Небольшой обзор лазерного модуля на 1,5 китайских ватта, но при этом дешевого.
Подойдет для установки на 3Д принтер любого типа, а также для самодельных конструкций
Установка элементарная: лазерный модуль устанавливается на печатную головку стяжками и подключается вместо вентилятора обдува.
Прошивку корректировать не требуется. Можно печатать с флешки.
Более подробная информация под катом
Приветствую! И сразу к делу))))
Давно хотел получить лазерный гравер с большой рабочей областью. Ну как большой — больше чем 3.5 на 3.5 мм (Neje, KKmoon и подобные Decaker). У данных китайских поделок ультрадешевой конструкции используется механика от старых компьютерных приводов, и соответственно отсутствует возможность модернизации.
Самое простое что может прийти в голову — это установка лазерного модуля на головку 3д принтера. Есть варианты для установки совместно с существующим хотэндом (
поиск по thingiverse), можно установить новую Х-каретку (держатель эффектора для косселя) вместо штатного.
Варианты питания драйвера лазерного модуля различные — можно питать от проводов нагревателя хотэнда, сигнал TTL при этом берется от вентилятора обдува модели. Если с минимальной переделкой — можно просто установить вместе с хотэндом, запитать от вентилятора (выставив его на 100%). Далее, фокусируем линзой в точку, вручную опускаем эффектор к столу (поднимаем стол к лазеру и т.п.), определяя высоту, в которой лазерный луч фокусируется в точку. Эта высота будет постоянная для последующей «печати», с поправкой на высоту материала. В указанном варианте не потребуется перепрошивка — все остается как есть и можно пользоваться принтером как принтером, только для гравера готовить G-code файлы через плагин.
Кстати, как вариант — можно собрать
механику лазера самостоятельно. Самый простой способ — использовать несколько отрезков конструкционного профиля, ролики, ремни. Вот есть
неплохой обзор про самодельный станок, а вот тут — про
эксцентрики для сборки кареток.
В качестве простейшей платы управления можно использовать Arduino Uno/Nano + CNC Shield, есть возможность купить оригинальную плату EleksMaker для совместимости с программным обеспечением типа Benbox (и по сути за недорого получить недорогую копию китайского гравера), а также ничто не мешает установить Arduino Mega+Ramps, и пользоваться работой с SD карты и управлением (дисплей+энкодер).
Все указанные компоненты недорогие и доступные.
В любом случае, самое главное — это найти и правильно подключить лазерный модуль.
Про мощные лазерные модули уже была речь на муське (
2500mW,
5500mW, и даже была статья про лазерный гравер
10000mW), при покупке обратите внимание, чтобы была возможность управления по TTL мощностью (либо купите отдельный драйвер с TTL для лазерного диода/модуля)
И имейте в виду, что в названии лазерного модуля, как правило, указывается желаемая китайцами мощность, достижимая только при 100% мощности. Средняя/рекомендуемая мощность обычно колеблется на уровне 50-60% от максимума. То есть, если вы отдали около $300 за модуль с 5500мВт, то у вас скорее всего будет около 3...3,5Вт для работы. При длительной работе на максимуме мощности китайские диоды быстро теряют свой ресурс (и дохнут).
Оставим мощные диодные модули для других публикаций, а вот про их дешевые аналоги пока не было публикаций на муське. Вообще, цель была до $25 получить недорогой модуль, но при этом способный гравировать на дереве/картоне и возможно даже резать тонкие материалы.
Сразу укажу варианты, которые попались мне на глаза.
Во-первых, всегда есть возможность разломать/попросить на запчасти старый DVD-RW привод, и изъять лазер. Обычно говорят искать со скоростями >16х, так как там используются лазеры чуть мощнее.
Это практически бесплатный вариант, подходящий, чтобы попробовать свои силы и посмотреть, что получится. Кстати, если разломать пару приводов, вы еще и получите механику для двух осей))))
Вот есть информация по подобному способу, разбирайте аккуратно, не повредите модуль, который боится статики.
