Как сделать мощный лазер из DVD привода своими руками

Фокусировка светового потока в луч

Создавая лазерную установку и используя для этого диод, извлеченный из DVD-RW привода, необходимо понимать, что испускаемый свет будет аналогичным стандартному светодиоду.

Свечение светодиода

Но нам же необходим лазерный луч. Чтобы его сделать, необходимо использовать коллиматор – специальную линзу. С ее помощью будет происходить фокусирование светового потока в луч. Отличным решением будет применение в устройстве линзы, взятой из старой лазерной указки. Устанавливая ее при помощи гаек и пружин, появится возможность более точной фокусировки лазера (его приближение и удаление). Также линзу можно прикрепить к лазерному диоду с помощью эпоксидного клея или двухстороннего скотча. Из-за того, что не всегда можно отыскать мощный диод, в данной ситуации рекомендуется использовать модель 808нм.

Получение зеленого луча

С помощью кристалла определенного цвета можно получить лазерный луч зеленого, желтого, красного и синего цвета.

Необходимые детали и материалы:

• Arduino Nano(с USB-кабелем)
• 2x DVD приводной шаговый механизм
• 2 модуля драйвера шагового двигателя A4988(или экран GRBL)
• Лазер 250 мВт с регулируемой линзой(или выше)
• 12В 2Amp минимум питания
• 1x IRFZ44N N-CHANNEL Mosfet
• 1х 10к резистор
• Резистор 1x 47 Ом
• 1x регулятор напряжения LM7805(с радиатором)
• Пустая печатная плата
• Головки Male и Female
• 2,5 мм JST XH-Style
• 2-контактный разъем
• 1x 1000 мкФ 16 В конденсатор Перемычка кабелей
• 8x маленьких неодимовых магнитов(которые я спас от механизма линз DVD)
• 1x 2-контактный штекер в винтовом разъеме клеммной колодки
• Лента транспортная(100 мм)
• Супер клей
• 6x винтов M3x12
• 8x M2x5 винтов
• Лазерные защитные очки.

Потребуются два механизма привода DVD, один для оси X и второй для оси Y. Используя небольшую отвертку с головкой Phillips, удалили все винты и отсоединенный шаговый двигатель, скользящие направляющие и толкатель. Шаговые двигатели представляют собой 4-контактный двухполюсный шаговый двигатель.

Небольшой размер и низкая стоимость DVD-мотора говорит о том, что вам не стоит ожидать высокого разрешение мотора. Это обеспечивается ведущим винтом. Кроме того, не все такие двигатели делают 20 шагов / 24 об., также является общей спецификацией. Вам просто нужно протестировать ваш двигатель, чтобы убедиться, на что он способен.

Разбор дисковода

Данный процесс должен выполняться с особой осторожностью. При неаккуратном обращении, можно не только повредить устройство, но и нанести вред своим глазам

Дело в том, что лазер может ослепить на какое-то время и негативно сказаться на остроте зрения. Поэтому выполняйте все нижеперечисленные пункты не спеша:

1. Открыть лоток дисковода (место, куда вставляется диск).
2. Перевернуть устройство и открутить 4 шурупа, что расположены по углам.
3. Снять крышку.
4. Снова перевернуть DVD-привод.
5. Снять аллюминиевую крышку.
6. Под ней выкрутить 2 шурупа.
7. Разъединить шлейфы, соединяющие привод с ходовой частью (той, которая двигает лоток).
8. У ходовой части выкрутить единственный шуруп с одной стороны и три — с обратной.
9. Аккуратно разобрать изделие и достать плату с оптическими линзами и диодами.
10. Не прилагая больших усилий убрать защиту (выглядит как небольшой уголок, который нужно повернуть).
11. Обнаружится диод.
12. «Ноги» диода (место, где он крепится) необходимо обернуть проволокой — это своеобразная защита от статического электричества.
13. С помощью плоскогубцев достать диод.
14. Поддеть диод маленьким ножиком и аккуратно достать его из крепления.

Первый вариант сборки

В данной ситуации необходимо использовать следующую схему сборки устройства на основе лазерного диода, извлеченного из DVD-RW привода.

Схема сборки

Минусом такой схемы является наличие ситуации проседания напряжения аккумулятора в момент разрядки, что вызывает линейное падение степени яркости лазера. Чтобы собрать лазерную установку по приведенной схеме, нужен не только диод, но и конденсаторы с любым напряжением (от 3В). На схеме они отмечен значком C1 и С2. Емкость первого конденсатора должна быть 0,1 мкФ, а второго – 100 мкФ. Они защитят диод от статического электричества, а также обеспечат плавный переход процессов.

Когда конденсаторы были подсоединены к лазерному источнику света, с выводом можно будет снять проволоку. При соединении к диоду один из выводов на корпус будет подавать минус. В тоже время второй вывод будет плюсом, а третий – не применяется. Расположение плюсов достаточно хорошо показано на второй схеме, которая будет описана ниже. Стоит знать, что на корпус некоторых диодов подается плюс (например, у 808нм лд). Для сдвоенных моделей характерно наличие среднего вывода для общего минуса (G), а крайний – C для питания DVD, CD, D. Запитать такую схему можно от мобильного аккумулятора или 3 аккумулятора АА.

