Tehnik-ast.ru

Электро Техник
0 просмотров
Рейтинг статьи
1 звезда2 звезды3 звезды4 звезды5 звезд
Загрузка...

Лазерный гравер из dvd своими руками. 3d модели и инструкция по изготовлению

Лазерный гравер из dvd своими руками. 3d модели и инструкция по изготовлению.

Изготовление ЧПУ-станка своими руками из dvd-привода или cd rom: что нужно?

Для того чтобы собрать настольный лазерный гравер, потребуется:

  • DVD-ROM или CD-ROM пригодный к использованию.
  • Лист фанеры или деревянный щит толщиной до 10 мм.
  • Несколько саморезов для дерева (2,5 × 25 мм или 2,5 × 10 мм).
  • Аппаратно-программная платформа Arduino Uno или другие совместимые платы.
  • Программное обеспечение для двигателя
  • Лазер 1000 МВт 405 nm (например – Blueviolet).
  • Джойстик (аналоговый).
  • Кнопка включения.
  • Блок питания мощностью 5 В (подойдет старый блок питания, снятый с компьютера).
  • Резисторы 2 kOм, 0,25 ВТ.
  • Провода для соединения деталей устройства.
  • Лобзик или пила для дерева.
  • Дрель или шуруповерт.
  • Сверла необходимого размера.
  • Несколько винтов размером 4 × 20 мм.
  • Паяльник.
  • Припой.

ЧПУ станок

Подключение шаговых двигателей

Для шаговых двигателей используем старый USB-кабель, потому что он имеет 4 провода внутри и крышку, так же он более гибкий и с ним легко работать.

Используя режим непрерывности в мультиметре, определите 2 катушки, катушку A и катушку B.

Я сделал 2 пары проволоки, выбрав цвета: одну пару для катушки A и вторую для катушки B.

Припаял их и использовал термоусадочную трубку.


Процесс сборки

Самодельный гравировальный станок предложенной конструкции – это устройство челночного типа, один из подвижных элементов которого отвечает за перемещение по оси Y, а два других, спаренных, – за перемещение по оси X. За ось Z, которая также оговаривается в параметрах такого 3D-принтера, принимается глубина, на которую осуществляется прожиг обрабатываемого материала. Глубина отверстий, в которые устанавливаются элементы челночного механизма лазерного гравера, должна составлять не менее 12 мм.

Рамка рабочего стола – размеры и допуски


Фото-1


Фото-2


Фото-3


Фото-4


Фото-5


Фото-6

В качестве направляющих элементов, по которым будет перемещаться рабочая головка лазерного гравировального устройства, могут выступать алюминиевые стержни диаметром не менее 10 мм. Если найти стержни из алюминия не представляется возможным, для этих целей можно использовать стальные направляющие такого же диаметра. Необходимость применения стержней именно такого диаметра объясняется тем, что в таком случае рабочая головка лазерного гравировального устройства не будет провисать.

Изготовление подвижной каретки


Фото-1


Фото-2


Фото-3

Поверхность стержней, которые будут использоваться в качестве направляющих элементов для лазерного гравировального устройства, надо очистить от заводской смазки и тщательно отшлифовать до идеальной гладкости. Затем на них следует нанести смазывающий состав на основе белого лития, который улучшит процесс скольжения.

Сборка корпуса

Установка шаговых двигателей на корпус самодельного гравировального устройства осуществляется при помощи кронштейнов, изготовленных из листового металла. Чтобы сделать такой кронштейн, лист металла, ширина которого приблизительно соответствует ширине самого двигателя, а длина в два раза превышает длину его основания, сгибают под прямым углом. На поверхности такого кронштейна, где будет располагаться основание электромотора, сверлят 6 отверстий, 4 из которых необходимы для фиксации самого двигателя, а два остальных – для крепления кронштейна к корпусу при помощи обычных саморезов.

Для установки на вал электромотора приводного механизма, состоящего из двух шкивов, шайбы и болта, также используется кусок металлического листа соответствующего размера. Чтобы смонтировать такой узел, из металлического листа формируют П-образный профиль, в котором просверливаются отверстия для его крепления к корпусу гравера и для выхода вала электродвигателя. Шкивы, на которые будут надеваться зубчатые ремни, насаживаются на вал приводного электромотора и размещаются во внутренней части П-образного профиля. Надетые на шкивы зубчатые ремни, которые должны приводить в движение челноки гравировального устройства, соединяются с их деревянными основаниями при помощи саморезов.

