующему важному этапу.

Сборка схемы устройства

Схема нужна нам для того, чтобы контролировать мощность нашего устройства. В ином случае оно просто сгорит в первое же применение. Чертеж для лазера вы увидите далее.

Для нашего устройства вполне себе подойдет навесной монтаж. А теперь перейдем к обеспечению электропитанием изготовленного своими руками лазера.

Электропитание устройства

Минимально нам будет необходимо 3,7 В. Обеспечить это могут старые батареи от мобильных телефонов, пальчиковые батарейки. Необходимо только соединить их параллельно между собой. Для проверки работы устройства или стационарной лазерной указки подойдет стабилизационный блок питания.

На этом этапе уже можно протестировать работу устройства. Направьте его на стену, пол и включите питание. Вы должны увидеть пучок яркого красноватого цвета. В темноте выглядит как мощный инфракрасный фонарик.

Вы видите, что пока свечение далеко от лазерного: луч слишком широкий; он так и просит, чтобы его сфокусировали. Этим мы и займемся дальше.

Линза для фокусировки лазерного луча

Чтобы отрегулировать фокусное расстояние, можно обойтись позаимствованной у того же DVD-RW привода линзой.

Теперь снова подсоедините к питанию устройство, направив его свет на какую-либо поверхность уже через эту линзу. Получилось? Тогда переходим уже к заключительному этапу работы – помещению всех элементов в жесткий корпус.

Изготовление корпуса

Многие, советуя, как сделать лазер, говорят, что модуль проще всего поместить в корпус от маленького фонарика или китайской лазер-указки. Где, кстати, уже и есть линза. Но давайте разберем ситуацию, если ни того, ни другого у вас под рукой не оказалось.

Как вариант – поместить элементы в алюминиевый профиль. Он легко распиливается ножовкой, моделируется плоскогубцами. Сюда же можно присовокупить маленькую пальчиковую батарейку. Как это сделать, вас сориентирует фото ниже.

Обязательно заизолируйте все контакты. Следующим этапом идет закрепление в корпусе линзы. Крепить ее проще всего на пластилин – так вы сможете отрегулировать наиболее удачное положение. В некоторых случаях достигается лучший эффект, если вы перевернете линзу к лазерному диоду выпуклой стороной.

Включите лазер и отрегулируйте четкость луча. Как только вы добьетесь удовлетворительных результатов, зафиксируйте линзу в корпусе. Закройте затем его целиком, например, плотно замотав изолентой.

Как сделать лазер: альтернативный способ

Предложим вам еще один, несколько отличный способ изготовления самодельного мощного лазера. Вам будет нужно следующее:

• DVD-RW привод со скоростью записи 16х и более.
• Три пальчиковые батарейки.
• Конденсаторы 100 мФ и 100 пФ.
• Резистор от 2 до 5 Ом.
• Провода.
• Паяльник.
• Лазерная указка (или любой другой коллиматор – так называется модуль с линзой).
• Светодиодный стальной фонарь.

Теперь посмотрим, как изготовить лазер по этому методу:

1. Уже описанным способом извлеките из привода лазерный модуль, находящийся в каретке устройства. Не забывайте уберечь его от статического напряжения, обмотав выходы тонкой проволокой либо надев антистатический браслет.
2. По приведенной выше схеме произведите спайку драйвера – платы, которая будет выводить нашу самоделку на нужную мощность. Большое внимание уделите соблюдению полярности, чтобы не испортить чувствительный к этому лазерный диод.
3. На этом этапе мы будем проверять работоспособность только что собранного драйвера. Если лазерный модуль от модели со скоростью 16х, то для него вполне хватит силы тока в 300-350 мА. Если выше (до 22х), то остановитесь на 500 мА.
4. После того, как вы убедились в пригодности драйвера, его нужно поместить в корпус. Это может быть как основа от китайской лазерной указки с уже вмонтированной линзой, так и более подходящий по размерам корпус от светодиодного фонарика.

Рекомендуем бережно относиться к своей поделке и хранить ее в специальном чехле. В ином случае быстро запылиться линза, что испортит остроту луча устройства.

Тестирование лазера

А вот и то, ради чего вы интересовались тем, как сделать лазер. Переходим к практическому тестированию устройства. Ни в коем случае не проводите его дома – только на улице, вдали от пожаро- и взрывоопасных предметов, построек, сухостоя, куч мусора и т. д. Для опытов нам понадобится бумага, пластик, та же изолента, фанера.

• Расположите на асфальте, камне, кирпиче лист бумаги. Наведите на него уже хорошо сфокусированный луч лазера. Вы увидите, что через некоторое время листок начнет дымиться, а затем и вовсе загорится.
• Теперь перейдем к пластику – от воздействия лазерного луча он также начнет дымиться. Не советуем долго проводить такие опыты: продукты горения данного материала очень токсичны.
• Самый интересный опыт – с фанерой, плоской дощечкой. Сфокусированным лазером на ней можно выжечь определенную надпись, рисунок.

Домашний лазер – это, безусловно, тонкая работа и капризное изобретение. Поэтому вполне возможно, что ваша поделка скоро выйдет из строя, так для нее важны определенные условия хранения и эксплуатации, которые нельзя обеспечить дома. Мощнейшие же лазеры, с легкостью разрезающие металл, можно получить только в специализированных лабораториях, для любителей они, естественно, недоступны. Однако и обычное устройство очень опасно – направленное с большого расстояния в глаза человеку или животному, вблизи – на легковоспламеняющийся предмет.

В наше время лазерные технологии используются во многих отраслях. Начиная от применения в медицине, косметологии, быту и заканчивая промышленными лазерными установками, которые могут разрезать различные твердые материалы. Большинство людей даже не задумываются о том, как сделать лазер своими руками из подручных средств.

Принцип работы

Принцип работы лазера — довольно сложный процесс. Сам по себе лазер — это своеобразный квантовый генератор. Под действием фотона атом излучает другой фотон, который похож на первый, что приводит к усилению излучаемого потока света. Для изготовления индуцируемого излучения, можно использовать электрический, химический или газовый способ. Лазеры довольно широко применяются в бытовой технике. Например, в лазерном принтере, DVD-проигрывателях, лазерных уровнях. Для того чтобы лазер мог работать в качестве режущего элемента, необходимо луч пропустить через оптические линзы, которые, в свою очередь, усилят поток света.

Если говорить о мощных лазерах, которые в состоянии резать металл, драгоценные камни, то их невозможно изготовить в домашних условиях.

Причиной тому является очень сложное устройство усиления направленного потока с помощью линз, а также мощность самого диода, которая превышает в разы мощность диода, который используется в бытовой технике. Необходимо учитывать, что промышленные лазеры в результате работы рассеивают огромное количество энергии в виде тепла и требуют довольно хорошего охлаждения.

Лазер из DVD-привода

Из комплектующих DVD-дисковода можно собрать лазер своими руками в домашних условиях. Для этого необходим рабочий привод, можно старого образца. Необходимо разобрать DVD-ROM, отсоединить все шлейфы и снять плату управления лазером. Затем необходимо извлечь диод: это удобно сделать плоскогубцами. Необходимо учитывать, что сам диод боится статического электричества, поэтому выводы диода нужно обвязать проволокой. Следующим шагом будет поиск питания для диода. Для его питания необходим источник постоянного тока, например, литиевый аккумулятор от мобильного телефона или обычные пальчиковые батарейки.

Сам по себе диод не будет иметь режущего эффекта, поэтому необходимо для него найти оптику. Сделать собственноручно этот сложный механизм не получится, его лучше извлечь из того же привода. После извлечения необходимых комплектующих нужно найти корпус для лазера. Корпусом может послужить маленький карманный фонарик, зажигалка или, на худой конец, кусок пластиковой трубки или корпус, изготовленный из дерева.

После того как корпус будет готов, необходимо поместить в него лазерный диод, оптику, ограничивающие резисторы и саму батарею. Для экономии места необходимо разобрать литиевый аккумулятор и извлечь саму батарею и плату контроля заряда, а если в фонарике есть кнопка, то ее можно приспособить как выключатель.

Перед сборкой необходимо учесть полярность диода, в противном случае он не будет работать. Ключевым моментом является номинал питания лазера, оно не должно превышать 3 В. Для продления срока службы светодиода можно подключить стабилизатор напряжения. При помощи нехитрых манипуляций можно собрать лазер из двд-привода своими руками. Схема устройства приведена ниже.

Схема стабилизатора питания выполнена на базе микросхемы LM 317. Так как диод очень чувствителен к перепадам напряжения и может выйти из строя за считаные секунды, то ему необходимо стабилизированное напряжение. Во время работы диод довольно сильно греется, что необходимо учитывать при монтаже. Чем больше нагревается полупроводник, тем меньше его КПД.

