Содержание
Каждый из нас держал в руках лазерную указку. Несмотря на декоративность применения, в ней находится самый настоящий лазер, собранный на основе полупроводникового диода. Такие же элементы устанавливаются на лазерных уровнях и дальномерах.
Следующее популярное изделие, собранное на полупроводнике – записывающий DVD привод вашего компьютера. В нем установлен более мощный лазерный диод, обладающей термической разрушительной силой. 
Это позволяет прожигать слой диска, нанося на него дорожки с цифровой информацией.
Как работает полупроводниковый лазер?
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).
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.
Лазер своими руками из ДВД привода
Для начала, необходимо раздобыть сам привод. Его можно снять со старого компьютера или приобрести на барахолке за символическую стоимость.
Информация: Чем выше заявленная скорость записи, тем более мощный прожигающий лазер применяется в приводе.
Сняв корпус, и отсоединив управляющие шлейфы, демонтируем пишущую головку вместе с кареткой. 
Порядок извлечения лазерного диода:
- Соединяем ножки диода между собой с помощью проволоки (шунтируем). При демонтаже может накопиться статическое электричество, и диод может выйти из строя
- Удаляем алюминиевый радиатор. Он достаточно хрупкий, имеет крепление, конструктивно «заточенное» под конкретный ДВД привод, и при дальнейшей эксплуатации не нужен. Просто перекусываем радиатор кусачками (не повреждая диод)
- Выпаиваем диод, освобождаем ножки от шунта.
Элемент выглядит так: 
Следующий важный элемент – схема питания лазера. Использовать блок питания из DVD привода не получится. Он интегрирован в общую схему управления, извлечь его оттуда технически невозможно. Поэтому изготавливаем питающую схему самостоятельно.
Есть соблазн просто подключить 5 вольт с ограничительным резистором, и не мучиться со схемой. Это неверный подход, поскольку любые светодиоды (в том числе и лазерные) питаются не напряжением, а током. Соответственно нужен токовый стабилизатор. Самый доступный вариант – использование микросхемы LM317. 
Выходной резистор R1 подбирается в соответствии с током питания лазерного диода. В данной схеме ток должен соответствовать 200 мА.
Собрать лазер своими руками можно в корпусе от световой указки, либо приобрести готовый модуль для лазера в магазинах электроники или на китайских сайтах (например, Али Экспресс).
Преимущество такого решения – вы получаете готовую регулируемую линзу в комплекте. Схема блока питания (драйвер) легко умещается в корпусе модуля. 
Если вы решили изготовить корпус самостоятельно, из какой-нибудь металлической трубки – можно использовать штатную линзу от того же привода DVD. Только надо будет придумать способ крепления, и возможность юстировки фокуса. 
Линза в комплекте с регулирующим устройством именуется коллиматором.
Чтобы правильно подключить лазер из двд привода, нужна схема контактов. Вы можете отследить минусовой и плюсовой провод по маркировке, на монтажной плате. Сделать это нужно перед демонтажем диода. Если такой возможности нет – воспользуйтесь типовой подсказкой:
Минусовой контакт имеет электрическую связь с корпусом диода. Найти его не составит труда. Относительно минуса, расположенного внизу, плюсовой контакт будет справа.
Если у вас трехножечный лазерный диод (а таких большинство), слева будет или неиспользуемый контакт, или подключение фотодиода. Так бывает, если в одном корпусе расположен и прожигающий и считывающий элемент. 
Основной корпус подбирается исходя из размера батареек или аккумуляторов, которые вы планируете использовать. В него аккуратно закрепите свой самодельный лазерный модуль, и прибор готов к применению. 
С помощью такого инструмента можно заниматься гравировкой, выжиганием по дереву, раскроем легкоплавких материалов (ткань, картон, фетр, пенопласт и пр.).
Как сделать еще более мощный лазер?
Если вам необходим резак по дереву или пластику, мощности стандартного диода из ДВД привода недостаточно. Понадобиться либо готовый диод мощностью 500-800 мВт, либо придется потратить много времени на поиски подходящих DVD приводов. В некоторых моделях LG и SONY устанавливаются лазерные диоды мощностью 250-300 мВт.