Установка шаговых двигателей


Фото-1


Фото-2


Фото-3


Фото-4


Фото-5


Фото-6

Детали используемые для драйвера:

  • Arduino nano.
  • 2x A4988 Драйверы шаговых двигателей.
  • 1x IRFZ44N N-КАНАЛЬНЫЙ МОП-транзистор.
  • 1x LM7805 Регулятор напряжения с радиатором.
  • 1x 47 Ом и 1x 10 кОм резистор.
  • 1x 1000 мкФ 16 В конденсатор.
  • 1x 2,5 мм JST XH-Style 2-контактный разъем.
  • Штыри заголовка мужского и женского пола.
  • 1x (20 мм х 80 мм пустой печатной платы).

В GRBL защищены цифровые и аналоговые пины Arduino.

Шаговый контакт для осей X и Y прикреплен к цифровым контактам 2 и 3 соответственно. Вывод «Dir» для осей X и Y прикреплен к цифровым выводам 5 и 6 соответственно. D11 для лазерного включения. Arduino получает питание через USB-кабель. Драйверы A4988 через внешний источник питания. Все основание имеет общие связи. VDD A4988 подключены к 5V Arduino. Лазер, который использовался, работает на 5 В и имеет встроенную цепь постоянного тока. Для источника постоянного напряжения 5 В от внешнего источника питания используется регулятор напряжения LM7805. Радиатор является обязательным. IRFZ44N N-КАНАЛЬНЫЙ МОП-транзистор работает как электронный переключатель, когда получает цифровой высокий сигнал с контакта D11 Arduino. ПРИМЕЧАНИЕ: используем 5 В от Arduino Nano

Разбор привода

Имея перед собой привод, первым делом снимают верхнюю крышку, открутив 4 винта. Затем извлекают подвижный механизм, который находится в центре и соединён с печатной платой гибким шлейфом. Следующая цель – лазерный диод, надёжно впрессованный в радиаторе из алюминиевого или дюралевого сплава. Перед его демонтажем рекомендуется обеспечить защиту от статического электричества. Для этого выводы лазерного диода спаивают или обматывают тонкой медной проволокой.

Далее возможны два варианта. Первый подразумевает эксплуатацию готового лазера в виде стационарной установки вместе со штатным радиатором. Второй вариант – это сборка устройства в корпусе переносного фонарика или лазерной указки. В этом случае придётся приложить силу, чтобы раскусить или распилить радиатор, не повредив излучающий элемент.

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.
Читайте так же:
Как просверлить твердую сталь

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.

Порядок расчета разрешающей способности шагового двигателя dvd привода

Чтобы измерить разрешение шагового двигателя привода CD / DVD, нужен цифровой микрометр. Расстояние вдоль винта было уже измерено. Общая длина винта промерена с помощью микрометра, которая оказалась 51,56 мм. Далее нужно определить значение отведения, которое представляет собой расстояние между двумя соседними резьбами на винте. Потоки были рассчитаны на 12 нитей в пределах этого расстояния. Отвод = расстояние между соседними нитями = (общая длина / количество нитей = 51,56 мм) / 12 = 4,29 мм / об. Угол шага составляет 18 градусов, что соответствует 20 шагам / оборот. Теперь, когда вся необходимая информация доступна, разрешение шагового двигателя можно рассчитать, как показано выше: Разрешение = (Расстояние между смежными нитями) / (N шагов / оборот) = (4,29 мм / оборот) / (20 шагов / оборот) = 0,214 мм / шаг. Что в 3 раза лучше требуемого разрешения, которое составляет 0,68 мм / шаг.

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.

Как сделать лазер из dvd привода (дисковода) своими руками

Лазер из DVD - схема практического решения.

Пожалуй, каждый любитель электроники и радиотехники хоть раз в жизни мечтал о создании лазера своими руками. Ещё пару десятков лет назад его можно было сделать только в секретной лаборатории. Однако благодаря прогрессу и общедоступности компонентов, сейчас создать лазер вполне возможно из обычного DVD-привода.

Вкратце о лазере

Лазер, или как его называют по-научному, оптический квантовый генератор — это специальное устройство, которое преобразует входящую энергию в узконаправленный луч. В современном мире подобные изделия чаще всего используются в космической сфере и на производстве. Однако каждый любитель «покапаться» в электронике может сделать его самостоятельно, т. е. в домашних условиях своими руками и без применения специальных приборов.

