Как сделать так чтобы лазер прожигал
Добавил пользователь Алексей Ф. Обновлено: 04.10.2024
Энтони Дрейк собрал в своей мастерской самодельную лазерную установку, способную плавить стекло и поджигать дерево.
Новое изобретение (корпусом для которого на этот раз послужил полицейский радар) оказалось намного мощнее. Конструкция его не особо сложна: массив из 20 диодов, укомплектованный вольтметром, регулятором напряжения и термометром, питается от самых обычных литий-ионных аккумуляторов и способен выдавать излучение свыше 100 ватт. При силе тока 3,2 ампера Дрейку удалось получить мощность порядка 101,8 ватт – это в 2000 раз мощнее школьной лазерной указки.
В результате лазерный луч может проплавить бутыль из темного стекла и прожечь деревянный брус, что само по себе внушает уважение. Впрочем, слова бессильны — это нужно увидеть своими глазами.
Кто в детстве не мечтал о лазере? Некоторые мужчины мечтают до сих пор. Обычные лазерные указки с маленькой мощностью уже давно не актуальны, так как их мощность оставляет желать лучшего. Остается 2 пути: купить дорогостоящий лазер или сделать его в домашних условиях из подручных средств.
Существуют следующие способы изготовления лазера своими руками:
- Из старого или сломанного DVD привода
- Из компьютерной мыши и фонарика
- Из комплекта деталей, купленных в магазине электроники
Режущий лазер
Инструменты и принадлежности, которые потребуются для того, чтобы изготовить лазер своими руками:
Рисунок 1. Схема лазерного светодиода.
- неисправный DVD-RW привод с рабочим лазерным диодом;
- лазерная указка или портативный коллиматор;
- паяльник и мелкие провода;
- резистор на 1 Ом (2 шт.);
- конденсаторы на 0,1 мкФ и 100 мкФ;
- аккумуляторы типа ААА (3 шт.);
- маленькие инструменты типа отвертки, ножика и напильника.
Этих материалов будет вполне достаточно для предстоящих работ.
Итак, для лазерного устройства в первую очередь необходимо подобрать DVD-RW привод с поломкой механического характера, поскольку оптические диоды должны быть в исправности. Если у вас отсутствует износившийся привод, придется приобрести его у людей, которые продают его на запчасти.
При покупке следует учитывать, что большинство приводов от производителя Samsung являются непригодными для изготовления режущего лазера. Дело в том, что эта компания выпускает DVD-приводы с диодами, которые не защищены от наружного воздействия. Отсутствие специального корпуса означает, что лазерный диод подвержен тепловым нагрузкам и загрязнению. Его можно повредить легким прикосновением руки.
Рисунок 2. Лазер из DVD-RW привода.
Оптимальным вариантом для лазера будет привод от производителя LG. Каждая модель оснащается кристаллом с различной степенью мощности. Этот показатель определяется скоростью записывания двухслойных DVD-дисков. Крайне важно, чтобы привод был именно записывающим, поскольку в нем содержится инфракрасный излучатель, который нужен для изготовления лазера. Обычный не подойдет, так как он предназначен только для считывания информации.
DVD-RW со скоростью записи 16Х оснащен красным кристаллом мощностью 180-200 мВт. Привод со скоростью 20Х содержит диод мощностью 250-270 мВт. Высокоскоростные записывающие устройства типа 22Х оборудуются лазерной оптикой, мощность которой достигает 300 мВт.
Процесс изготовления лазерного резака
- Из компьютерного дисковода нужно извлечь красный диод, который прожигает диск при записи. Обратите внимание, что дисковод должен быть именно пишущим.
После демонтажа верхних крепежей, извлекают каретку с лазером. Для этого аккуратно снимают разъемы и шурупы.
Для извлечения диода необходимо распаять крепления диода и извлечь его. Делать это нужно предельно аккуратно. Диод очень чувствительный и его легко повредить, уронив или резко встряхнув.