Главное – что подобные технологии доступны для самостоятельного изготовления.
Пошаговая видео инструкция рассказывающая как сделать своими руками лазер из ДВД привода
Не секрет, что каждому из нас в детстве хотелось иметь такое устройство, как лазерная установка, которая могла бы разрезать металлические уплотнения и прожигать стены. В современном мире эта мечта легко воплощается в реальность, поскольку теперь можно соорудить лазер с возможностью резки различных материалов.
Электрическая схема блока питания лазерного диода.
Разумеется, в домашних условиях невозможно изготовить настолько мощную лазерную установку, которая будет прорезать железо или дерево. Но при помощи самодельного устройства можно резать бумагу, полиэтиленовое уплотнение или тонкий пластик.
Лазерным устройством можно выжигать различные узоры на листах фанеры или на дереве. Оно может использоваться в качестве подсветки объектов, расположенных в удаленной местности. Область его применения может быть как развлекательной, так и полезной в строительных и монтажных работах, не говоря о реализации творческого потенциала в сфере гравировки по дереву или оргстеклу.
Как правильно сделать пол из фанеры.
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.
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.
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.
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.
Не знаете какой ЧПУ выжигатель выбрать?
Мы расскажем, почему мы отказались от лазера и остановили свой выбор на ЧПУ выжигателе с нихромовой нитью.
После долгих экспериментов и пилотных станков, мы столкнулись со следующими нюансами при работе с лазерными ЧПУ станками для выжигания и ЧПУ выжигателями с нихромовой нитью.
Лазерный ЧПУ выжигатель:
Преимущества
1. Более высокая точность границ. Это связано с тем, что лазерный ЧПУ станок рисует по дереву точками. Это его важная особенность, из которой вытекают и свои недостатки. Писать офисные таблички, бейджики, рисовать векторные объекты, тексты и изображения с очень четкими границами, нарисованные линиями лучше лазерным ЧПУ.
2. Выжигает не только по дереву. Выжигает также по деревянным поверхностям и коже, но еще может вырезать пленку типа ORACAL. Те лазеры, которые могут вырезать пластик, дерево, пенопласт – это более мощные и дорогие соответсвенно
Вырезание букв на пленке Oracal
3. Низкие требования к температуре помещения.
Недостатки лазерного ЧПУ выжигателя:
1. Нанесение изображения точками. Самый главный недостаток – лазерным ЧПУ выжигателем сложно сделать полутона для изображения. То есть, точка черная либо есть, либо ее нет. Любой художник знает, что эффект объема изображения достигается тенями на поверхности лица. Тени создают объектам объем, делают его “живым”. Во многом, восприятие и узнавание лиц мозгом человека устроено так, что узнавание человека происходит во многом из-за теней, показывающих объем . В случае с лазерным ЧПУ тень можно получить только уменьшением густоты расположения черных точек.
выжигание лазером mavi.su
2. Низкая скорость выжигания. Изображение выжигается со скоростью 10 точек в секунду. Так, картину размером 20*20 см мы выжигали 10 часов. При этом, не скажу, что изображение было сильно темным. Говорить о каком-то серийном выполнении заказов тут уже не приходится – либо придется ставить несколько ЧПУ, либо довольствоваться небольшим количеством заказов.
Выжигание портретов лазером. Скрин-шот с экрана. Выжигание лазером формата А4 занимает порядка 9 часов
3. Рисование пикселями. По ходу работы выявились еще несколько неприятных особенностей Лазерного ЧПУ: при редактировании изображения и увеличении фотографии ЧПУ рисует на дереве “пикселями”. То есть, изображения перестает быть равномерным, и скорее напоминает мозаику, выполненную из квадратиков.