Как было сказано выше, лазер можно сделать из двд-привода. Однако не стоит надеяться, что он по мощности будет аналогичен оружию «Звезды Смерти» из «Звёздных войн». Оптический лазер, который сделан своими руками, вряд ли справится с железом или деревом. Однако им будет вполне возможно разрезать:

Работа лазера из DVD - интересно и реально здорово!

  • Бумагу.
  • Небольшой лист пластмассы.
  • Полиэтиленовую плёнку.
  • И другие лёгкие и тонкие изделия.

Если резьба не нужна, лазером из DVD-дисковода можно:

  • Выжигать узоры или рисунки на деревянных поверхностях.
  • Подсвечивать различные объекты, удалённые на большом расстоянии.
  • Использовать в качестве украшения у себя дома.
  • Делать прямые линии (т. к. луч хорошо виден), что будет особенно полезно при строительстве и ремонте.

Помимо вышепечисленных вариантов, лазеру, изготовленному своими руками из DVD-привода, можно придумать множество самых разнообразных заданий. Особенно его потенциал хорошо раскрывается в творческой сфере.

Необходимые инструменты

Чтобы сделать лазер, потребуются определённые компоненты. Все они продаются в обычных магазинах электроники, поэтому каких-либо лишних усилий прикладывать не придётся. Итак, для изготовления потребуются:

Сборка лазера показана на схеме.

  • Дисковод (DVD-привод). Можно использовать неисправную модель, главное, чтобы работал лазерный диод.
  • Паяльник. Подойдёт практически любой, большая мощность не требуется.
  • Несколько мелких проводов — необходимы для соединения деталей друг с другом.
  • Портативный коллиматор (или обычная лазерная указка).
  • 2 резистора с сопротивлением 10 Ом.
  • 3 аккумуляторные батареи типа ААА (мизинчиковые батарейки).
  • 2 конденсатора, один — на 0,1 мкФ, второй — на 100 мкФ.
  • Плоскогубцы.
  • Небольшая отвёртка.
  • Маленький ножик.
  • В некоторых случаях может потребоваться микросхема LM-317.

Как видно, чтобы сделать лазер из DVD-дисковода, не требуется каких-то сложных компонентов.

Требования к DVD-приводу

Как было сказано выше, очень важно, чтобы лазерный диод в устройстве был в рабочем состоянии. Поэтому не лишним будет удостовериться в этом. В ином случае комплектующие придётся покупать у людей, занимающихся продажей запчастей.

Читайте так же:
Как установить видеодомофон в частном доме

Демонтаж привода DVD - первый этап создания лазера.

Также следует обратить внимание на марку изделия. Устройства от фирмы Samsung не подходят для создания лазера. Причина кроется в отстутствии специального корпуса, из-за которого диод особенно подвержен механическим повреждениям, загрязнению и тепловым нагрузкам. Его вполне возможно сломать простым прикосновением руки.

Наилучший вариант — дисководы от компании LG. Помимо защиты оптического диода, в них устанавливаются кристаллы различной мощности. Это позволяет знать, какой мощностью будет обладать сам лазер.

Помимо работоспособности диодов и марки изделия, также необходимо учитывать тип DVD-привода. Обычный дисковод предназначен сугубо для считывания информации с носителя. Поэтому для изготовления лазера потребуется записывающий дисковод, в котором имеется инфракрасный излучатель.

Резюмируя, можно выделить 3 основных требования к дисководу:

  • Устройство может записывать информацию на диск (записывающие модели).
  • Лазерные диоды в рабочем состоянии.
  • Имеется защита диодов (дисковод не от компании Samsung).

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:

Лазерный диод - это та самая деталь, которая нам требуется для лазера.

  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.

Подача питания

Часть работы выполнена. Теперь самодельное устройство необходимо обеспечить электрическим током. Питание стандартного диода должно быть 3V, а расход до 400 мА. Эти значения могут меняться в зависимости от быстроты записи на диск.

Существует 2 способа питания, каждый из которых обладает преимуществами и недостатками. Тем не менее, каждый из работает от аккумулятора (батареек).

Первый вариант

Подача питания на лазер создается своими руками.

Отличительная особенность первого способа — регуляция напряжения с помощью резистора. Лазеру не требуется большая мощность. Так, компонентам привода, скорость записи которого 16X, достаточно будет 200 мА. Повышать это значение максимум можно до 300 мА, иначе существует вероятность испортить кристалл и забыть о самодельном лазере.

