Как сделать лазерный гравер из dvd приводов

Самодельный миниатюрный лазерный гравер на Arduino Uno

Лазерный гравер в действии и процесс сборки устройства

Материалы и инструменты

Для создания гравера вам понадобятся следующие основные компоненты:

  • Arduino UNO (с USB-кабелем).
  • 2 шаговых двигателя от DVD-приводов.
  • 2 контроллера для шаговых двигателей A4988 и соответствующая плата расширения для Arduino.
  • Лазер мощностью 250 мВт с настраиваемой оптикой.
  • Блок питания (минимум — 12В, 2А).
  • 1 N-канальный полевой транзистор IRFZ44N.

Вот список необходимых инструментов:

  • Паяльник.
  • Дрель.
  • Напильник по металлу.
  • Наждачная бумага.
  • Кусачки.
  • Клеевой пистолет.

Шаг 1. Шаговый двигатель

В нашем проекте понадобится два шаговых двигателя из DVD-приводов. Один нужен для перемещения стола гравера по оси X, а второй — по оси Y. Поискать подходящие приводы можно в нерабочих компьютерах или в местном магазине подержанной электроники. Я нашёл то, что мне было нужно, очень дёшево, именно в таком магазине.

Винты на корпусе DVD-привода

DVD-привод со снятой крышкой

Необходимые нам части DVD-приводов

DVD-приводы нужно разобрать. Последовательность действий по «добыванию» из привода того, что нам нужно, выглядит так:

  • Откручиваем все винты, воспользовавшись отвёрткой с профилем Phillips.
  • Отключаем все кабели.
  • Открываем корпус и откручиваем винты, крепящие шаговый двигатель и соответствующий механизм.
  • Извлекаем двигатель и присоединённый к нему механизм.

В результате в нашем распоряжении окажется два 4-пиновых биполярных шаговых двигателя.

Шаг 2. Изучаем шаговый двигатель

Шаговый двигатель

Шаговый двигатель — это электромеханическое устройство, которое преобразует последовательности электрических импульсов в дискретные угловые перемещения ротора. То есть — ротор такого двигателя может, реагируя на поступающий на него сигнал, выполнить определённое количество шагов. Шаговые двигатели можно сравнить с цифро-аналоговыми преобразователями, превращающими цифровые сигналы от управляющих схем в нечто, имеющее отношение к физическому миру. Такие двигатели применяются в самых разных электронных устройствах. Например — в компьютерной периферии, в приводах дисководов, в робототехнике.

Шаг 3. Подготовка шаговых двигателей

Кабель для подключения шагового двигателя к контроллеру

Кабель для подключения шагового двигателя к контроллеру

Для начала, используя мультиметр в режиме проверки целостности цепи, найдём контакты, подключённые к двум катушкам двигателя — к катушке A, и к катушке B.

Я подготовил 2 пары проводов разного цвета, одну пару для подключения к катушке А, вторую — для подключения к катушке B.

Шаг 4. Сборка стола гравера

Сборка стола гравера

Для сборки подвижного стола гравера я склеил механизмы шаговых двигателей, разместив их перпендикулярно друг другу. Основание стола сделано из ДСП.

Шаг 5. Сборка держателя для лазера

Сборка держателя для лазера

Установка держателя

Держатель для лазера собран из дерева. Модуль лазера крепится к нему кабельной стяжкой.

Шаг 6. Прикрепление лазера к держателю

Лазер, стол гравера и лазер, закреплённый на держателе

В этом проекте используется лазерный модуль мощностью 200-250 мВт (длина волны — 650 нм). Оптическая система этого модуля позволяет сфокусировать лазер на нужном расстоянии.

Для того чтобы обеспечить охлаждение гравера при его длительной работе — можно воспользоваться радиатором. Его можно купить или снять со старой материнской платы.

Шаг 7. Подключение электронных компонентов

Подключение электронных компонентов

Теперь нужно подключить к Arduino плату расширения. К ней надо подключить контроллеры шаговых двигателей, шаговые двигатели, лазер и блок питания.

Шаг 8. Загрузка и установка Benbox Laser Engraver, Arduino IDE и драйвера CH340

Материалы Benbox Laser Engraver

Теперь пришло время загрузить и установить необходимое ПО. В частности, нам нужны следующие программы:

  • Benbox Laser Engraver 3.7.99.
  • Arduino IDE.
  • Драйвер CH340 для Arduino (входит в состав дистрибутива Benbox Laser Engraver).

После установки программного обеспечения нужно перезагрузить компьютер и подключить Arduino к компьютеру по USB.