При небольшом увеличении изображение может “пикселить”
4. Яркое свечение от лазера как при сварке . Сразу вспомнил старого знакомого, который работает с профессиональным полиграфическим оборудованием (станок изготавливает лазером матрицы для офсетной печати) – у того зрение то ли “минус 6”, то ли “минус 7”. Способ защититься от яркого света на самом деле есть – это специализированные очки. Но их не всегда удается подобрать правильно – каждому лазеру с разной длиной волны лазера соответствуют разные очки, защищающие именно от этого диапазона светового излучения. Если у вас есть дети и вы хотите поставить лазер дома, то это, на наш субъективный взгляд, просто немыслимо!
Яркое свечение от лазера может сильно посадить зрение
5. Не всякое дерево подходит. Те, кто выжигают на дереве, знают, что по дереву перед выжиганием можно пройтись содовым раствором. Но при работе лазер просто сжигает остатки соды на поверхности. Чтобы этого не происходило, приходится очень тщательно промывать заготовку.
Не всякая фанера подойдет для лазерного ЧПУ
ЧПУ выжигатель с нихромовой нитью
Преимущества:
1. “Живые изображения” – с тенями, полутенями и оттенками. По эстетике изображения и складывается впечатление о работе. Полутона рисуются за счет простого физического эффекта – изменения скорости коретки ЧПУ, а значит и временем контакта жала с поверхностью. В тех местах, где необходимо нарисовать светлый тон проволочное жало (перо) проезжает быстро. Там, где нужны темные элементы ЧПУ выжигатель задерживает коретку с жалом.
Высокая детализация – видна радужка глаз на малом размере
Нихромовое жало дает плавные оттенки, делая портреты “живыми”, а не “цифровыми”
2. Регулировка насыщенности изображения происходит можно прямо на самом ЧПУ регулятором температуры жала – так можно получить изображения разной интенсивности.
регулировка температуры жала на ЧПУ
3. Изображения можно наносить на деревянную поверхность и кожу.
Выжигание на фанере нихромом
Выжигание на коже нихромом
4 .Скорость выжигания портрета размером (А4 21*30 см) выжигается в пределах 2-3х часов – что существенно быстрее, чем на лазерном ЧПУ. За день можно вместо одного портрета успеть сделать 3-4 штуки. Несомненно преимущество при выжигании больших форматов (А3, А2 и панно).
время на выжигание А4 занимает 2,5-3 часа
Недостатки станка с нихромовым жалом:
1. Нужно поддерживать примерно постоянную температуру в помещение. И конечно нельзя допускать сквозняков. Движение воздуха при сквозняке остужает нихромовое жало. Поскольку ЧПУ работает с постоянной скоростью, на изображении из-за остывания жала при ветре появляются светлые полосы. На самом деле этот недостаток я бы отнес к условным, поскольку он решается закрытием окна. Что касается запаха при выжигании, то он очень незначителен – не больше, чем от потухшей спички. Ну а проветрить помещение можно по завершению работы.
При выжигании не должно быть сквозняков
2. Необходимость менять нихромовую нить через каждые 6-8 портретов. Этот недостаток скорее имеет отношение ко времени смены нити, чем к расходам. Стоимость 1 жала, сделанного из нихромовой нити составит 2-3 рубля. Время на смену – минут 5 с учетом изготовления формы жала пасатижами из нихромовой проволоки.
Нихромовую нить необходимо менять через каждые 6-8 портретов
Заключение
В общем, в результате долгих экспериментов и выявления подводных камней мы пришли к выводу, что они оба варианта интересны, но лазерный выжигатель по дереву совершенно не подходит для нашей основной задачи – выжиганию картин и портретов. Если лазером хорошо получаются текстовые фрагменты (для изготовления табличек), узоры или контурные рисунки, то по части портретов лазер однозначно проигрывает нихромовому ЧПУ. А с учетом его стоимости, такие недостатки как точечный рисунок без оттенков и время выжигания просто сводит на нет его преимущества. Поэтому мы остановились на станке ЧПУ с нихромовой нитью. Конечно, нихром – не идеальный вариант, но при работе достаточно не допустить сквозняков и периодически менять жало, и Вы получите портрет, который невооруженным взглядом новичок не отличит от работы художника.