Лазер из привода, как правило, способен гравировать картон и дерево. Для любителей — можно лопать шарики, зажигать спички. Питается от 1*3,7В аккумулятора либо от 5В (павербанк)
Во-вторых, можно купить совсем недорогие лазерные диоды, обычно продаются по несколько штук. Вот пример
лота с пятью 300мВт лазерными диодами с длиной волны 808nm излучения.
На корпусе три вывода, но используются два (минус на корпусе, слева — плюс).
Как для первого случая (лазер или DVD-RW привода), так и для второго — потребуется докупить корпус, линзу, а также
купить/собрать драйвер для питания диода.
Есть хороший
третий способ: это покупка недорогого модуля лазерного диода, в гильзе, с линзой.
Вот варианты на
500мВт, на
1000мВт, на
1500мВт.
Они продаются, как сменные варианты (для апгрейда или ремонта) лазеров типа Neje/Kkmoon
Выглядят как гильза диаметром 12мм, высотой 45мм, с двумя контактами для питания диода.
Модуль поставляется без драйвера и соответственно, потребуется спаять или купить драйвер.. В
комментарии Aslan54 привел фото разобранного лазерного модуля
Так что, модуль поставляется с драйвером внутри, драйвер питается от напряжения 4.5В....5В., максимальная потребляемая мощность 1,5Вт (излучаемая соответственно меньше). TTL у данного драйвера нет. Есть два варианта управления — либо M106 S255 (MAX) затем M106 S0 (MIN), либо включением — выключением питания, что одно и тоже по сути. Второй вариант — заменить «родной» драйвер.
Несколько слов про драйверы. Питать лазерный диод требуется не напряжением, а током, в зависимости от тока он и будет сильнее или слабее излучать.
Вот простейшая схема питания для лазерных диодов из приводов.
Очень важен резистор, который подбирается последовательно диоду — он ограничивает ток на диоде.
Далее более сложный драйвер
Можно купить за
$3-4 драйверы на Али до 300мА
есть варианты до
800 mA
драйверы с TTL, не очень бюджетный вариант, но хороший, до 2Вт
Итак, взял на попробовать вот
этот лазер на 1500мВт.
Далее фото посылки и лазера. Пришло достаточно быстро после оплаты, примерно дней за 20. В декларации ни слова про лазеры (аксессуары)
Внутри посылки пакет с лазером, небольшой и легкий
Масса модуля всего 17-18 грамм
Размеры: диаметр 12мм…
… длина 45 мм
Кольцо с линзой можно выкрутить совсем. Вот на фото хорошо видно линзу и пружинку.
Если посмотреть в лазерный модуль со снятой линзой, то… мало чего можно увидеть. Только чип в корпусе.
Фото поближе
На обратной стороне провода зафиксированы термоклеем
Теперь фото дополнительных комплектующих для сборки.
Для первичной проверки был куплен драйвер на 300мА
и
радиатор для гильзы 12 мм
Фотография лазера с радиатором
И они же в сборе
Общая масса сборки 65 грамм — это важно для подвижный частей будущей системы
Сравнение лазера на 1500 мВт с лазерным модулем на 300мВт
Для сравнения - диоды 300mW 808nm и радиатор для них
Параллельно проводил эксперименты с лотом
диодов на 300мВт 808nm
диоды
корпус с линзой
вот так выглядит диод, установленный в корпус
и сам диод
собранный радиатор с линзой
Итак, самый простой драйвер я приобрел просто для контроля работоспособности лазера. Он умеет питать лазер до 300мА (читай милливат 600....700), но полностью не раскрывает возможностей лазерного модуля.
Подойдет для питания самодельных лазерный модулей из DVD-RW. Если вы будете питать диоды из лазера или купленные 300мВт диоды, то нужно предварительно выставить минимальный ток питания.
Для начала скручиваем переменный резистор в минимальное положение (против часовой стрелки), подключаем вместо лазера резистор на 50...80 Ом и устанавливаем ток около 50мА.
Обязательно оставляйте в цепи мультиметр в режиме измерения тока. Потом будем также с лазером включать с мультиметром и контролировать.
Что касается лазерного модуля 1500мВт из обзора — то он идет уже с установленным драйвером, питать можно до 5В. Я сначала перестраховался и подал чуть меньше напряжение. На фото видно, что лазерный модуль начинает зажигаться и можно попробовать фокусировать его в точку
Итак, проверка пройдена.
