Pomóż w opracowaniu witryny, udostępniając artykuł znajomym!
Czasami trzeba pięknie podpisać prezent, ale jak to zrobić nie jest jasne. Farba jest zamazana i szybko wymazana, znacznik nie wchodzi w grę. Do tego najlepiej nadaje się grawerowanie. Nie musisz nawet wydawać na to pieniędzy, ponieważ każdy, kto umie lutować, może wykonać grawer laserowy własnymi rękami z drukarki.
Urządzenie i zasada działania
Głównym elementem grawera jest laser półprzewodnikowy. Emituje skupiony i bardzo jasny strumień światła, który płonie przez przetwarzany materiał. Dostosowując moc promieniowania, możesz zmienić głębokość i szybkość spalania.
Podstawą diody laserowej jest kryształ półprzewodnikowy, którego górna i dolna część to regiony P i N. Podłączone są do nich elektrody, przez które dostarczany jest prąd. Pomiędzy tymi obszarami znajduje się skrzyżowanie P - N.
W porównaniu z konwencjonalną diodą laserową wygląda jak olbrzym: jej kryształ można oglądać szczegółowo gołym okiem.
Możesz rozszyfrować wartości w następujący sposób:
- Pole P (dodatnie).
- Przejście P - N.
- N (ujemny) obszar.
Końce kryształu są polerowane do stanu idealnego, więc działa jako rezonator optyczny. Elektrony, spływające z dodatnio naładowanego regionu do ujemnego, wzbudzają fotony w przejściu P-N. Odbijając się od ścian kryształu, każdy foton generuje dwa własne rodzaje, które z kolei są również podzielone, i tak dalej, na nieskończoność. Reakcja łańcuchowa zachodząca w półprzewodnikowym krysztale laserowym nazywana jest procesem pompowania. Im więcej energii doprowadza się do kryształu, tym bardziej pompuje się go do wiązki laserowej. Teoretycznie można go nasycić do nieskończoności, ale w praktyce wszystko jest inne.
Gdy dioda jest podgrzewana, musi być chłodzona. Jeśli stale zwiększasz moc dostarczaną do kryształu, prędzej czy później nadejdzie ten moment, gdy układ chłodzenia nie będzie już w stanie poradzić sobie z rozpraszaniem ciepła, a dioda się zapali.
Moc diod laserowych zwykle nie przekracza 50 watów. Po przekroczeniu tej wartości trudno jest stworzyć wydajny system chłodzenia, więc wytwarzanie diod dużej mocy jest niezwykle kosztowne.
Istnieją lasery półprzewodnikowe o mocy 10 lub więcej kilowatów, ale wszystkie są kompozytowe. Ich rezonator optyczny jest pompowany przez diody małej mocy, których liczba może osiągnąć kilkaset.
Lasery kompozytowe nie są używane w rytownikach, ponieważ ich moc jest zbyt duża.
Tworzenie grawera laserowego
W przypadku prostych prac, takich jak spalanie drewna, nie są potrzebne skomplikowane i drogie urządzenia. Dość będzie domowej roboty grawer laserowy, zasilany bateryjnie.
Przed wykonaniem grawera konieczne jest przygotowanie do montażu następujących części:
Dioda laserowa z napędu DVD-RW.- Soczewka ogniskowania.
- Aluminiowy profil w kształcie litery U lub rura z metalu nieżelaznego o średnicy wewnętrznej 15-20 mm.
- Kondensator elektrolityczny 50 V, 2200 mikrofaradów.
- Rezystor 5 omów.
- Kondensator foliowy 100 nF.
- Przycisk zegara.
- Przełącz.
- Klej termoprzewodzący.
- Bateria typu 18650 i uchwyt do niej.
- Gąbka do butów.
- Taśma klejąca, w tym dwustronna.
- Klej termogun z materiałami eksploatacyjnymi.
- Kontroler ładowania
- Jack Jack 2, 1 x 5, 5 mm.
Usuń głowicę zapisującą z napędu DVD.
Ostrożnie zdejmij soczewkę ogniskującą i zdemontuj korpus głowicy, aż zobaczysz 2 lasery ukryte w obudowach rozprowadzających ciepło.
Jeden z nich - podczerwień, do odczytu informacji z dysku. Drugi, czerwony, pisze. Aby je rozróżnić, przyłóż napięcie 3 V do ich zacisków.
Pinout pinout:
Przed sprawdzeniem zawsze zakładaj ciemne okulary. Nie sprawdzaj lasera, patrząc na okno diody. Spójrz tylko na odbicie promienia.
Konieczne jest wybranie lasera, który się świeci. Resztę można wyrzucić, jeśli nie wiesz, gdzie ją zastosować. Aby zabezpieczyć się przed ładunkiem elektrostatycznym, przylutuj wszystkie przewody diody razem i odłóż na bok. Zobaczyłem odcinek 15 cm od profilu. Wywierć otwór pod przyciskiem zegara. Dokonaj cięć w pudełku na profil, gniazdo ładowania i przełącznik.