Главные преимущества такого способа заключаются в надёжности изделия и простоте изготовления. Основной недостаток — возможные проблемы с размещением батареек.

Второй способ

Создать лазер по данному варианту будет сложнее. Кроме того, готовое устройство больше подходит для стационарного размещения. Дело в драйвере (микросхеме LM-317), который из себя представляет плату для создания определённой мощности, а также ограничения электротока.

Схема лазера - еще одно конструктивное решение.

Как видно на схеме, для создания лазера потребуются:

  • Непосредственно, микросхема LM-317.
  • 2 резистора на 10 Ом.
  • 1 переменный резистор на 100 Ом.
  • 1 диод.
  • Конденсатор на 100 мкФ.

Вне зависимости от окружающей среды, а также источника питания, драйвер будет поддерживать мощность 7V.

Оптика

Коллиматорные прицелы потребуются для фокусировки луча нашего лазера.

Самодельный коллиматор проще всего изготовить из обычной лазерной указки. Подойдёт даже самый дешёвый китайский вариант. Всё, что требуется, это достать из «лазерки» оптическую линзу (она очень заметна).

Ширина луча будет больше 5 мм. Конечно, такой показатель считается очень большим и не может претендовать на звание лазера. Уменьшить диаметр до 1 мм как раз поможет стоковая линза коллиматора. Правда, для достижения такого результата придётся изрядно потрудиться. Главное — не спешить и не терять самообладание.

И в заключение

Создание лазера своими руками — очень увлекательный процесс. Здесь не требуется каких-то специальных компонентов или больших финансовых затрат. Вполне достаточно аккуратности и поверхностных знаний об электрике. При успешном изготовлении, можно начать пользоваться устройством. Режущий лазер без труда лопает воздушные шарики, прожигает бумагу и оставляет следы на дереве. Однако при использовании не следует забывать о технике безопасности.

Делаем мощный прожигающий лазер из dvd привода своими руками

/>

Устройства подобного типа недорогие в производстве, конструкция достаточно массовая. Принцип лазерных (полупроводниковых) диодов основан на использовании классического p-n перехода. Работает такой переход, как и в обычных светодиодах.

Разница в организации излучения: светодиоды излучают «спонтанно», а лазерные диоды «вынужденно».

Общий принцип формирования так называемой «заселенности» квантового излучения выполняется без зеркал. Края кристалла скалываются механическим путем, обеспечивая эффект преломления на торцах, сродни зеркальной поверхности.

Для получения различного типа излучения может использоваться «гомопереход», когда оба полупроводника одинаковые, или «гетеропереход», с разными материалами перехода.


Собственно лазерный диод является доступной радиодеталью. Его можно купить в магазинах, торгующих радиодеталями, а можно извлечь из старого привода DVD-R (DVD-RW).

Важно! Даже простой лазер, используемый в световых указках, может серьезно повредить сетчатку глаза. Более мощные установки, с прожигающим лучом, могут лишить зрения или нанести ожоги кожного покрова

Поэтому при работе с подобными устройствами, соблюдайте предельную осторожность

Более мощные установки, с прожигающим лучом, могут лишить зрения или нанести ожоги кожного покрова

Поэтому при работе с подобными устройствами, соблюдайте предельную осторожность

Имея в распоряжении такой диод, вы сможете легко изготовить мощный лазер своими руками. Фактически, изделие может быть вовсе бесплатным, или обойдется вам за смешные деньги.

Необходимые инструменты

Чтобы сделать лазер, потребуются определённые компоненты. Все они продаются в обычных магазинах электроники, поэтому каких-либо лишних усилий прикладывать не придётся. Итак, для изготовления потребуются:

  • Дисковод (DVD-привод). Можно использовать неисправную модель, главное, чтобы работал лазерный диод.
  • Паяльник. Подойдёт практически любой, большая мощность не требуется.
  • Несколько мелких проводов — необходимы для соединения деталей друг с другом.
  • Портативный коллиматор (или обычная лазерная указка).
  • 2 резистора с сопротивлением 10 Ом.
  • 3 аккумуляторные батареи типа ААА (мизинчиковые батарейки).
  • 2 конденсатора, один — на 0,1 мкФ, второй — на 100 мкФ.
  • Плоскогубцы.
  • Небольшая отвёртка.
  • Маленький ножик.
  • В некоторых случаях может потребоваться микросхема LM-317.
Читайте так же:
Из чего делают мечи

Как видно, чтобы сделать лазер из DVD-дисковода, не требуется каких-то сложных компонентов.