Я использовал модуль DPS5005 для питания лазерного модуля и контроля тока/напряжения
Уже можно гравировать дерево, единственно — нужно подержать какое то время
Вот фото пробы с рук
Далее, можно выставить напряжение на рекомендуемые 4,5....5В
Ну и традиционно — спички зажигает, шарики лопает, останавливаться на этом не буду
Для дальнейших экспериментов использовал принтер Geeetech Me Creator со снятым экструдером. Был нарисован новый держатель на каретку, питание лазера было заведено отдельно.
3Д модель держателя на каретку
Скрин из слайсера 3д принтера
Внешний вид лазера, установленного на Х-каретку
Вид сверху.
Фото в процессе работы. Тяжело фотоаппаратом поймать точку — в специальных очках точка очень маленькая, порядка 0,1мм. Без защитных очков лучше на нее не смотреть.
Печатал штатно с SD-карты, без модификации прошивки
Простейший G-code по координатам был запущен с SD карты, чтобы проверить работоспособность идеи.
Узнать более подробно, что может 1,5Ваттный китайский лазер
можно отсюда.
Для подготовки изображений к гравировке рекомендую использовать
Lokster’s Laser Engraving для Inkscape
Вот меню плагина. В Z-offset пишите высоту на которой фокусируется ваш лазер. Управление идет командами M106/M107 через регулировку оборотов вентилятора.
Итак, данный лазерный модуль один из самых дешевых, и позволяет уложиться в $20.
Для того, чтобы раскрыть все возможности лазерного модуля, заказал токовый драйвер до 1500мВт и с TTL. Когда придет — разберу корпус модуля, хочу подключить в обход родного драйвера.
Ну и я хочу нарисовать новую каретку, чтобы одновременно был установлен экструдер и лазер.
А то не очень удобно перекидывать их.
В целом все. Идея интересная, хорошая, надеюсь многим подойдет, хотя бы попробовать свои силы.
Вот хорошая
статья по подготовке g-code для выжигания
еще статья конверсии принтера в гравер
Не забывайте про
технику безопасности. Лазеры — это не шутки. Используйте защитные очки.
Дополнительная информация - купон для покупки
Обычная цена на
модуль $27.20
Но я брал с купоном
AGE2184, вышло $16.99
Дополнительно можно применить поинты, если есть. Мелочь, а приятно)))
Update: добавил информацию из комментариев
Кстати 1.5 ват это потребляемая мощность, а не излучаемая.
Китайцы как всегда мудрят. Он где то на 0.5 ват
Чтобы измерить мощность светового потока, нужен специальный измерительный, который дорогой.
Получается встроенный драйвер без ттл
А потом как-то подвернулся Ophir Nova — тот показал 250мВт оптической мощности… плюс я его таки разобрал — внутри тупо плата драйвера, прям болталась и чудом не замкнула на корпус…
Подкрутил чуток резистор (измерителя мощности не было) — стало лучше жечь и при этом лазер, вроде бы, не греется… Но все равно накололи. Знал бы, что в родной конторе есть измеритель — сэкономил бы половину стоимости.
По современным нормам см вику класс 3b -это 5 милливатт. А ваши лазеры не просто класс 4, они глубоко внутри класса 4. А класса 5 нет в природе.
(Заголовок означает «Риск поражения глаза.». А Severe переводится как суровый, жёсткий, экстремальный)
Думаю, максимум от чего могут защитить очки — это 3b, хорошо если не 3a — проверили бы. Очки от 4 класса, если и существуют вообще, должны выглядеть как маска сварщика.
Сама идея конструкции, в которой рабочее пятно лазера можно видеть, представляется мне самоубийственной. Полная изоляция, причём не только от прямого, но и диффузного отражения. Наблюдать — ставьте камеру. Её заменить недорого, когда выгорит. А глаза только два и оба нужны.
Он и при 1 Вт зайчики оставляет. А на полной мощности сожжет глаза.