Schemat ideowy grawera laserowego z płyty DVD własnymi rękami jest następujący:
Uderz w klocki na tablicy kontrolnej ładowania i uchwycie:
Używając przewodów do zacisków B + i B- kontrolera ładowania, przylutuj komorę baterii. Kontakty + i - przejdź do gniazda, pozostałe 2 - do diody laserowej. Najpierw, montując, przylutuj obwód zasilania lasera i zaizoluj go dobrze taśmą klejącą.
Upewnij się, że wyniki elementów radiowych nie są ze sobą połączone. Przylutuj diodę laserową i przycisk do obwodu zasilania. Umieść zmontowane urządzenie w profilu i przyklej laser za pomocą kleju przewodzącego ciepło. Zabezpiecz pozostałe części do taśmy dwustronnej. Ustaw przycisk zegara na swoim miejscu.
Włóż profil do pudełka, usuń przewody i zamocuj go za pomocą kleju topliwego. Przylutuj przełącznik i zainstaluj go. Wykonaj tę samą procedurę z gniazdem ładowania. Przyklej komorę baterii i kontroler ładowania na miejsce. Włóż baterię do uchwytu i zamknij pudełko pokrywką.
Przed użyciem należy dostosować laser. Aby to zrobić, 10 centymetrów od niego umieść arkusz papieru, który będzie celem wiązki laserowej. Umieść soczewkę ostrości przed diodą. Odsuwając się i przybliżając, osiągnij palący cel. Przyklej soczewkę do profilu w miejscu, w którym osiągnięto największy efekt.
Zmontowany grawer jest idealny do drobnych prac i celów rozrywkowych, takich jak zapalanie zapałek i palenie balonów.
Pamiętaj, że grawer nie jest zabawką, nie możesz dać go dzieciom. Wiązka lasera w przypadku kontaktu z oczami powoduje nieodwracalne skutki, dlatego trzymaj urządzenie poza zasięgiem dzieci.
Produkcja instrumentów CNC
Przy dużych nakładach pracy zwykły grawer nie poradzi sobie z obciążeniem. Jeśli zamierzasz go używać często i często, będziesz potrzebował urządzenia do sterowania numerycznego.
Montaż wnętrza
Nawet w domu możesz wykonać grawer laserowy. W tym celu należy usunąć silniki krokowe i prowadnice z drukarki. Będą napędzać laser.
Pełna lista niezbędnych szczegółów jest następująca:
- Dioda laserowa z napędu zapisu.
- Chłodnica diody.
- 3 silnik krokowy.
- 6 prowadnic o przekroju okrągłym.
- Uchwyty do prowadnic.
- 3 podwójne lub 6 pojedynczych wózków.
- Zasilanie 5 V, 4 A.
- Arduino uno.
- 2 silniki krokowe kierowcy.
- 2 przełączniki.
- Blacha 50 x 50 cm i 2 mm grubości (dla podstawy).
- Duży arkusz sklejki.
- Narożniki do mocowania sklejki.
- Śruby.
- 2 zawiasy meblowe.
Przewody o przekroju 0, 5 mm².- Ruchomy kanał kablowy.
- Plastikowe opaski do przewodów.
- Tranzystor IRFZ44.
- 2 rolki dociskowe.
- 5 biegów.
- Pręt metalowy (oś do kół zębatych i rolek).
- 4 łożyska.
- Pasek zębaty.
- Przetwornik DC-DC obniżający napięcie o 2 A.
- Cztery wyłączniki krańcowe.
- Przycisk zegara.
- Jack Jack 2, 1 x 5, 5 mm.
- 4 gumowe lub silikonowe nóżki.
- Klej termoprzewodzący.
- Żywica epoksydowa z utwardzaczem.
Schemat połączeń wszystkich komponentów:
Widok z góry:
Notacja dekodowania:
- Laser półprzewodnikowy z chłodnicą.
- Przewóz.
- Prowadnice osi X.
- Rolki zaciskowe.
- Silnik krokowy.
- Główny sprzęt.
- Pasek zębaty.
- Prowadnice mocujące.
- Koła zębate
- Silniki krokowe.
- Podstawa z blachy.
- Prowadnice w osi Y.
- Wózki osi X
- Pasy zębate.
- Obsługuje mocowania.
- Wyłączniki krańcowe
Zmierz długość prowadnic i podziel je na dwie grupy. W pierwszym będzie 4 krótkie, w drugim - 2 długie. Przewodniki z tej samej grupy muszą być tej samej długości.
Dodaj 10 centymetrów do długości każdej grupy prowadnic i przytnij podstawę do uzyskanych wymiarów. Zagnij wsporniki w kształcie litery U, aby zamocować je przed przycięciem i przyspawaj do podstawy. Zaznacz i wywierć w nich otwory na śruby.