Универсальная указка

Довольно удобная вещь, с ее помощью можно подсвечивать необходимые слова, предложения, картинки на доске, при этом находясь довольно далеко, а еще в зависимости от того, насколько лазер приближен к объекту, можно выгравировать узоры на деревянных поверхностях. Сделать лазерную указку в домашних условиях несложно, если есть в наличии все комплектующие. С ее помощью можно будет поджечь спичку и бумагу, что довольно удобно на природе для разведения костра. Для этого потребуются следующие предметы:

• Неисправный CD- или DVD-привод, но с исправной головкой, в которой находится оптика и лазер.
• Самый дешевый фонарик.
• Паяльник.
• Припой и флюс или канифоль.
• Брелок указку.
• Фольгированный текстолит для изготовления платы.
• Хлорное железо (для травления платы).
• Клемные лепестки.
• Клей и спирт.
• Лазерный принтер.
• Глянцевая бумага и утюг.
• Радиодетали (тип SMD для экономии места). Монтаж такого типа деталей довольно нелегкое дело, но позволит значительно уменьшить габариты конструкции.
• Стабилизатор напряжения LM2621.
• R2 R1 –150 кОм, R4-500 Ом.
• Керамические конденсаторы: С1-0.1 мкФ, С2-100 мкФ, С3-33мкФ, С4-33 пф, С5-0,1 мкФ, VD1 — не меньше 3-х ампер 1N5821, 30BQ060, 31DQ10, MBRS340T3
• Катушка индуктивности L1, состоящая из ферритового кольца и 15 витков проволоки.

Для начала необходимо вытащить все внутренности, которые в дальнейшем пригодятся.

Затем, на плате, которая извлечена из указки, необходимо найти пластиковую гайку, открутить ее и вытянуть содержимое.

Взять паяльник и разогреть латунный коллиматор, который потом необходимо отсоединить.

Предварительно разобрать привод и извлечь из него лазерный диод и оптику. Далее необходимо приступить к разбору китайского фонарика.

Так как лазер довольно сильно греется, то для него необходимо изготовить своеобразный теплоотвод из лепестковых клемм, как показано на рисунках.

Коллиматор необходимо пропихнуть на 5 мм дальше для фиксации диода.

Важно не перепутать полярность светодиода, которую можно определить при помощи обычного мультиметра. После прозвонки нужно припаять к диоду два провода.

Следующим шагом будет сборка и подключение схемы питания для светодиода.

Чертеж платы выглядит следующим образом.

После того как чертеж распечатан на лазерном принтере и перенесен на плату, можно приступить к монтажу радиодеталей на плату.

Когда элементы будут впаяны в плату, следует подсоединить диод к плате и питание в виде батареек.

Оптический усилитель можно использовать от ранее разобранного привода.

По окончании работы все помещается в корпус из-под фонарика. Такая лазерная указка удобна тем, что при приближении к объекту ее можно использовать как зажигалку или гравер. Но если луч отдалить от объекта, то он не будет вызывать возгорания и послужит отличной указкой или прицелом для пневматического пистолета.

При помощи несложных манипуляций и некоторых комплектующих из бытовых приборов, которые пришли в негодность, можно собрать вполне сносную лазерную указку, а цена и качество приятно порадуют.

Насмотревшись как жена мучается вырезая ножницами фигурки из фетра, решил облегчить ей задачу.

Пробежавшись по ссылкам гугла понял, самое оптимальное это кроить лазером.

У китайцев много разных готовых моделей, но все они так или иначе меня не устроили.
Быстро прикинул техзадание для себя:

1. Рабочее поле А3.
2. Станок должен быть потребительским. Положил материал, вставил флешку и дальше все должно делаться автоматически.
3. Простота конструкции (не так много свободного времени ).

За основу механики взята китайская схема на конструкционном алюминиевом профиле и роликах.
Электронная часть собрана на готовых компонентах используемых в 3D принтерах.
Кроме профиля и метизов все заказывалось на алиэкспресс
Профиль оказалось проще и дешевле заказать в РФ. Заказ приняли, изготовили и отправили оперативно, все порезано аккуратно и в размер.
Пока заказанные комплектующие находились в пути, прикинул и нарисовал необходимые детали из оргстекла. На оси Y стойки толщиной 10 мм, на оси Х 5 мм.

В первой попавшейся компании занимающейся наружной рекламой мне все это вырезали за час, обошлось в 600 рублей вместе с материалом (на фото в защитной пленке).

В течении 20 дней все заказанное пришло и можно было начинать сборку.

Рама собирается просто, на картинках должно быть все понятно. Не стоит весь крепеж затягивать сразу намертво, это можно сделать после окончательной регулировки.

Вместо проставочных втулок я использовал шайбы на М6, набирая необходимое количество опытным путем.