Лазер в гравере это не лазер, это светодиодный фонарик что может фокусироваться в точку. До лазера ему как до Луны пешком. В метре от лазера уже пятно света на порядок слабее солнечного луча. Фокусируется в точку только в одном месте в 20 мм от линзы. Для работы неудобно, но глазам так безопаснее, так как это не лазер в обычном понимании, что на сотни метров идет пучком в доли миллиметра, менее размера зрачка.
Одно непонятно — как же это у автора «недолазер» деревяшку жжёт, а для глаза — можно очки из строймагаза и то только иногда? Пожалуй, я был не вполне корректен насчёт предупреждения. Это большинству опасно. Вам — как пожелаете. КССЗБ.
Деревяшка к тому же не отражает свет, чернеет и полностью поглощает лазер, излучая только в дальней ИК области, интересной только теоретически.
Я думаю вы ничего не понимаете, 3 года обучения потеряно зря. Вы не привели ни одной цифры, никакой статистики. Вас запугали, развили радиофобию и это беда. Сходите к хорошему психиатру, тревожность лечится, долго, сложно, но лечится. Обсуждать с вами тут бесполезно, это вопрос когнитивных искажений, веры, а то и психологичеческих отклонний, тема скучная и не интересная. Вы уже переходите на личности, вместо приведения расчетов.
Вот если кому интересно лазер сжигает матрицу фотоаппарата.
Причина открытая диафрагма, светосильный объектив что собирает света на порядок больше глаза и глючная матрица от Canon 6D, она очень боится лазеров (особенно синих), у Sony и прочих такого не замечено. Матрица фотоаппарата сгорает, а для глаза безопасно, парадокс. Хотя объяснение простое, площадь зрачка намного меньше площади объектива.
И это при диффузном рассеянии!
От Солнца я собирал линзой лучи в точку еще в детстве. Солнце лазер по вашему? :)
Тут поная аналогия с полупроводниковым лазером, особенно мощным, которые скорее всего имеет несколько излучателей которые сложно собрать в точку.
а в чем отличие лазерного излучения «полноценного» и «не полноценного»?
скорее следуя вашей логике, солнце это «не полноценный» лазер:)
в общем надеюсь вам будет и дальше везти, только лучше не агитируйте других людей на несоблюдение ТБ при обращении с лазером, пусть даже «не полноценным».
На практике лазеры уже давно плотно вошли в нашу жизнь и можно разумно соблюдать правила. Не опаснее болгарки, например, которая всем привычна и даже слишком.
Вот еще пример, дискотечные лазеры на 1000 мВт и более светят по публике, в темноте при полном открытии зрачков и диафрагм на грани допустимых значений:
Оператор дождался синий лазер, самый «энергичный», в объектив, уметь надо так еще ))
Хотя там слух быстрее теряется, чем зрение, половина молодежи с признаками тугоухости, есть статистика…
Лазер повредил зрение нескольким десяткам посетителей дискотеки
Москва. 14 июля. INTERFAX.RU — В московские больницы поступают пострадавшие зрители фестиваля «Аквамарин», который прошел больше недели назад во Владимирской области с использованием лазерной технологии.
Как сообщила в понедельник газета «Коммерсант», инвалидами могут стать более 30 любителей техномузыки. По данным издания, пострадавшие доставляются в больницы с сильными ожогами сетчатки глаз, предположительно полученными от лазерной пушки, которая была направлена на публику. "Потеря зрения у некоторых составляет до 80%, и медики говорят, что полностью излечить травмы вряд ли удастся", — отмечает автор.
источник
Ну и десяток пострадавших из миллионов это не так много. Там больше от бытовых конфликтов страдает, так как половина под наркотой. Где концерт там пара машин ППС рядом и не зря.
вы меня пытаетесь убедить, что использование лазера в чпу станке возможно без защиты глаз, зря, не переубедите :)
к тому, же по теории вероятности, рано, или поздно нарушая ТБ вы попадете в тот 0.01%, которые думали, что: ерунда… прокатит, если нельзя, но очень хочется, то можно...
Заморачиваться с вероятностями в 0.01% не имеет ни какого смысла. При том что есть более опасные риски на порядок.