Wywierć otwór w chłodnicy i przyklej tam laser za pomocą kleju przewodzącego ciepło. Do niego przylutuj przewody i tranzystor. Przykręć grzejnik do wózka.
Zamontuj dwa uchwyty montażowe na szynie i zabezpiecz je śrubami. Włóż prowadnice osi Y do mocowań, umieść wózki osi X na wolnych końcach, włóż do nich pozostałe prowadnice z zamontowaną głowicą laserową. Przesuń prowadnice osi Y uchwytu i przykręć je do podpór.
Wywierć otwory w punktach mocowania silników elektrycznych i osi przekładni. Zamontuj silniki krokowe na swoich miejscach i umieść przekładnie napędowe na ich wałach. Włóż do otworów wyciętych z osi pręta metalowego i przymocuj je klejem epoksydowym. Po utwardzeniu umieścić koła zębate i rolki dociskowe z łożyskami umieszczonymi w nich na osiach.
Zainstaluj paski zębate, jak pokazano na schemacie. Dokręć je przed zapięciem. Sprawdź ruchliwość osi X i głowicy lasera. Powinny poruszać się z niewielkim wysiłkiem, obracając wszystkie rolki i koła zębate przez pasy.
Podłącz przewody do lasera, silników i przełączników końcowych i pociągnij je za pomocą opasek kablowych. Umieść powstałe wiązki w ruchomych kanałach kablowych i przymocuj je do wózków.
Przewód się kończy.
Produkcja ciała
Wywierć otwory w podstawie dla rogów. Wyjdź z jego krawędzi 2 centymetry i narysuj prostokąt.
Jego szerokość i długość powtarza wymiary przyszłego korpusu. Wysokość obudowy powinna być taka, aby wszystkie wewnętrzne mechanizmy pasowały do niej.
Notacja dekodowania:
- Zawiasy
- Przycisk zegara (start / stop).
- Przełącznik zasilania Arduino.
- Przełącznik laserowy.
- Gniazdo 2, 1 x 5, 5 mm do zasilania 5V.
- Skrzynka ochronna Falownik DC-DC.
- Przewody.
- Pudełko ochronne Arduino
- Obudowy
- Narożniki.
- Baza.
- Nogi z materiału antypoślizgowego.
- Okładka
Wyciąć wszystkie szczegóły kadłuba sklejki i przymocować je narożnikami. Używając zawiasów, załóż pokrywę na obudowę i przykręć ją do podstawy. Wytnij otwór w przedniej ścianie i przełóż przez niego przewody.
Zbieraj pokrowce ochronne ze sklejki i wycinaj w nich otwory na przyciski, przełączniki i gniazda. Zainstaluj Arduino w obudowie, tak aby złącze USB pasowało do przeznaczonego dla niego otworu. Ustaw przetwornicę DC-DC na napięcie 3 V przy prądzie 2 A. Przymocuj ją do obudowy.
Ustaw przycisk, gniazdo zasilania, przełącz na miejsce i przylutuj obwód elektryczny grawera do siebie. Po przylutowaniu wszystkich przewodów zainstaluj osłony na obudowie i przymocuj je wkrętami samogwintującymi. Aby zdobyć grawer, musisz wypełnić firmware w Arduino.
Po oprogramowaniu włącz grawer i naciśnij przycisk „Start”. Wyłącz laser. Naciśnięcie przycisku rozpocznie proces kalibracji, podczas którego mikrokontroler zmierzy i zapamięta długość wszystkich osi i określi pozycję głowicy laserowej. Po jego zakończeniu grawer będzie w pełni sprawny.
Zanim zaczniesz pracować z grawerem, musisz przetłumaczyć obrazy w formacie zrozumiałym dla Arduino. Możesz to zrobić za pomocą programu Inkscape Laserengraver. Przenieś wybrany obraz do niego i kliknij Konwertuj. Wyślij plik wynikowy kablem do Arduino i rozpocznij proces drukowania, włączając laser.
Taki grawer może przetwarzać tylko przedmioty składające się z substancji organicznych: drewna, plastiku, tkanin, powłok malarskich i innych. Metale, szkło i ceramika do grawerowania nie będą działać.
Nigdy nie włączaj grawerowania przy otwartej pokrywie. Wiązka laserowa, dostając się do oczu, koncentruje się na siatkówce, uszkadzając ją. Refleksowe zamknięcie powieki nie uratuje Ciebie - laser będzie miał czas na wypalenie części siatkówki przed ich zamknięciem. W tym przypadku możesz nic nie czuć, ale z czasem siatkówka zacznie się złuszczać, co może prowadzić do całkowitej lub częściowej utraty wzroku.
Jeśli złapałeś laserowego „króliczka”, skontaktuj się jak najszybciej z okulistą - pomoże to uniknąć poważnych problemów w przyszłości.