При заказе профиля я так же заказал специальные гайки, которые можно вставлять в паз и которые при затягивании проворачиваются и фиксируются.

По опыту сборки выяснилось что можно обойтись без них, обычные квадратные гайки М5 из хозмага отлично подходят.
В деталях из оргстекла предусмотрены пазы для регулировки прижима нижними роликами. Верхние сразу фиксируем жестко, нижние затягиваем прижимая руками верхние и нижние ролики к профилю. Получившаяся тележка должна двигаться по профилю без люфта и лишних усилий.

Двигатели NEMA17 с 400 шагами на оборот, работают мягко и тихо. На оси Y 2шт., поключенные к одному драйверу последовательно, на оси Х один.

Ремень GT2 шириной 6 мм, натягиваем туго, но без фанатизма. На концах фиксируем при помощи квадратной гайки М5 и полоски жести проложенной между ремнем и гайкой.
После сборки убеждаемся что все двигается руками мягко и без заеданий. После этого ослабляем силовые уголки на основной раме что бы снять все возможные напряжения появившиеся от неизбежных перекосов и тут же все затягиваем обратно. Еще раз убеждаемся в плавности движения и отсутствии люфтов.

Можно переходить к электронной части. Самое главное это конечно сам лазер, в моем случае это синий лазер с длиной волны 445нМ и мощностью 2 Вт, в комплекте с драйвером.

Драйвер позволят с помощью ШИМ управлять мощностью излучения.

К сожалению большинство лазеров на али не имеют заводской маркировки вообще и очень часто продавцы завышают мощность в 2 раза легко. В моем случае продавец повел себя уверенно и согласился на мои условия в случае проблем с качеством или мощностью.

Косвенно на мощность указывает потребляемый ток, но я больше ориентировался на видео где показана работа аналогичных по мощности лазеров от известных производителей. Кстати в известном обзоре мощность лазера явно не 2,5Вт.

В общем работой лазера я удовлетворен, более того в переписке с продавцом выяснилось что мощность можно поднять до 2,5Вт без деградации кристалла, «just as you are a professional customer, also you can adjust the laser from 1.8-2.5W by yourself.»

Установленный на свое место лазер

Для автономного управления вариантов крайне мало, я остановился на связке Mega2560+Ramps 1.4 c драйверами DRV8825 и LCD модулем со встроенным картридером.

Работать все это будет на Marlin, тем более нашлась версия оптимизированная под лазер.

Данная прошивка настроена на управление лазером СО2 через выход на вентилятор и на нем присутствует 12 вольт. Прямое подключение моего драйвера сразу вывело бы его из строя, так как входной уровень TTL на нем 5 вольт.

Пришлось немного подредактировать прошивку, переместив выход управления лазером на 5 пин.
Активировал автозапуск при появлении карты в картридере, выставил рабочее поле и остальное по мелочи.

После заливки прошивки нужно настроить ток шаговых двигателей, для этого в принципе достаточно тонкой отвертки и пальца на радиаторе драйвера. После включения двигатели встают на удержание и вращением подстроечного резистора на драйвере добиваемся что бы радиатор был горячим, но не обжигающим кожу.

В первую очередь нужно убрать болтающиеся провода, для этого лучше всего использовать гибкий кабельный канал.

Конструкция видна на фото достаточно хорошо.

Алюминиевый уголок из леруа крепится на мебельные уголки оттуда же.
Все проводные соединения пропаиваем и прячем в термоусадку.
Для удобства работы нужно установить концевые выключатели, можно ограничится двумя, но лучше на оба крайних положения осей.

Крепление придумываем по месту, мне попались очень мелкие кнопки и оказалось что их проще всего приклеить к площадке из оргстекла.

а уже ее закрепить в удобном месте

В процессе работы лазера выделяются вредные вещества и их необходимо удалять из помещения, для этого нужен корпус и система вентиляции.

По объявлению нашел фирму изготавливающую корпусную мебель и по почте отправил чертеж, через 2 дня забрал готовый корпус, обошелся в 2000 рублей.

В крышке предусмотрено смотровое окно, закрытое красным оргстеклом для защиты от отраженного излучения.

Электронику убираем в подходящий корпус

В заключение немного фото с первых опытов

Фанера 4мм, с подачей воздуха, 8 проходов.

И пара коротких видео

Вот таким образом за пару сотен долларов и небольшое количество времени можно сделать одного взрослого довольным, а несколько десятков детей счастливее.

Все эти поделки из фетра используются для изготовления учебных материалов для маленьких детей с отклонениями в развитии и достаются им совершенно бесплатно.