ТБ тоже не догма и не описывает всего, думать нужно, почему есть те или иные рекомендации.
Лазер импульсный был, хорошо импульс короткий, я сообразил, что убрать ее нужно))))
Вообще крайне опасная штука.
Михаил, а почему по 808 лазерам ничего не написали? Как мне представляется, в разы более опасная для домашнего рукоделия от безделия вещь. Из-за невидимости луча. Или там все таки присутствует что то в видимом диапазоне? Получается ли фокусировать ик луч обычными линзами?
Луч фокусируется обычными линзами, как и от красного лазерного диода.
И со зрением у него до сих пор всё в порядке.
Я тоже когда первый раз словил зайчиков, глаза резало.
Потом, уже пофиг. Никаких проблем от зайчиков.
На Солнце в телескоп можно посмотреть дважды: один раз левым глазом и один раз – правым…
У него есть видимый угловой размер — 30 минут дуги, т.е. на сетчатке будет пятно, занимающее, очень грубо, 30x30 чувствительных палочек. А лазерный луч тем и знаменит, что условно говоря не имеет углового размера, фокусируется в точку (если пренебречь дифракционными нюансами). Т.е. вся мощность лазера, попавшая в зрачок глаза, «отобразится» на сетчатке в десятки раз меньше линейным размером (т.е. концентрация света будет во второй степени), чем Солнце.
Судя по комментариям зеленого на 200 мВт хватает для сжигания сетчатки, а более слабые безопасны.
Если лазер установлен в гравере, примитивная оптика собирает луч в одной точке пространства, далее луч рассеивается и теряет энергию как квадрат расстояния.
А 100-милливатный лазер спокойно поджигает, потому что его можно сфокусировать почти в точку. И расходимость у лазерного луча подчиняется формулам дифракции. Т.е. на расстоянии в метр пятно может быть меньше диаметра зрачка глаза, который потом всю 100-милливатную мощь сможет сконцентрировать на малой площадке сетчатки глаза. Даже на Солнце смотреть гораздо безопаснее — видимый угловой размер 30 минут дуги, свет распределяется сразу на тысяче палочек-колбочек (не, вру — колбочек поменьше). Если хрусталик глаза сфокусирован «на бесконечность», луч лазера вроде как отобразит пятно на сетчатке, эквивалентное порядка 1 минуте дуги — из-за дифракции на зрачке.
Лазер что у меня собирается в точку только в одной точке пространства в 20 мм от линзы, далее расходится как свет от фонарика.
Причинить вред глазу можно если приложиться глазом к линзе? Для гравировки это неудобно, нужно настраивать лазер, а для безопасности как-раз хорошо. На бесконечность расфокусировать даже не пробовал.
Про ваш пример, 100 мВт лазерной указки с узким пучком я ничего не говорил. Может долго и нудно выжигать сетчатку, а мозг будет маскировать этот процесс, воспринимая дыры как слепое пятно. У нас у всех сетчатка с естественной дырой, а мы этого не видим, мозг придумывает на ходу картинку. С каждым попаданием лазера глаза будут работать всё хуже, что внешне проявится как заторможенность, нужно больше времени на осмотр пространства и хуже боковое зрение.
Конечно, в вашем случае, при малом фокусе, это не произойдет. Но в интернете немало описано случаев «поражения» глаза, наводящие на мысль, что все серьезнее, чем вы описываете. И ощущения сильного «удара по голове» в момент попадания луча в глаз — вполне возможные реакции, ведь «выжигаются» чувствительные нервные окончания. И диагнозы врачей после исследования глазного дна — некоторое время нужно ответственно лечить глаз. Например, я не медик, чтобы спокойно относиться к тому, что выжигается часть сетчатки — вдруг в случае «счастливого стечения обстоятельств» в этом процессе начнется кровоизлияние или еще что. Но согласен, угроза жизни крайне маловероятна, а небольшой дискомфорт, оставшийся на всю жизнь (да, мозг быстро перестанет замечать очередное «слепое пятно») — не самое страшное в жизни. Да и люди с одним глазом нормально живут. :-)
Ну и еще тут не упомянули, что чувствительность глаза меняется в диапазоне 1 к миллиарду, совершенно фантастический диапазон. После нескольких дней в темноте уязвимость глаза выше, чем на ярком солнце уличном.
Ожог сетчатки можно и без лазера получить:
В одной из тем писали, что там не очередное слепое пятно. Огромная дыра по центру, куда смотришь, всё пропадает, очень раздражает. Читать можно боковым зрением кое-как, как посмотрел на букву она исчезла.
Справа — как распределена энергия в луче одномодового лазера. Широкая гладкая гауссоида. Только вот полупроводниковый лазер — наверняка многомодовый. И распределение — слева. Как на еже иголки. Причём высота (=энергия), толщина (=расходимость) и расположение этих иголок прогнозированию поддаются мало.
Я позволю себе аналогию. Наш психиатр думает, что в него летит большая мягкая подушка. А на самом деле — пучок иголок. Да, зрачок маленький, потому ещё не выжгло. Но не расходитесь, господа, терпение, терпение…
Помню, была байка про парня, который хватил на сетчатку визирную сетку (ту, что прицелом называют). Не замечал, пока офтальмолог глазное дно ему не посмотрела и в обморок не упала. Терминатор!
Тот что справа, одномодовый, опаснее, если сохранить размеры. Та часть в центре гарантированно выжжет цель, хоть мишень при гравировке, хот сетчатку. По сути это аналог более узкого и качественного пучка. И красная часть может целиком попасть в зрачок, а вот многомодовый разойдется сильнее и при тех же условиях в зрачок попадет 10% от луча.
И опять же это актуально тем кто балуется с лазерными указками, там луч расходится слабо, вот этот легко запустить себе в глаз, как прямой, так и отраженный:
Мой лазер расходится достаточно сильно и в метре от излучателя уже большое пятно. По сути лазерный «фонарик».
И направлен вниз, на мишень. Так легко не покрутить.
И мишень не зеркальная, а черная или матовая.
Как бы эти факторы что-то да значат. А лазерные указки большой мощности у нас вроде как запрещены и это совершенно справедливо.
И риск для человека даже без очков совсем не отвечает той шкале которую вы привели.
Впрочем — КССЗБ. Глаза-то ваши ;)
Подскажи пожалуйста:
Мне надо подпалить матрицу камеры (опустим подробности)) ). Вроде слышал, что поможет даже обычный зелёный 303. Но бить буду с 20м, по этому думал взять на 2 заявленных ватта что-то такое https://aliexpress.ru/item/item/1005001568482881.html (там именно синий продавец заверяет на 2вт).
Справится ли с задачей обычный на 0.5ватт? Или даже заявленных 2 не хватит?)
Просто вроде 2вт лазер вроде как с 10м шарик лопает)
Супер огромное спасибо!!!
Не знаю как сейчас делают. Раньше климатор был из латуни. Вставлялся в радиатор и сверху еще вентилятор. И это на 0.25 ват даже.
А тут 1.5 ват
Только на нем можно получить самый тонкий луч.
И камрад Aslan54 совершенно прав в том, что одномодовый лазер фокусировать проще, чем многомодовый.
Я не так давно занимался такой темой как прямое экспонирование пластин. Пятно в серийных устройствах Kodak 0.01 х 0.002 мм. На специальных — в разы выше. Мощность головки выходная — 40Вт. Создаётся линейкой из полутора десятков диодов.
На пластине это выглядит вот так
10 мкм — это где маленькая ступенька.
Здесь «Вот есть неплохой обзор про самодельный станок, а вот тут — про эксцентрики для сборки кареток.»
И здесь «Вот есть информация по подобному способу, разбирайте аккуратно, не повредите модуль,»
Ток ограничивается стабилизатором в схеме. А этот резистор, возможно защитит диод (а возможно и нет), если его подключить к уже работающему драйверу с заряженным конденсатором. Но, на самом деле, к работающему драйверу подключать вообще не стоит, и мало кто это будет делать. При этом резистор становится лишним.
При 1Вт питания можно уже гравировать дерево. Если добавить мощности, то веселее, правда дыма много.
Нужно еще нарисовать модель обдува зоны гравировки.
Цена — космос за такое барахло.