При этом ток также может иметь отличные значения. К примеру, при соответствующих скоростях записи DVD-RW привода, лазерный диод может иметь следующие значения таких параметров, как мощность и ток:

• при скорости 16 мощность составит 200мВт, а ток — 250-260мА;
• при скорости 18 мощность составит 200мВт, а ток — 300-350мА;
• при скорости 20 мощность составит 270мВт, а ток — 400-450мА;
• при скорости 22 мощность составит 300мВт, а ток — 450-500мА;
• при скорости 24 мощность составит 300мВт, а ток — 450-500мА.

Популярные статьи Пасхальная курочка с яйцами

Инфракрасный диод

Инфракрасный диод CD-RW привода будет иметь мощность в 100-200мВт. Для сравнения, фиолетовый в BLU-RAY RW — от 60 до 150мВт, а в не пишущих моделях -15 мВт.Перед сборкой данной схемы, при использовании лазерного диода DVD привода, необходимо узнать, какое сопротивление требуется для резистора R1. Для этого можно использовать формулу R1=(Uвх.-Uпад.)/I , в которой:

• Uвх. – напряжение, идущее от аккумулятора;
• Uпад. — падение напряжения, которое принимает диод. Красный диод должен примерно иметь Uпад. равное 3 В. Такое напряжение пойдет для маломощного не пишущего DVD привода. Для инфракрасного диода Uпад. составит примерно 1,9 В, а для фиолетового или синего – 5,5 В и 4-4,4 В соответственно;
• I — сила тока. Ее можно узнать из специальной таблицы.

При сборке лазера многие специалисты рекомендуют использовать резисторы большего сопротивления, чем получилось при расчетах. Это позволит защитить полупроводник от тока чрезмерного значения. Используя мультиметр, далее можно будет уменьшить сопротивление.

Устройство и принцип работы

Главным элементом гравёра является полупроводниковый лазер. Он испускает сфокусированный и очень яркий луч света, который прожигает обрабатываемый материал. Регулируя мощность излучения, можно изменять глубину и скорость прожига.

В основе лазерного диода лежит полупроводниковый кристалл, сверху и снизу которого находятся P и N области. К ним подсоединены электроды, по которым подводится ток. Между этими областями расположен P — N переход.

В сравнении с обычным лазерный диод выглядит великаном: его кристалл можно подробно рассмотреть невооружённым взглядом.

Расшифровать значения можно следующим образом:

1. P (positive) область.
2. P — N переход.
3. N (negative) область.

Торцы кристалла отполированы до идеального состояния, поэтому он работает как оптический резонатор. Электроны, стекая из положительно заряженной области в отрицательную, возбуждают в P — N переходе фотоны. Отражаясь от стенок кристалла, каждый фотон порождает два себе подобных, те, в свою очередь, тоже делятся, и так до бесконечности. Цепная реакция, протекающая в кристалле полупроводникового лазера, называется процессом накачки. Чем больше энергии подаётся на кристалл, тем больше её накачивается в лазерный луч. В теории, насыщать его можно до бесконечности, но на практике все обстоит иначе.
При работе диод нагревается, и его приходится охлаждать. Если постоянно наращивать подаваемую на кристалл мощность, рано или поздно наступит момент, когда система охлаждения перестанет справляться с отводом тепла и диод сгорит.

Мощность лазерных диодов обычно не превышает 50 Ватт. При превышении этой величины становится сложно сделать эффективную систему охлаждения, поэтому мощные диоды чрезвычайно дороги в производстве.

Существуют полупроводниковые лазеры на 10 и более киловатт, но все они — составные. Их оптический резонатор накачивается маломощными диодами, количество которых может достигать нескольких сотен.

В гравёрах составные лазеры не используются, так как их мощность слишком велика.

Поговорим о проигрывателе

Чтобы достать лазерный диод, взятый из DVD-RW привода, нужно аккуратно разобрать устройство. Для этого нужно понимать устройства привода. Он помещен в специальную металлический теплоотводящий корпус, который еще дополнительно помещен ещё в одну металлическую основу. От вас зависит, стоит ли вытаскивать прибор из такого корпуса или нет.

Обратите внимание! Разбирая DVD-RW прибор, не стоит вытаскивать бескорпусные лд.

DVD-RW привод

Можно также оставить в корпусе радиатор, а вот основы извлечь. Это влияет на качество теплоотвода, который необходим для нашей лазерной установки. Некоторые специалисты утверждают, что когда лд питает неимпульсный ток, то для каретки не будет хватать созданного теплоотвода. Это утверждение будет правильным для определенных моделей привода, а также, если необходимо получить максимальную мощность. В DVD-RW встроены два лазерных диода. Из них один является инфракрасным и используется для записи и проигрывания CD. А второй красного цвета и применяется проигрывания и записи DVD. Как видим, при желании можно изготовить своими руками целых два лазера.

Обратите внимание! В модели привода BD-RE встроены целых три диода. А вот в современных моделях такого рода устройств применяются сдвоенные лд, установленные на одном кристалле.

В таких сборках нельзя одновременно подключать инфракрасный и красный диоды, если ток имеет большие значения.