- Из лазерной указки извлекают содержащийся в ней диод, и вместо него вставляют красный диод из дисковода. Корпус указки разбирают на две половинки. Старый диод вытряхивают, подковырнув острием ножа. Вместо него помещают красный диод и закрепляют клеем.
- В качестве корпуса лазерного резака проще и удобнее использовать фонарик. В него вставляется верхний фрагмент указки с новым диодом. Стекло фонарика, являющееся для направленного лазерного луча преградой, и части указки надо удалить.
Лазерная указка
На этапе подключения диода к питанию от аккумуляторных батарей важно четко соблюсти полярность.
- На последнем этапе проверяют, насколько надежно зафиксированы все элементы лазера, правильно подключены провода, соблюдена полярность и ровно установлен лазер.
Лазерный резак готов. Из-за малой мощности использовать в работе с металлом его нельзя. Но если необходим прибор, режущий бумагу, пластик, полиэтилен и другие подобные материалы, то этот резак вполне подойдет.
Разборка DVD-RW привода
Этот процесс должен проделываться с тщательной осторожностью, поскольку внутренние детали имеют хрупкую структуру, их легко повредить. Демонтировав корпус, вы сразу заметите необходимую деталь, она выглядит в виде небольшого стеклышка, расположенного внутри передвижной каретки. Его основание и нужно извлечь, оно отображено на рис.1. Этот элемент содержит оптическую линзу и два диода.
На этом этапе сразу следует предупредить, что лазерный луч является крайне опасным для человеческого зрения.
При прямом попадании в хрусталик он повреждает нервные окончания и человек может остаться слепым.
Лазерный луч обладает ослепляющим свойством даже на расстоянии 100 м, поэтому важно следить за тем, куда вы его направляете. Помните, что вы несете ответственность за здоровье окружающих, пока такое устройство находится в ваших руках!
Рисунок 3. Микросхема LM-317.
Перед тем как приступить к работе, необходимо знать, что лазерный диод можно повредить не только неосторожным обращением, но и перепадами напряжения. Это может случиться за считанные секунды, поэтому диоды работают на основе постоянного источника электричества. При повышении напряжения светодиод в устройстве превышает свою норму яркости, вследствие чего разрушается резонатор. Таким образом, диод теряет свою способность к нагреву, он становится обычным фонариком.
На кристалл воздействует и температура вокруг него, при ее падении производительность лазера возрастает при неизменном напряжении. Если она превысит стандартную норму, резонатор разрушается по схожему принципу. Реже диод повреждается под воздействием резких перепадов, которые обуславливаются частыми включениями и выключениями устройства в течение короткого периода.
После извлечения кристалла необходимо моментально перевязать его окончания оголенными проводами. Это нужно для создания соединения между его выходами напряжения. К этим выходам нужно припаять малый конденсатор на 0,1 мкФ с отрицательной полярностью и на 100 мкФ с положительной. После этой процедуры можно снять намотанные провода. Это поможет защитить лазерный диод от переходных процессов и статического электричества.
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.
Питание
Зависимость величины поглощенной энергии лазерного излучения от радиуса луча и типа соединения.
Перед созданием элемента питания для диода необходимо учесть, что он должен подпитываться от 3V и расходует до 200-400 мА в зависимости от скорости записывающего устройства. Следует избегать подсоединения кристалла к аккумуляторам напрямую, поскольку это не простая лампа. Он может испортиться даже под воздействием обычных батареек. Лазерный диод является автономным элементом, который подпитывается электричеством через регулирующий резистор.
Система питания может быть налажена тремя способами с различной степенью сложности. Каждый из них предполагает подпитку от постоянного источника напряжения (аккумуляторы).
Первый метод предполагает регуляцию электричеством при помощи резистора. Внутреннее сопротивление устройства измеряется путем определения напряжения во время прохода через диод. Для приводов со скоростью записи 16Х вполне достаточно будет 200 мА. При повышении этого показателя существует вероятность испортить кристалл, поэтому стоит придерживаться максимального значения в 300 мА. В качестве источника питания рекомендуется воспользоваться телефонным аккумулятором или пальчиковыми батарейками типа ААА.