Шаг 9. Установка прошивки для Arduino Nano

Окно обновления прошивки

Теперь в окне Benbox Laser Engraver нужно нажать на кнопку с изображением молнии (она находится в верхнем ряду кнопок, справа). Далее, в появившемся окне надо выбрать подходящий COM-порт, выбрать устройство (UNO(328p)) и указать путь к .hex-файлу прошивки. Теперь надо нажать на кнопку с галочкой. После успешного завершения прошивки Arduino в заголовке окна появится зелёная галочка.

Шаг 10. Настройка параметров Benbox Laser Engraver

Настройка параметров программы

Теперь нужно настроить параметры гравера. Для этого надо нажать на синюю кнопку меню, которая находится в правом верхнем углу окна программы. Потом, для открытия списка параметров, надо щёлкнуть по кнопке с изображением стрелки, направленной вправо. Далее, надо заполнить список параметров так, как показано на предыдущем рисунке.

После этого надо щёлкнуть по кнопке со стрелкой, направленной влево, и выбрать порт, к которому подключён гравер.

Выбор порта

Шаг 11. Первый сеанс гравировки

Создание простого изображения для проверки работы системы

Начальная точка гравировки (0, 0) отмечена маркером, который выглядит на рисунке как красная дуга. Он находится в левом верхнем углу рабочего поля программы. При проверке правильности работы системы можно нарисовать в рабочем поле какую-нибудь простую фигуру, воспользовавшись инструментами, находящимися в левой части окна программы. После того, как изображение готово, запустить гравировку можно, нажав на зелёную кнопку со стрелкой, расположенную в верхней панели инструментов. Но перед этим надо сфокусировать луч лазера.

Шаг 12. Работа с гравером

Если у вас получилось всё то, о чём мы говорили выше, это значит, что теперь у вас есть собственный лазерный гравер.

Лазерный гравер из старых DVD-Rom

Добрый день, со временем у меня накопилось много нерабочих CD или DVD приводов. В интернете много описаний изготовления разного рода лазерных граверов сделанных на основе таких приводов. Сегодня я хочу поделиться с вами своим опытом по изготовлению такого гравера. В качестве контролера – Arduino Uno

Для изготовления лазерного гравера или ЧПУ (числовое программное управление) станка нам понадобится:

— DVD-ROM или CD-ROM
— Фанера толщиной 10 мм (можно использовать и 6мм)
— Саморезы по дереву 2.5 х 25 мм, 2.5 х 10 мм
— Arduino Uno (можно использовать совместимые платы)
— Драйвер двигателя L9110S 2 шт.
— Лазер 1000 МВт 405nm Blueviolet
— Аналоговый джойстик
— Кнопка
— Блок питания на 5В (я буду использовать старый, но рабочий компьютерный блок питания)
— Транзистор TIP120 ил TIP122
— Резистор 2.2 kOм, 0.25 ВТ
— Соединительные провода
— Элетролобзик
— Дрель
— Сверла по дереву 2мм, 3мм, 4мм
— Винт 4 мм х20 мм
— Гайки и шайбы 4 мм
— Паяльник
— Припой, канифоль

Необходимо удалить всю оптику и плату, находящуюся на механизме:

Далее отрезаем шлейф, идущий от шагового двигателя, и припаиваем к выводам провода:

К одному из механизмов нужно приклеить столик. Можно изготовить столик из той-же фанеры, вырезав квадрат со стороной 80 мм. Или вырезать такой-же квадрат из корпуса CD/DVD-ROM-а. Тогда деталь, которую планируете гравировать, можно будет прижимать магнитом. Вырезав квадрат, приклеиваем его:

Ко второму механизму нужно приклеить пластинку к которой в последующем будет крепиться лазер. Вариантов изготовления масса и зависит от того что у вас есть под рукой. Я использовал пластиковую модельную пластину. На мой взгляд, это самый удобный вариант. У меня получилось следующее:

Шаг 2 Изготовление корпуса.
Для изготовления корпуса нашего гравера мы будем использовать фанеру толщиной 10 мм. Если ее нет, можно взять фанеру и меньшей толщины, например 6 мм, или заменить фанеру на пластик. Необходимо распечатать следующие фото и по этим шаблонам вырезать одну нижнюю часть, одну верхнюю и две боковых. В местах отмеченных кружком проделать отверстия для саморезов диаметром 3мм.

После резки должно получится следующее:

В верхней и нижней частях необходимо проделать отверстия 4 мм под крепления ваших частей приводов. Я не могу сразу разметить эти отверстия, так они бывают разные:

При сборке необходимо использовать саморезы по дереву 2.5 х 25 мм. В местах вкручивания саморезов необходимо предварительно просверлить отверстия сверлом 2 мм. Иначе фанера может треснуть. Если предполагается собирать корпус из пластика, необходимо предусмотреть соединение деталей металлическими уголками и использовать винты диаметром 3 мм. Для придания эстетического вида нашему граверу стоит зашкурить мелкой наждачной все детали, при желании можно покрасить. Мне нравится черный, я покрасил все детали в черный цвет аэрозольной краской.

Шаг 3 Подготовка блока питания.
Для питания гравера необходим блок питания на 5 вольт с силой тока не меньше 1.5 Ампер. Я буду использовать старый блок питания от компьютера. Отрезаем все колодки. Для запуска блока питания необходимо замкнуть зеленый (PC_ON) и черный (GND) провода. Можно поставить выключатель между этими проводами для удобства, а можно просто их скрутить между собой и использовать выключатель блока питания, если он есть.

Читайте также  Как работать перфоратором видео

Для подключения нагрузки выводим красный (+5), желтый (+12) и черный (GND) провода. Фиолетовый (дежурные +5) может выдать максиму 2 ампер или меньше, в зависимости от блока питания. Напряжение на нем есть даже при разомкнутых зеленом и черном проводах.

Для удобства приклеиваем гравер на двусторонний скотч к блоку питания.

Шаг 4 Джойстик для ручного управления.
Для выставления начальной позиции гравировки будем использовать аналоговый джойстик и кнопка. Размещаем все на монтажной плате и выводим провода для подключения к Arduino. Прикручиваем к корпусу:

Подключаем по следующей схеме:

Шаг 5 Размещаем электрику.
Будем размещать всю электрику сзади нашего гравера. Прикручиваем Arduino Uno и драйвера двигателя саморезами 2.5 х 10 мм. Соединяем следующим образом:

Провода от шагового двигателя по оси Х (столик) подключаем к выходам драйвера двигателя L9110S. Далее так:

Провода от шагового двигателя по оси Y (лазер) подключаем к выходам драйвера двигателя L9110S. Далее так:

Если при первом запуске двигатели будут гудеть, но не двигаться, стоит поменять местами прикрученные провода от двигателей.

Не забудьте подключить:

Шаг 6 Установка лазера.
В интернете полно схем и инструкций по изготовлению лазера из лазерного диода от пишущего DVD-Rom. Этот процесс долог и сложен. Поэтому я купил готовый лазер с драйвером и радиатором охлаждения. Это значительно упрощает процесс изготовления лазерного гравера. Лазер потребляет до 500 mA, поэтому его нельзя подключать напрямую к Arduino. Будем подключать лазер через транзистор TIP120 или TIP122.

Резистор 2.2 kOm необходимо включить в разрыв между Base транзистора и pin 2 Arduino.

Соединений здесь немного поэтому паяем все на весу, изолируем и прикручиваем транзистор сзади к корпусу:

Для прочной фиксации лазера необходимо вырезать еще одну пластинку из того же пластика что и приклеенная к оси Y пластина. Прикручиваем к ней радиатор охлаждения лазера винтами входящими в комплект к лазеру:

Внутрь радиатора вставляем лазер и фиксируем его винтами, так же входящие в комплект к лазеру:

И прикручиваем всю эту конструкцию на наш гравер:

Шаг 7 Среда программирования Arduino IDE.
Следует скачать и установить Arduino IDE. Лучше всего это сделать с официального сайта проекта.

Последняя версия на момент написания инструкции ARDUINO 1.8.5. Никаких дополнительных библиотек не требуется. Следует подключить Arduino Uno к компьютеру и залить в нее следующий скетч:

После заливки скетча следует проверить, что гравер работает как надо.

Внимание! Лазер это не игрушка! Луч лазера, даже не сфокусированный, даже отраженный, при попадании в глаза повреждает сетчатку глаза. Настоятельно рекомендую приобрести защитные очки! И все работы по проверки и настройке проводит только в защитных очках. Так же не следует смотреть без очков на работе лазера в процессе гравировки.

Включаем питание. При изменении положения джойстика вперед – назад должен двигаться столик, влево вправо – двигаться ось Y, то есть лазер. При нажатии кнопки лазер должен включаться.

Далее необходимо настроить фокус лазера. Надеваем защитные очки! Подкладываем на столик маленький лист бумаги, и нажимает на кнопку. Изменяя положения линзы (поворачиваем линзу), находим положение при котором точка лазера на листке минимальна.

Шаг 8 Подготовка Processing.
Для передачи изображения на гравер будем использовать среду программирования Processing. Необходимо скачать с официального сайта .

Следуя инструкции по установки, ставим Processing на компьютер. Открываем проект:

Программа будет отправлять данные для гравировки картинки с именем «Arduino Logo 300×300.png». Для гравировки другой картинки следует, следует ее вначале подготовить. Картинка должна быть расширения PNG, размером 300х300 точек и черно – белая. Имя картинки нужно написать в строке:

Отправлять данные программа будет в первый по очереди com-порт. Следует открыть диспетчер устройств на компьютере, и посмотреть стоит ли первым в списке com-портов ваша Arduino. Если первая, тогда ничего менять не надо, если нет – меняет «0» в строке на номер com-порта в списке:

Подготовив все, надеваем защитные очки, нажимает кнопу старта в окне processing и наслаждаем процессом гравирования.

Самодельный чпу лазерный гравер из камней и палок.

Подпишитесь на автора

Подпишитесь на автора, если вам нравятся его публикации. Тогда вы будете получать уведомления о его новых статьях.

Отписаться от уведомлений вы всегда сможете в профиле автора.

Сегодня я наконец таки доделал сам гравер и испытал его.

Теперь обо всем по порядку.

Изначально идея собрать лазерный гравер родилась когда я увидел на али экспрессе поделку NeJe — гравер из DVD приводов.

Цена 4-5 тысяч рублей, дорого. Но игрушка вроде интересная.

Посидел, покопал интернет, посмотрел ролики на ютубе. Вроде самому собрать не сложно.

Было у меня в наличие пара шаговых моторчиков от струйного принтера Epson (что-то типа 25 шагов на оборот), немного алюминиевого профиля из Леруа.

Решил попробовать из того что есть изобразить что-то типа чпу гравера Cyclone PCB Factory, о постройке которого я так же недавно рассказал. Только осей было бы 2.

Привод решил делать на ремнях, он проще.

Исходя из направляющих что оставались от принтеров прикинул размер и собрал основание. Закрепил моторчик, натяжитель ремня, направляющие, установил подвижный стол и закрепил ремень.

Фотографии с установленным ремнем не осталось.

Все бы ничего, но стол от края до края пробегал всего за 2,5 оборота шагового двигателя. Точности позиционирование такая схема не дала бы.

Ременной привод разобрал, начал думать как переделать схему на ходовой винт м5 и забросил.

Навалилось работы, стало некогда.

В это время товарищ подарил мне несколько DVD приводов на разбор. Пишущий DVD RW Sony и пару CD-RW DVD-ROM LG.

На пробу решил собрать гравер на кусках DVD привода. От чего ушел, к тому и пришел. Для того чтоб понять заинтересует меня это или нет вполне хватит.

Собирать гравер на кожухе от CD привода мне показалось не эстетичным. Решил собрать раму граверу из разного алюминиевого профиля. Был у меня квадрат 20х20х1.5, уголок 20х20х1.5, шинка 60х2 и П образный профиль 12х15х2. Еще одной задачей ставил себе набить руку в работе с профилем. Алюминий материал противный, то сверло при сверлении уведет, то рука при распиле дрогнет, то полотно закусит. В общем в качестве тренировки и отточки скиллов не лишнее. В дальнейшем планирую собрать принтер на профиле из Леруа.

Раму скреплял заклепочником. Быстро и надежно.

Если стоит цель сделать дешево и сердито, можно и нужно собирать на корпусе от привода.

На ось X использовал кусок от LG, на Y кусок от Sony. С подвижных кареток обоих приводов снял все что только можно. Это нам не потребуется.

Для обоих осей спроектировал и распечатал разные проставки на принтере. На ось Y с резьбой.

В качестве стола использовал кусочек 6мм оргстекла. Оргстекло после сборки гравера приклеил к печатному столику так же, суперклеем.

Вместо всяких гаек, подкладок и прокладок, мне было удобно распечатать разные крепежные элементы на принтере. Никаких клеевых пистолетов и соплей 🙂

Из квадратного профиля 20х20 нарезал 4 куска на основание и стойки.

Кусочек уголка 20х20х1.5 нужен был чтоб разнести стойки, чтоб между стойками вошел кусок с кареткой, привод по оси Y.

Собрал основание для оси Y. Два куска квадратного профиля и алюминиевая полоса. Скрепил заклепочником.

По месту приклепал стальные уголки для крепления портала оси Х.

В качестве держателей стоек оси X использовал стальные уголки из Леруа. Рублей по 14 за штуку.

И собрал все воедино.

Покупать готовый лазер с контроллером на Али дорого, в итоге купил только TTL контроллер для лазера.

За 250 с копейками рублей.

Лазерный диод взял из привода Sony. Линзу взял от привода LG. Лазерный диод в квадратном корпусе вставил в П образный профиль, модуль с лазером встал очень плотно, а перед ним разместил линзу в сборе от LG, с катушками фокусировки и прочей требухой. Идеально кстати подошла по ширине и высоте. В таком варианте появляется возможность регулировать фокусное расстояние от лазера до линзы.

На фото частично видно конструкцию самого лазерного модуля.

Ничего не придумал лучше и проще, чем притянуть лазерный модуль к каретке X кабельными стяжками. Достаточно надежно и можно регулировать расстояние от лазера до заготовки.

Электронику граверу паял на работе. После сборки показал свою игрушку коллегам. И началось: а бумагу порежет, а черную изоленту, а синий скотч, а если кусок припоя черным покрасить расплавит ? 🙂

Рассказываю, на картоне лазер оставляет след, черную изоленту и черный полиэтилен режет. Синий скотч на картоне режет.

В общем игрушка получилась забавная.

Читайте также  Как проверить ротор болгарки мультиметром видео

Уже дома. Подпилил по длине лазерный излучатель. Платку TTL спрятал внутри профиля.

Программа для перевода картинки в г-код называется CHPU.

Управляет фрезером GRBLController.

Гравирует картинку. Первый так сказать блин. Сравните с моей аватаркой 🙂

Естественно, надо подбирать режим гравировки. И небольшой вентилятор для обдува не помешал бы, дым от резки сдувать. Гравировал на куске картона.

Прошивку в плату я залил GRBL 1.1f, это есть в записи про плату.

Что касается настройки прошивки:

Шаговый двигатель DVD привода чаще всего имеет 20 шагов на оборот.

20/3=6,6666666666667 шага на 1мм

На драйверах a4988 установлен микрошаг 16.

Записываем в прошивку шаги на мм

Рекомендуют ток шаговых двигателей ставить 0,36А.

Напряжение на драйверах a4988 (для сопротивлений в 100Ом в драйвере) выставил 0,24 В

Для drv8825 напряжение было бы 0,18В

Для включения режима лазерный гравер в прошивке надо ввести

Лазер (через контроллер) у меня подключен к 11 ноге ардуино, с ШИМом.

Т.е. мощность лазера можно регулировать, и можно включать-отключать лазер программно.

Для включения лазера даем команду

Лазер не включится до того, пока каретка не поедет.

Для отключения лазера команда

Если о чем-то забыл рассказать — спрашивайте.

Повторюсь, игрушка получилась интересная, игрушкой я доволен.

Когда-нибудь дойдут руки и доделаю большой гравер.

БЕРЕГИТЕ ГЛАЗА! Не допускайте прямого и отраженного попадания луча лазера в глаза. Не смотрите на работающий лазер без специальных очков. Не допускайте домашних животных к работающему граверу!

Подпишитесь на автора

Подпишитесь на автора, если вам нравятся его публикации. Тогда вы будете получать уведомления о его новых статьях.

Отписаться от уведомлений вы всегда сможете в профиле автора.

Лазерный гравер на деталях от DVD или CD привода

Лазерная гравировка – методика, в основе которой лежит принцип воздействия лазерного луча определенной мощности на твердую поверхность. В процессе нанесения гравировки на выбранную поверхность световой поток проходит по оптоволокну и системе особым образом настроенных зеркал, что приводит к образованию луча, воздействующего на верхние слои материала.

Использование лазерных граверов, в том числе и сделанных своими руками из старых dvd, позволяет нанести выбранный рисунок или надпись на любую поверхность с максимально возможной точностью.

Что можно делать на лазерном гравере из дисководов?

Лазерный гравер, собранный на основе старых дисководов, позволяет наносить разнообразные надписи и рисунки практически на все материалы органического происхождения, то есть те, которые могут обуглиться или оплавиться. К ним можно отнести:

  • древесину;
  • кожу;
  • плотную бумагу и картон;
  • большинство видов пластика;
  • резину и др.

Лазерный гравер из дисководов можно использовать для нанесения гравировки на мелкие детали – сувениры, предметы быта, таблички и др.

  • Электропитание 110V or 220-240V/ 50

60Hz

  • Размеры, мм 1150х670х300
    • Вес, кг 35
    • Мощность трубки лазера 50 Вт
    • Рабочее поле 300 x 500
    • Разрешение, DPI 1000
    • Скорость гравировки 200 мм/с
    • Скорость перемещения луча 500 мм/с
    • Тип лазера СО2
    • Точность гравирования 0,01
    • Интерфейсы USB 2.0
    • Охлаждение Водяное
    • Тип двигателя шаговый
    • Цена 114 101 руб.

    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.

    Пошаговая инструкция по изготовлению ЧПУ-станка из ДВД-привода

    Сборка производится в несколько этапов:

    • Первый шаг – разборка имеющихся в наличии DVD-ROM или CD-ROM. Для создания домашнего гравера подойдет практически любое устройство. Его следует разобрать и извлечь внутренний механизм. Также потребуется удалить всю имеющуюся в устройстве оптику, плату и срезать шлейф, соединяющий детали с шаговым двигателем. Срезанный шлейф необходимо припаять к выводам провода, а к одному из механизмов приклеить столик (например, вырезав квадрат со сторонами равными 80 мм из оставшейся фанеры или деревянного щита или использовав корпус от разобранного ранее привода). Ко второму устройству следует приклеить планку для крепления лазера.

    • Второй этап – создание корпуса для будущего гравера. Для этого предпочтительнее использовать фанерные листы или дерево толщиной от 6 до 10 мм. Древесину также можно заменить на пластик. Вырезав 4 части короба, следует наметить отверстия для саморезов размера 2,5 × 25 мм. После разметки необходимо просверлить дырки в местах вкручивания, иначе материал корпуса может пойти трещинами.

    • Доработка энергетического блока. Для полноценного питания гравера требуется наличие блока питания на 5 В и номинальной силой тока не менее 1,5 А. Для установки следует срезать все колодки блока и замкнуть черный и зеленый провода. После этого блок питания закрепляется на гравере.

    • Сборка управляющего блока. Для управления устройством используется аналоговый джойстик и кнопка, размещенные на плате для монтажа и подключенные к Arduino Uno. С помощью дополнительных проводов детали крепятся к энергетическому блоку устройства.

    • Установка электроники. В первую очередь устанавливаем плату Arduino Uno и драйвера шагового двигателя, прикручивая их к основанию гравера саморезами. Далее провода от шагового двигателя по направлению оси X (рабочего стола устройства) подключаются к выходным каналам драйвера двигателя L9110S.

    • Установка лазера. Лазерный модуль, извлеченный из разобранного DVD-привода, подсоединяется к лазерному порту на драйвере движка.
    • Программирование на Arduino IDE. Скачать программу можно с официального сайта производителя. После этого запустить скачанный файл и установить ПО.

    ВАЖНО! Даже несфокусированный лазерный луч сравнительно небольшой мощности может стать пагубным для здоровья человека, повредив сетчатку глаза, поэтому все действия по работе с ним следует выполнять в защитном костюме и специальных очках.

    1. Завершающий этап – подготовка Processing, то есть среды, позволяющей программировать гравер и направлять в управляющий блок команды. Скачать программу можно с официального сайта производителя.

    При длительной работе самодельный гравер из приводов станет перегреваться, поэтому устройство требует установки активного охлаждения. Для этого рекомендуется заранее заложить в конструкцию устройства планки, позволяющие крепить к двигателям еще и кронштейны, которые понадобятся для установки вентилятора.

    Изготовление лазерного гравёра своими руками

    Иногда бывает нужно красиво подписать подарок, но чем это сделать — непонятно. Краска расплывается и быстро стирается, маркер — не вариант. Лучше всего для этого подходит гравировка. Даже не придётся тратить на неё деньги, так как сделать лазерный гравёр своими руками из принтера сможет любой умеющий паять человек.

    • Устройство и принцип работы
    • Создание лазерного гравера
    • Изготовление прибора с ЧПУ
      • Сборка внутренней части
      • Изготовление корпуса

    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.

    Читайте также  Как работает импульсный источник питания

    Создание лазерного гравера

    Для простых работ, вроде выжигания узоров на дереве, не нужны сложные и дорогие устройства. Достаточно будет самодельного лазерного гравёра, работающего от аккумулятора.

    Прежде чем делать гравёр, необходимо приготовить для его сборки следующие детали:

    1. Лазерный диод из DVD-RW привода.
    2. Фокусирующая линза.
    3. Алюминиевый П-образный профиль или трубка из цветного металла со внутренним диаметром 15-20 мм.
    4. Электролитический конденсатор 50 В, 2200 мкФ.
    5. Резистор 5 Ом.
    6. Плёночный конденсатор 100 нФ.
    7. Тактовая кнопка.
    8. Выключатель.
    9. Теплопроводящий клей.
    10. Аккумулятор типа 18650 и холдер для него.
    11. Коробка из-под губки для обуви.
    12. Скотч, в том числе и двухсторонний.
    13. Клеевой термопистолет с расходниками.
    14. Контроллер заряда.
    15. Гнездо Jack 2,1 Х 5,5 мм.

    Вытащите из DVD-привода пишущую головку.

    Аккуратно извлеките фокусирующую линзу и разбирайте корпус головки до тех пор, пока не увидите 2 лазера, спрятанных в теплораспределяющие кожухи.

    Один из них — инфракрасный, для считывания информации с диска. Второй, красный, — пишущий. Для того чтобы их отличить, подайте на их выводы напряжение в 3 вольта.

    Распиновка выводов:

    Перед проверкой обязательно наденьте тёмные очки. Ни в коем случае не проверяйте лазер, глядя на окошко диода. Смотреть нужно только на отражение луча.

    Необходимо выбрать лазер, который засветился. Оставшийся можно выбросить, если не знаете, куда его применить. Для защиты от статики спаяйте все выводы диода вместе и отложите его в сторонку. Отпилите от профиля 15 см отрезок. Просверлите в нём отверстие под тактовую кнопку. Проделайте в коробке вырезы под профиль, гнездо для зарядки и выключатель.

    Принципиальная схема лазерного гравёра из DVD своими руками выглядит следующим образом:

    Залудите контактные площадки на плате контроля заряда и холдере:

    С помощью проводов к контактам В+ и В- контроллера заряда припаяйте отсек для аккумулятора. Контакты + и — идут на гнездо, оставшиеся 2 — на лазерный диод. Сначала навесным монтажом спаяйте схему питания лазера и хорошо заизолируйте её скотчем.

    Проследите, чтобы выводы радиодеталей не замыкались между собой. Припаяйте к питающей схеме лазерный диод и кнопку. Поместите собранное устройство в профиль и приклейте лазер теплопроводящим клеем. Остальные детали закрепите на двухсторонний скотч. Установите на своё место тактовую кнопку.

    Вставьте профиль в коробку, выведите провода и закрепите его термоклеем. Припаяйте выключатель и установите его. Ту же процедуру проделайте с гнездом для зарядки. Термопистолетом приклейте на свои места аккумуляторный отсек и контроллер заряда. Вставьте в холдер батарею и закройте коробку крышкой.

    Перед началом использования нужно настроить лазер. Для этого в 10 сантиметрах от него поставьте лист бумаги, который будет мишенью для лазерного луча. Разместите фокусирующую линзу перед диодом. Отдаляя и приближая её, добейтесь прожига мишени. Приклейте линзу к профилю в месте, где был достигнут наибольший эффект.

    Собранный гравёр отлично подойдёт для мелких работ и развлекательных целей вроде поджигания спичек и прожига воздушных шариков.

    Помните, что гравёр — это не игрушка, детям давать его нельзя. Лазерный луч при попадании в глаза вызывает необратимые последствия, поэтому храните устройство в недоступном для детей месте.

    Изготовление прибора с ЧПУ

    При больших объёмах работ обычный гравёр не справится с нагрузкой. Если вы собираетесь использовать его часто и много, вам понадобится устройство с числовым программным управлением.

    Сборка внутренней части

    Даже в домашних условиях можно сделать лазерный гравёр. Для этого из принтера нужно извлечь шаговые двигатели и направляющие. Они будут приводить в движение лазер.

    Полный список необходимых деталей выглядит следующим образом:

    • Лазерный диод из пишущего привода.
    • Радиатор для диода.
    • 3 шаговых двигателя.
    • 6 направляющих круглого сечения.
    • Крепления для направляющих.
    • 3 двойных или 6 одинарных кареток скольжения.
    • Блок питания 5 В, 4 А.
    • Arduino UNO.
    • 2 драйвера шаговых двигателей.
    • 2 выключателя.
    • Лист металла 50 х 50 см и толщиной 2 мм (для основания).
    • Большой лист фанеры.
    • Уголки для скрепления фанеры.
    • Саморезы.
    • 2 мебельных петли.
    • Провода сечением 0,5 мм².
    • Подвижный кабель-канал.
    • Пластиковые стяжки для проводов.
    • Транзистор IRFZ44.
    • 2 прижимных ролика.
    • 5 шестерней.
    • Металлический стержень (ось для шестерней и роликов).
    • 4 подшипника.
    • Зубчатый ремень.
    • Понижающий DC-DC преобразователь на 2 А.
    • Четыре концевых выключателей.
    • Тактовая кнопка.
    • Гнездо Jack 2,1 х 5,5 мм.
    • 4 резиновые или силиконовые ножки.
    • Теплопроводящий клей.
    • Эпоксидная смола с отвердителем.

    Схема подключения всех компонентов:

    Расшифровка обозначений:

    1. Полупроводниковый лазер с радиатором.
    2. Каретка.
    3. Направляющие оси X.
    4. Прижимные ролики.
    5. Шаговый двигатель.
    6. Ведущая шестерня.
    7. Зубчатый ремень.
    8. Крепления направляющих.
    9. Шестерни.
    10. Шаговые электродвигатели.
    11. Основание из листа металла.
    12. Направляющие оси Y.
    13. Каретки оси X.
    14. Зубчатые ремни.
    15. Опоры креплений.
    16. Концевые выключатели.

    Измерьте длину направляющих и разделите их на две группы. В первой окажутся 4 коротких, во второй — 2 длинных. Направляющие из одной группы должны быть одинаковой длины.

    Добавьте к длине каждой группы направляющих по 10 сантиметров и вырежьте по полученным размерам основание. Из обрезков согните П-образные опоры для креплений и приварите их к основанию. Разметьте и просверлите в них отверстия для болтов.

    Просверлите в радиаторе отверстие и вклейте туда лазер, используя теплопроводящий клей. К нему припаяйте провода и транзистор. Болтами прикрутите радиатор к каретке.

    Установите на две опоры крепления для направляющих и зафиксируйте их болтами. Вставьте в крепления направляющие оси Y, на их свободные концы наденьте каретки оси X. В них вденьте оставшиеся направляющие с установленной на них лазерной головкой. Наденьте на направляющие оси Y крепления и прикрутите их к опорам.

    Просверлите отверстия в местах крепления электромоторов и шестерёночных осей. Установите на свои места шаговые двигатели и на их валы наденьте ведущие шестерни. Вставьте в отверстия заранее нарезанные из металлического стержня оси и закрепите их эпоксидным клеем. После его застывания наденьте на оси шестерни и прижимные ролики со вставленными в них подшипниками.

    Установите зубчатые ремни так, как это показано на схеме. Перед закреплением натяните их. Проверьте подвижность оси Х и лазерной головки. Они должны перемещаться с небольшим усилием, вращая через ремни все ролики и шестерни.

    Подключите к лазеру, двигателям и концевикам провода и стяните их стяжками. Получившиеся пучки уложите в подвижные кабель-каналы и закрепите их на каретках.

    Концы проводов выведите наружу.

    Изготовление корпуса

    Просверлите в основании отверстия для уголков. Отступите от его краёв 2 сантиметра и начертите прямоугольник.

    Его ширина и длина повторяет размеры будущего корпуса. Высота у корпуса должна быть такой, чтобы в него помещались все внутренние механизмы.

    Расшифровка обозначений:

    1. Петли.
    2. Тактовая кнопка (старт/стоп).
    3. Выключатель питания Arduino.
    4. Выключатель лазера.
    5. Гнездо 2,1 х 5,5 мм для подачи 5 В питания.
    6. Защитный короб DC-DC инвертора.
    7. Провода.
    8. Защитный короб Arduino.
    9. Крепления корпуса.
    10. Уголки.
    11. Основание.
    12. Ножки из нескользящего материала.
    13. Крышка.

    Вырежьте из фанеры все детали корпуса и скрепите их уголками. С помощью петель установите на корпус крышку и прикрутите его к основанию. В передней стенке вырежьте отверстие и просуньте сквозь него провода.

    Соберите из фанеры защитные кожухи и вырежьте в них отверстия под кнопку, выключатели и гнёзда. Установите Arduino в кожух так, чтобы USB разъём совпал с предназначенным для него отверстием. Настройте DC-DC преобразователь на напряжение 3 В при токе 2 А. Закрепите его в кожухе.

    Установите на свои места кнопку, гнездо питания, выключатели и спаяйте электрическую схему гравёра воедино. После припаивания всех проводов установите кожухи на корпус и прикрутите их саморезами. Чтобы гравёр заработал, нужно залить прошивку в Arduino.

    После прошивки включите гравёр и нажмите кнопку «Старт». Лазер оставьте выключенным. Нажатие кнопки запустит процесс калибровки, во время которого микроконтроллер измерит и запомнит длину всех осей и определит положение лазерной головки. После его завершения гравёр станет полностью готовым к работе.

    Прежде чем начинать работать с гравёром, нужно перевести изображения в понятный для Arduino формат. Сделать это можно с помощью программы Inkscape Laserengraver. Переместите в неё выбранное изображение и нажмите на Convert. Полученный файл отправьте по кабелю на Arduino и запустите процесс печати, включив перед этим лазер.

    Такой гравёр может обрабатывать только предметы, состоящие из органических веществ: дерево, пластик, ткани, лакокрасочные покрытия и прочие. Металлы, стекло и керамику гравировать на нем не получится.

    Никогда не включайте гравёр с открытой крышкой. Лазерный луч, попадая в глаза, концентрируется на сетчатке, повреждая её. Рефлекторное закрытие век вас не спасёт — лазер успеет выжечь участок сетчатки ещё до того, как они захлопнутся. При этом вы можете ничего не почувствовать, но со временем сетчатка начнёт отслаиваться, что может привести к полной или частичной потере зрения.

    Если вы поймали лазерный «зайчик», как можно скорее обратитесь к офтальмологу — это поможет избежать серьёзных проблем в дальнейшем.