Первый вариант сборки

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

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 Классический рождественский венок из елки: пошаговые инструкции с фото

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.

Необходимые материалы

Для того чтобы самостоятельно изготовить лазерный гравер на Arduino, потребуются следующие расходные материалы, механизмы и инструменты:

  • аппаратная платформа Arduino R3;
  • плата Proto Board, оснащенная дисплеем;
  • шаговые двигатели, в качестве которых можно использовать электромоторы из принтера или из DVD-плеера;
  • лазер, мощность которого составляет 3 Вт;
  • устройство для охлаждения лазера;
  • регулятор напряжения постоянного тока DC-DC;
  • транзистор MOSFET;
  • электронные платы, при помощи которых осуществляется управление двигателями лазерного гравера;
  • выключатели концевого типа;
  • корпус, в котором можно разместить все элементы конструкции самодельного гравера;
  • зубчатые ремни и шкивы для их установки;
  • шарикоподшипники различных типоразмеров;
  • четыре деревянных доски (две из них с размерами 135х10х2 см, а две другие – 125х10х2 см);
  • четыре металлических стержня круглого сечения, диаметр которых составляет 10 мм;
  • болты, гайки и винты;
  • смазочный материал;
  • стяжки-хомуты;
  • компьютер;
  • сверла различного диаметра;
  • циркулярная пила;
  • наждачная бумага;
  • тиски;
  • стандартный набор слесарных инструментов.

Наибольшего вложения потребует электронная часть станка

Наибольшего вложения потребует электронная часть станка

Установка программного обеспечения

Вашему лазерному гроверу, который должен работать в автоматическом режиме, потребуется не только установка, но и настройка специального программного обеспечения. Важнейшим элементом такого обеспечения является программа, которая позволяет создавать контуры желаемого рисунка и преобразовывать их под расширение, понятное управляющим элементам лазерного гравера. Такая программа имеется в свободном доступе, и ее можно без особых проблем скачать на свой компьютер.

Программа, скачанная на управляющий гравировальным устройством компьютер, распаковывается из архива и устанавливается. Кроме того, вам потребуется библиотека контуров, а также программа, которая будет отправлять данные по создаваемому рисунку или надписи на контроллер «Ардуино». Такую библиотеку (как и программу для передачи данных на контроллер) также можно найти в свободном доступе. Для того чтобы ваша лазерная самоделка работала корректно, а гравировка, выполняемая с ее помощью, была качественной, вам потребуется настройка и самого контроллера под параметры гравировального устройства.

Изготовление гравёра своими руками в домашних условиях – возможно ли это

По сути, подобная работа не столь сложна, как может показаться на первый взгляд. Существует несколько вариантов, как сделать гравёр своими руками с применением деталей от различной техники, которая может оказаться дома.

К примеру, такое устройство можно собрать на основе приводов DVD, принтера или же использовать для изготовления Ардуино Уно.

Из DVD привода можно изготовить лазерный гравировальный станок своими руками

Самодельные лазерные гравёры могут быть предназначены для работы по дереву или металлу. Именно на этом параметре мы и остановимся подробнее.

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.
Читайте так же:
Как заточить садовый секатор

Популярные статьи Букетик из мягких игрушек

Лазерный гравировальный станок своими руками

Лазерная пушка – не самый сложный элемент конструкции, к тому же есть варианты. В зависимости от задач, можно выбрать различную мощность (соответственно стоимость, вплоть до бесплатного приобретения). Умельцы из Поднебесной предлагают разные готовые конструкции, порой выполненные с высоким качеством.


Такой пушкой мощностью 2Вт можно даже фанеру резать. Возможность фокусировки на необходимом расстоянии позволяет контролировать как ширину гравировки, так и глубину проникновения (для 3D рисунков).

Стоимость подобного устройства порядка 5-6 тыс. рублей. Если высокая мощность не нужна – используйте маломощный лазер от пишущего привода DVD, который можно за копейки приобрести на радио рынке.

Особенности использования контуров

Если с вопросом о том, как сделать ручной лазерный гравер, вы уже разобрались, то необходимо прояснить и вопрос о параметрах контуров, которые могут наноситься при помощи такого устройства. Такие контуры, внутренняя часть которых не заполняется даже в том случае, если исходный рисунок закрашен, должны передаваться на контроллер гравера файлами не в пиксельном (jpeg), а векторном формате. Это значит, что изображение или надпись, наносимые на поверхность обрабатываемого изделия при помощи такого гравера, будут состоять не из пикселей, а из точек. Такие изображения и надписи можно как угодно масштабировать, ориентируясь на площадь поверхности, на которую они должны быть нанесены.

При помощи лазерного гравера на поверхность обрабатываемого изделия можно нанести практически любой рисунок и надпись, но для этого их компьютерные макеты необходимо перевести в векторный формат. Выполнить такую процедуру несложно: для этого используются специальные программы Inkscape или Adobe Illustrator. Файл, уже переведенный в векторный формат, необходимо преобразовать еще раз, чтобы его смог корректно воспринимать контроллер гравировальной установки. Для такого преобразования используется программа Inkscape Laserengraver.

Лазерный гравер из dvd своими руками. 3d модели и инструкция по изготовлению.

Самодельный гравировальный станок предложенной конструкции – это устройство челночного типа, один из подвижных элементов которого отвечает за перемещение по оси Y, а два других, спаренных, – за перемещение по оси X. За ось Z, которая также оговаривается в параметрах такого 3D-принтера, принимается глубина, на которую осуществляется прожиг обрабатываемого материала. Глубина отверстий, в которые устанавливаются элементы челночного механизма лазерного гравера, должна составлять не менее 12 мм.

Рамка рабочего стола – размеры и допуски


Фото-1


Фото-2


Фото-3


Фото-4


Фото-5


Фото-6

В качестве направляющих элементов, по которым будет перемещаться рабочая головка лазерного гравировального устройства, могут выступать алюминиевые стержни диаметром не менее 10 мм. Если найти стержни из алюминия не представляется возможным, для этих целей можно использовать стальные направляющие такого же диаметра. Необходимость применения стержней именно такого диаметра объясняется тем, что в таком случае рабочая головка лазерного гравировального устройства не будет провисать.

Изготовление подвижной каретки


Фото-1


Фото-2


Фото-3

Поверхность стержней, которые будут использоваться в качестве направляющих элементов для лазерного гравировального устройства, надо очистить от заводской смазки и тщательно отшлифовать до идеальной гладкости. Затем на них следует нанести смазывающий состав на основе белого лития, который улучшит процесс скольжения.

Сборка корпуса

Установка шаговых двигателей на корпус самодельного гравировального устройства осуществляется при помощи кронштейнов, изготовленных из листового металла. Чтобы сделать такой кронштейн, лист металла, ширина которого приблизительно соответствует ширине самого двигателя, а длина в два раза превышает длину его основания, сгибают под прямым углом. На поверхности такого кронштейна, где будет располагаться основание электромотора, сверлят 6 отверстий, 4 из которых необходимы для фиксации самого двигателя, а два остальных – для крепления кронштейна к корпусу при помощи обычных саморезов.

Для установки на вал электромотора приводного механизма, состоящего из двух шкивов, шайбы и болта, также используется кусок металлического листа соответствующего размера. Чтобы смонтировать такой узел, из металлического листа формируют П-образный профиль, в котором просверливаются отверстия для его крепления к корпусу гравера и для выхода вала электродвигателя. Шкивы, на которые будут надеваться зубчатые ремни, насаживаются на вал приводного электромотора и размещаются во внутренней части П-образного профиля. Надетые на шкивы зубчатые ремни, которые должны приводить в движение челноки гравировального устройства, соединяются с их деревянными основаниями при помощи саморезов.

Установка шаговых двигателей


Фото-1


Фото-2


Фото-3


Фото-4


Фото-5


Фото-6

Детали используемые для драйвера:

  • Arduino nano.
  • 2x A4988 Драйверы шаговых двигателей.
  • 1x IRFZ44N N-КАНАЛЬНЫЙ МОП-транзистор.
  • 1x LM7805 Регулятор напряжения с радиатором.
  • 1x 47 Ом и 1x 10 кОм резистор.
  • 1x 1000 мкФ 16 В конденсатор.
  • 1x 2,5 мм JST XH-Style 2-контактный разъем.
  • Штыри заголовка мужского и женского пола.
  • 1x (20 мм х 80 мм пустой печатной платы).

В GRBL защищены цифровые и аналоговые пины Arduino.

Шаговый контакт для осей X и Y прикреплен к цифровым контактам 2 и 3 соответственно. Вывод «Dir» для осей X и Y прикреплен к цифровым выводам 5 и 6 соответственно. D11 для лазерного включения. Arduino получает питание через USB-кабель. Драйверы A4988 через внешний источник питания. Все основание имеет общие связи. VDD A4988 подключены к 5V Arduino. Лазер, который использовался, работает на 5 В и имеет встроенную цепь постоянного тока. Для источника постоянного напряжения 5 В от внешнего источника питания используется регулятор напряжения LM7805. Радиатор является обязательным. IRFZ44N N-КАНАЛЬНЫЙ МОП-транзистор работает как электронный переключатель, когда получает цифровой высокий сигнал с контакта D11 Arduino. ПРИМЕЧАНИЕ: используем 5 В от Arduino Nano

Читайте так же:
Usb осциллограф для компьютера

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.

Подключение шаговых двигателей

Для шаговых двигателей используем старый USB-кабель, потому что он имеет 4 провода внутри и крышку, так же он более гибкий и с ним легко работать.

Используя режим непрерывности в мультиметре, определите 2 катушки, катушку A и катушку B.

Я сделал 2 пары проволоки, выбрав цвета: одну пару для катушки A и вторую для катушки B.

Припаял их и использовал термоусадочную трубку.

Изготовление ЧПУ-станка своими руками из dvd-привода или cd rom: что нужно?

Для того чтобы собрать настольный лазерный гравер, потребуется:

  • DVD-ROM или CD-ROM пригодный к использованию.
  • Лист фанеры или деревянный щит толщиной до 10 мм.
  • Несколько саморезов для дерева (2,5 × 25 мм или 2,5 × 10 мм).
  • Аппаратно-программная платформа Arduino Uno или другие совместимые платы.
  • Программное обеспечение для двигателя
  • Лазер 1000 МВт 405 nm (например – Blueviolet).
  • Джойстик (аналоговый).
  • Кнопка включения.
  • Блок питания мощностью 5 В (подойдет старый блок питания, снятый с компьютера).
  • Резисторы 2 kOм, 0,25 ВТ.
  • Провода для соединения деталей устройства.
  • Лобзик или пила для дерева.
  • Дрель или шуруповерт.
  • Сверла необходимого размера.
  • Несколько винтов размером 4 × 20 мм.
  • Паяльник.
  • Припой.

ЧПУ станок

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.

Порядок расчета разрешающей способности шагового двигателя dvd привода

Чтобы измерить разрешение шагового двигателя привода CD / DVD, нужен цифровой микрометр. Расстояние вдоль винта было уже измерено. Общая длина винта промерена с помощью микрометра, которая оказалась 51,56 мм. Далее нужно определить значение отведения, которое представляет собой расстояние между двумя соседними резьбами на винте. Потоки были рассчитаны на 12 нитей в пределах этого расстояния. Отвод = расстояние между соседними нитями = (общая длина / количество нитей = 51,56 мм) / 12 = 4,29 мм / об. Угол шага составляет 18 градусов, что соответствует 20 шагам / оборот. Теперь, когда вся необходимая информация доступна, разрешение шагового двигателя можно рассчитать, как показано выше: Разрешение = (Расстояние между смежными нитями) / (N шагов / оборот) = (4,29 мм / оборот) / (20 шагов / оборот) = 0,214 мм / шаг. Что в 3 раза лучше требуемого разрешения, которое составляет 0,68 мм / шаг.

Разбор привода

Имея перед собой привод, первым делом снимают верхнюю крышку, открутив 4 винта. Затем извлекают подвижный механизм, который находится в центре и соединён с печатной платой гибким шлейфом. Следующая цель – лазерный диод, надёжно впрессованный в радиаторе из алюминиевого или дюралевого сплава. Перед его демонтажем рекомендуется обеспечить защиту от статического электричества. Для этого выводы лазерного диода спаивают или обматывают тонкой медной проволокой.

Далее возможны два варианта. Первый подразумевает эксплуатацию готового лазера в виде стационарной установки вместе со штатным радиатором. Второй вариант – это сборка устройства в корпусе переносного фонарика или лазерной указки. В этом случае придётся приложить силу, чтобы раскусить или распилить радиатор, не повредив излучающий элемент.

голоса
Рейтинг статьи
Ссылка на основную публикацию
Adblock
detector