Преимуществами этой схемы питания являются простота и надежность. Среди недостатков можно отметить дискомфорт при регулярной подзарядке аккумулятора от телефона и сложность размещения батареек в устройстве. Кроме того, трудно определить нужный момент для подзарядки источника питания.
Рисунок 4. Микросхема LM-2621.
Если вы используете три пальчиковых батарейки, эту схему можно легко обустроить в лазерной указке китайского производства. Готовая конструкция отображена на рис.2, два резистора на 1 Ом в последовательности и два конденсатора.
Для второго метода применяется микросхема LM-317. Этот способ обустройства системы питания намного сложнее предыдущего, он больше подойдет для стационарного типа лазерных установок. Схема основывается на изготовлении специального драйвера, который представляет собой небольшую плату. Она предназначена для ограничения электротока и создания необходимой мощности.
Цепь подключения микросхемы LM-317 отображена на рис.3. Для нее потребуются такие элементы, как переменный резистор на 100 Ом, 2 резистора на 10 Ом, диод серии 1Н4001 и конденсатор на 100 мкФ.
Драйвер на основе данной схемы поддерживает электрическую мощность (7V) вне зависимости от источника питания и окружающей температуры. Несмотря на сложность устройства эта схема считается простейшей для сборки в домашних условиях.
Третий метод является наиболее портативным, что делает его самым предпочтительным из всех. Он обеспечивает питание от двух батареек ААА, поддерживая постоянный уровень напряжения, подаваемого на лазерный диод. Система удерживает мощность даже при низком уровне заряда в аккумуляторах.
При полной разрядке батарейки схема перестанет функционировать, а через диод будет проходить небольшое напряжение, которое будет характеризоваться слабым свечением лазерного луча. Этот тип подачи питания является самым экономичным, его коэффициент полезности действия равняется 90%.
Схема двухстандартной оптической головки.
Для реализации такой системы питания понадобится микросхема LM-2621, которая размещена в корпусе размером 3×3 мм. Поэтому вы можете столкнуться с определенными трудностями в период припаивания деталей. Конечная величина платы зависит от ваших умений и сноровки, поскольку детали можно расположить даже на плате 2×2 см. Готовая плата отображена на рис.4.
Дроссель можно взять от обычного блока питания для стационарного компьютера. На него наматывается проволока с сечением 0,5 мм с количеством оборотов до 15 витков, как это показано на рисунке. Дроссельный диаметр изнутри составит 2,5 мм.
Для платы подойдет любой диод Шоттки со значением 3 А. К примеру, 1N5821, SB360, SR360 и MBRS340T3. Мощность, поступающая к диоду, настраивается резистором. В процессе настройки рекомендуется соединить его с переменным резистором на 100 Ом. При проверке работоспособности лучше всего использовать изношенный или ненужный лазерный диод. Показатель мощности тока остается таким же, как и на предыдущей схеме.
Подобрав наиболее подходящий метод, можно модернизировать его, если у вас есть необходимые для этого навыки. Лазерный диод нужно размещать на миниатюрном радиаторе, чтобы он не перегревался при повышении напряжения. По завершении сборки системы питания нужно позаботиться об установке оптического стекла.
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.
Размещение оптики
Для создания коллиматора рекомендуется извлечь оптическую линзу из китайской лазерной указки. При этом луч будет иметь диаметр не менее 5 мм, что является слишком высоким показателем. Стоковая линза коллиматора сокращает диаметр луча до 1 мм, но для настройки такого лазера придется потрудиться. Это обусловлено небольшим фокусным расстоянием, что затрудняет регуляцию ширины луча.
Если вам все же удастся настроить стоковую оптику, лазер сможет легко разрезать полиэтиленовые пакеты и моментально лопать воздушные шары. При наведении на древесную поверхность луч прожжет ее, словно паяльник. Главное – не забывать о технике безопасности при использовании.
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.
Читайте также: