Лазерная арфа Лазерная арфа — на редкость крутой по своей идее концепт музыкального инструмента, придуманный в 80-х годах не менее крутым музыкантом Жан-Мишель Жарром, с тех пор с успехом использующим её в своих выступлениях. Идея очень проста: берём лазерные лучи, формируем из них подобие реальной струнной арфы, после чего отслеживаем пересечение рукой музыканта какого-либо из лучей. Когда луч прерывается, фотодатчик шлёт сигнал на контроллер, который формирует звуковой (или MIDI) сигнал нужного вида (длительности, громкости и частоты).
Лазерные арфы бывают двух видов: открытые и закрытые. Закрытая арфа обязательно требует полной рамы, в которой расположены снизу излучатели (лазеры), а сверху фотоприёмники.  Здесь всё просто и понятно, когда все лучи попадают в фотодатчики — арфа молчит, когда какой-либо перестаёт попадать — издаём нужный звук. Открытая арфа гораздо интереснее, поэтому мы делали именно её. По сути, это мощный лазер, который светит в зеркало стандартного гальванометра, формирующего развёртку лучей в виде "струн" арфы. Рядом с точкой выхода лучей находится фотодатчик, который ловит отражённый свет от пересекающей луч руки. Обработка такого сигнала требует массу заморочек с фильтрацией лишнего мусора в виде боковой засветки, отражёнки лучей от стен и потолка, а также от летающей пыли.
Синий лазер 700 mw Я долго хотел эту штуку. Между моментом принятия решения и получением синего луча прошло несколько месяцев напряжённого ожидания компонентов. И оно наконец-то моё, собранное своими руками, жгущее влёт спички и коробки от дисков, да и просто дерево. Одноваттный синий лазер с длиной волны 445 нанометров.
Короче, суть такова. Есть цифровой проектор А140 славной фирмы Casio. В нём применена весьма инновационная технология, а именно — капризная ксеноновая лампа заменена на блок лазерных диодов. Аж целых 24 штуки. И каждый из этих диодов — многомодовый синий, с длиной волны от 440 до 450 нанометров, в стандартном 5.6мм корпусе и предельной оптической мощностью, внимание, ДО ДВУХ ВАТТ (номинально — около одного. Справедливости ради скажем, что на двух ваттах он проживёт довольно недолго даже с хорошим охлаждением)! Естественно, прознавшие про это лазерофанаты вывесив языки побежали скидываться, покупать и потрошить несчастные проекторы на диоды (разработавшие его инженеры, наверное, за голову хватались, когда узнали о таком обращении). Удельная стоимость диодов получается терпимой — типа 40-60$ за штуку. Всё, что дальше с ним нужно сделать, это запаковать в коллиматор с приличным теплоотводом, приладить оптику и подать нужное питание (примерно 4.1-4.9 вольта и 0.7-2А), желательно качественным образом стабилизированное. Для ленивых — вроде меня — имеются готовые распаянные драйверы (напомню, драйвер — специальная платка, стабилизирующая питание диода), просто припаиваешь лазерный диод (ЛД) на неё и вуаля. Для совсем ленивых умные китайцы начали делать эти одноваттные синие лазеры в заводском исполнении. Но переплата получается порядка 1500-2000 рублей относительно самоделки (я считал, да). Кстати, такой заводской лазер мне тоже скоро прибудет.  Итак, начинается всё с диода. Берётся он, вероятно, уже вытащенный продавцом из проектора. Диод в ТО-56 корпусе — настолько мелкая и невзрачная хрень, что поначалу просто диву даёшься, откуда в нём столько дури на такой луч. Потом привыкаешь. Выглядит диод — как на картинке слева.  Имеет обычно три ноги (определённые модификации — четыре или две), на которые подаётся питание. Для нашего синего питание подаётся как на схеме (утащено из интернетов, лень рисовать было).
 Далее следует коллиматор. Коллиматором в общем случае называется та хрень, куда диод запихивается для охлаждения и фокусировки оптикой. Стандарт — 12х30 мм модули легендарной фирмы Aixiz, которые та ещё дрянь в плане теплоотвода.  Поэтому наш выбор в данном случае — либо самопальный коллиматор (для имеющих доступ к токарным станкам хорошей точности), либо вот такие вот чёрные штуки от того же Aixiz (но я заказывал у o-like, а вообще их много кто делает). Главное преимущество перед стандартными — намного лучший теплоотвод и очень удобная постановка диода, он туда прижимается гайкой, а не впрессовывается, как у айксизов. Минус — нет удобного кольца фокусировки.
 Итак, берём этот самый диод и засовываем его в ребристую голову от коллиматора. Прикручиваем гайкой. Что у нас дальше? Дальше у нас драйвер. Для ленивых нищебродов проще всего взять резистор номиналом 2-5 ом, подключить его последовательно диоду и питать от стабилизированного источника тока.  Но я так делать нирикаминдую, тем более портативный лазер так не получится сделать. Дружащие с пайкой мелких СМД-платок могут попробовать сделать повышающий драйвер на, скажем, популярной zxsc400. Но я ленив даже для этого (тем более что такой драйвер сжёг пару моих фиолетовых диодов), и потому заказал заводскую плату. Она идеально влезает в корпус коллиматора, ЛД припаивается прямо на неё ногами и конструкция выглядит прямо как родная.
 Собственно, после этого можно подавать питание на драйвер (где плюс, где минус — на нём написано). Посмотреть на синее пятно на стене. Чтобы пятно стало точкой, нужна оптика. Оптики на рынке хватает, лучше всего брать просветлённые под 445 или 405 нанометров двухлинзовые системы от Rayfoss, O-like или всё того же Aixiz. Брать обязательно две штуки! Дело в том, что их очень легко случайно или специально запачкать, и после этого красивую точку будут окружать неуничтожимые спеклы интерференции от дерьма на стекле. И их очень трудно извести. Так что две линзы. Вкручиваем её в коллиматор и крутим до тех пор, пока пятно на стене не станет вполне чёткой и безумно яркой синей точкой. Окончательную настройку можно произвести позднее.
 Далее — питание. Здесь можно долго не распинаться, берём стандартный аккумулятор формата 18650 — такие живут в аккумах ноутбуков и мощных фонариках. В изобилии у китайцев и на ebay. К нему нужна, кстати, зарядка. У китайцев берём и её.
 Сборка в корпус. Нужно, во-первых, дополнительное охлаждение для коллиматора и, во-вторых, корпус, где мы будем это всё держать. В качестве корпуса лучше всего выбрать фонарик у тех же китайцев под 18650-й аккумулятор; если душит жаба — можно пойти на ближайшую барахолку, найти прилавок с китайским хламом и взять любой с корпусом поприличнее. Я взял POLICE 7W под 3хААА батарейки. Туда хорошо встали и коллиматор, и 18650-й, правда, обмотанный немного изолентой, чтобы не болтался.
 Самого по себе коллиматора недостаточно для отвода всего тепла от диода.  Ему требуется дополнительное охлаждение. Идеально, опять же, иметь выточенное на заказ токарем. Я не стал мучаться и взял сантехнический фитинг под 18мм трубу, слегка расточил его (пришлось купить здоровенное 18мм сверло) и с натягом, обмазав термопастой, вставил коллиматор. Заодно оно идеально зафиксировалось в голове фонаря. Собственно, почти что и всё — осталось вывести контакт на корпус фонаря, и зафиксировать фитинг в голове фонарика. Лазер готов, можно юзать.
   
Теперь собственно о самом лазере. Как уже сказано выше, этот диод выдаёт примерно 1 ватт оптической мощности на нескольких близкорасположенных длинах волн. Из-за этой вот многомодовости излучения луч невозможно свести в точку обычной сферической линзой, и всегда будет довольно заметное, имеющее форму прямоугольника пятно, а также ощутимое расхождение луча.  Мне удалось добиться прямоугольника в 16х4 мм на расстоянии 7 метров. Это близко к идеальному, но не идеал (можно сократить до ~12 мм, по слухам, на такой дистанции). Соответственно на расстоянии 70 метров это будет уже 16 сантиметров, то есть как пятно от обычного фонарика, и ничего тут не поделаешь. Единственное решение, известное народу — специальная цилиндрическая оптика, асферические линзы. Но с ними настолько много проблем, что прецедентов использования крайне мало. Приходится мириться с прямоугольниками и безобразным расхождением.  Луч и точка имеют ярко выраженный синий цвет. На фотоснимках, однако, он кажется слегка лиловым. Пятно чрезвычайно яркое, оставляет "зайчики" в глазах, если на него долго смотреть, и шлейфы в них же, если быстро им водить по стенке. Луч лазера хорошо виден даже днём, ночью же, в темноте — просто замечательно. На улице — вообще просто блеск. Что самое интересное, его видно в перпендикуляр лучу, а не только под небольшим углом, как лучи большинства портативных лазеров.
 Луч жгуч. Внесённую в него спичку даже на нескольких метрах поджигает почти моментально. Оставляет дырки в чёрном пластике. Будучи задержан на чёрном предмете вызывает дымление оного. Жжёт дерево. Воздушные шарики уничтожает просто моментально, даже неинтересно.  Если свести луч отдельной внешней линзой, его злобство начинает превосходить вообще всякие границы (коробку от CD дырявит менее чем за секунду (смотрим видео), остальное соответствует. Можно перерезать спичку пополам…). Синий спектр очень красиво засвечивает всякие флюоро- и фосфоресцентные штуковины, типа флюоресцентных красителей. Развлекаться можно очень долго, ибо завораживать оно не перестаёт.
Немного о безопасности. Ватт лазерного излучения — это дохрена много. Опасна, по большому счёту, даже отражёнка от этой синей точки, не говоря уже об отражёнке от блестящих предметов типа стекла и тем более прямом попадании в глаз. Серьёзно, это хороший способ остаться БЕZГЛАЗb|М или серьёзно посадить зрение. Я сам вовсе не фанат соблюдения ТБ, но настоятельно рекомендую приобрести защитные очки, если ранее опыта общения с такими лазерами не имелось. Вот такая вот опасная игрушка. В планах проапгрейдить мой второй запасной драйвер до большей мощности (этот выдаёт по умолчанию около 800-900 мА, что соответствует оптической мощности в 700 мВт) и получить честный ватт. С момента написания текста сверху случился и обнаружился ряд любопытных вещей. Во-первых, у этих ЛД сильный разброс длин волн (до десятка нанометров, если не более), и причём, по-видимому, это сделано намеренно, чтобы исключить в проекторе спеклы (напомню, это мелкие точки, "шум" вокруг точки сфокусированного лазера, возникающие вследствие его монохроматичности) на картинке проектора, т. е. диоды в одном модуле проектора специально подбираются с разными длинами волн. Во-вторых, один из друзей притащил мне полный аналог моего самодельного лазера, только сделанный с гораздо лучшим, выточенным специально под этот коллиматор теплоотводом, и в корпусе от нормального фонаря. Взамен я ему отдал свою самоделку.   В-третьих, мне приехала китайская указка заводского изготовления, с фокусировочной системой. Про неё стоит сказать несколько слов отдельно. Несмотря на низкую (140$) для 1-ваттной синей указки цену, она отдаёт честные 900-950 милливатт излучения (самоделка на драйвере от AixiZ выдаёт лишь 700-800 мвт. Измерены обе на измерителе мощности). У неё относительно неплохое охлаждение и отличная фокусировочная система.  В перетяжке луча она моментально пускает струйку дыма из кожи пальца, прожигает и поджигает белую (!) бумагу, пластик просто уничтожается, спичка перерезается пополам, короче это очень, очень злая штуковина при близкой фокусировке. К сожалению, ей уже неведомым образом поцарапалось выходное окно и теперь точка имеет две расположенные буквой Х безобразные полосы. Мощности в них, полосы, уходит немного, но выглядят они просто отвратительно.    
А ещё, поскольку на руках у меня в какой-то момент оказалось сразу три синих лазера, оказалось невозможным удержаться от играния с ними в задымленном помещении. Переотражения и преломления лучей в призме получились просто безобразно красивыми. Лучше просто посмотреть фотоснимки и видео этого дела.    
|
10 апр
2011|Ответить
Расул Салтыков
