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Vorwort - Warum einen Laserprojektor selber bauen

 
Die Idee hierzu stammt einfach aus der Faszination parallele Photonenstrahlung. Nun einfach mal ein Laser kaufen ist langweilig, damit sollte man schon was machen können. Kurzum ein Projektor ist eine tolle Herausforderung.
Die folgenden Fotos dokumentieren den Aufbau und deren Funktionsweise.
Der Projektor ist ein Stand-Alone Gerät welches Vektorgrafiken (Standbild oder Animation) von einer Speicherkarte ließt und projiziert.
Der Kern der Recheneinheit ist ein ATMEGA64 mit 16MHz Taktfrequenz der über einen ISP-Port von extern programmiert werden kann. Der Prozessor ist in Assembler programmiert. Das meiste wurde von elm chan übernommen (siehe Danksagung). Ich musste lediglich das Programm erweitern und modifizieren.
Die Bedienung erfolgt über vier Taster auf der Rückseite und dient der Navigation im Strukturverzeichnis der MMC/SD.
Da der Projektor nur ein spezielles Fileformat liest (halb so groß wie ILDA), benötigt man eine externe Software zum konvertieren. Diese habe ich in Visual Basic geschrieben und kann somit das bekannte ILDA-Format importieren. Auch selbst erstellte Grafiken in Corel Draw lassen sich nun importieren und bearbeiten. Nun ja ein kleiner POST-Prozess um die Vektoren als Fräsprogramm auszugeben ist auch eingebettet (wenn man schon mal dabei ist).



Das Gehäuse des selbstgebauten Laserprojektors

 
Frontansicht mit dem Bullauge ohne Verglasung. Eine Laserstrahlablenkung von 40 Grad ist möglich. Inzwischen klebt auch ein Warnschild "Vorsicht - Laserstrahlung" vorne dran.
Außenmaße des Projektors: BHT 29x20x20cm
Leistung der Laser: Laser Rot und Blau(405nm) max. je 100mW, Grün 20mW (Ansteuerung alle über TTL)
 
Hinteransicht des Laserprojektors (Frontblenden aus Kunststoff und Aluminium gefräst)
Der rote Schlüsselschalter sollte noch eine spezielle Funktion bekommen, habe ich aber verworfen und er ist blind.
Rechts: sieht aus wie ein Kühlkörper ist aber nur eine Blende.
Nun noch mal mit dämmriger Beleuchtung damit man die LCD-Beleuchtung besser sieht. Auch ist hier gut die Innenraumbeleuchtung des Laser-Projektors gut zu erkennen.
 
Der Deckel vom Laserprojektor, designed in "Corel Draw". Über eine selbstgeschriebene Software in ein Fräsprogramm konvertiert und schließlich aus Kunststoff gefräst.
 
Der Blick ins Innere des Laser-Projektors! Links hinten der grüne Laser. In der Mitte die zwei "Spiegelhalter" und rechts die 2-Koordinaten Spiegelablenkung (Galvo).
 
Nun mal von vorne reingeschaut.
 
Das schwarze Loch ist das Austrittsfenster. Ganz vorne in der Mitte der sogenannte Photonenrammbock. Unter der Alu-Aufbauplatte befindet sich die Leistungseinheit, Spannungsversorgung und Treiber für die Spiegelmotoren.
 
Unten rechts die Spannungsversorgung +-5V; +-15V, +12V. Links der Treiber 2*1A (Analoger Eingang +-10V) und in der Mitte der selbstgefräste Kühlkörper für den Galvo-Treiber.
 
Die gestapelten Platinen sind die Treiber für den roten und "blauen" 405nm Diodenlaser. Also blau ist mehr violett vom Blue-Ray-Player. Ein Schlüsselschalter soll vor unbefugten benutzen schützen.
 
Jetzt die andere Seite. Unten in der Mitte der Hochspannungsinverter für die LCD-Hintergrundbeleuchtung (PE-Folie).
 
Laserbeamer: Von hinten geöffnet. Unten (G-B-R) jeweils 5V für die einzelnen Laser
 
Die Hauptplatine mit den Bedienelementen und Kartenslot für die Lasergrafiken. Das Poti ist ein Pegelregler für den Output. In der Mitte der PC-Anschluß um den Mikrocontroller via ISP zu programmieren. Für den Betrieb ist kein PC erforderlich.
 
Zum Schluß noch mal ein Größenvergleich.


Das Innenleben des Laserprojektors

 
Vorne das runde schware Ding ist der rote Laser und hinten rechts mit Kühlkörper der blaue Laser links darunter der Treiber für den grünen Laser.
 
Alle Laser stehen auf einem Justageklotz, der es ermöglicht den Laser genau zu positionieren. Natürlich auch selbstgebaut. (Drei Ecken drei Schrauben zwei mit Durchgangsloch und eine mit Gwinde, die vierte Ecke mit gefederter Kugel von unten auf die Deckplatte drückend)
Das Mainboard mit dem ATMEGA64 (16MHz) der auf einer Adapterplatine sitzt. In der Mitte der serielle Dual DAC.
 
Die Platine wurde auch im Corel Draw entworfen und mit meiner "Spezialsoftware" in ein Fräsprogramm konvertiert. Anschließend mit einem 0,5mm Kugelfräser gefräst.
 
Der blaue LD-Treiber.
 
Unten der rote LD-Treiber
 
Schönes blaues Licht :-)
 
Im LCD-Display der Name des Verzeichnisses oder der Dateiname von der MMC-Karte.
 
OPV für die Referenzspannung des Digital-Analog-Converter.
 
Einer der beiden dielektrisch beschichteten Spiegel (Dicro), dieser reflektiert nur das rote Licht andere Farben werden duchgelassen.
 
Geschwungener Kühlkörper, weil gerade hat ja jeder :-)
 
Der ersteigerte gebrauchte Spiegeltreiber.
 
4 Taster zum Steuern und Navigieren.
 
Das Schaltnetzteil mit 5V 12A (boaaa) und den 15V für 5€ bei Pollin, da brauch man nicht anzufangen es selber zu bauen.
 
Selbstbauprojekt Laser-Projektor: Der Netzanschluß




Der Laser eingeschaltet

 
Schön zu sehen wie der grüne Laser durch das Dicro schießt und der rote Laser abgelenkt wird. Aus Rot und Grün wird Gelb, was auf dem Foto irgendwie nicht so rüberkommt. Etwas Rot und links davon das Blau (sieht man hier nicht) schießen dennoch durch das Dicro, deshalb dieser Rammbock damit keine unerwünschte Strahlung austritt.
 
Jetzt sieht man schön den blauen Laser (405nm).
Der grüne Laserstrahl ist dünner als der Rote und Blaue Laser. Nicht gerade ideal für eine Farbmischung.
 
Der "Photonenrammbock" ist so konzipiert, dass der Strahl nach unten reflektiert wird und dort noch einmal gestreut wird. Die Oberfläche ist dementsprechen rauh gehalten worden.
Auch gut zu sehen ist die Spiegelablenkung X/Y (Closed Loop). Soll - Ist - Positionskontrolle
 
Ein Punkt :-) Laserbeam
 
Devils Eye macht seinem Namen alle Ehre.
 
Da strahlt aber einer!




Der selbstgebaute Laserprojektor im Einsatz (Strahlen)

 
Licht aus... Ein Kreis mit allen Farben. Grundfarben: Rot, Grün, Blau und Mischfarben: Cyan, Magenta, Gelb und Weiß. Leider gibt es noch Probleme mit den Mischfarben, vermutlich mit den LD-Treibern. Laserstrahlen zu fotografieren ist auch eine besondere Herrausforderung. Live kommen die Farben etwas besser raus.
 
Laserprojektor: Da rauscht die Kamera bei längerer Belichtungszeit.
 
Laserprojektor: Ein Farbfächer, es sind die darstellbaren Farben zu erkennen.
 
Laserprojektor: Mal von unten einen Farbfächer geknipst.
 
Laserprojektor: Ein Kreis (Tunnel-Effekt)
 
Laserprojektor: Irgendwas aus einer Effekt-Animation.
 
Die Tesla-Spule wird mein nächstes Projekt.
 
Animation mit dem Projektor. Da sieht man schön das Weiß aus allen drei Lasern zusammengesetzt.



Der Laserprojektor Im Einsatz (Animation)

 
Alle hier gezeigten Grafiken sind aus dem ILDA-Format mit meiner Software konvertiert und über den Projektor ausgegeben worden.
 
Na gut die Blume habe ich selber gemalt. Diente als Vorlage zum streichen der Schlafzimmerwand.
Dafür ist so ein Photonenschmeißer ideal.
 
 
 
 
 
 
 
 
Für Laserstrahl-Effekte bieten sich geometrische animierte Figuren an.



Die Software zum editiern des ILDA-Format

Die Software ist in Visual Basic v10 geschrieben also nicht besonders schnell, muss es aber auch nicht.
Importiert werden *.ild, *.plt und das eigene *.frm (plt ist HPGL)
Dann lassen sich Filme bearbeiten anhängen, scalieren, rotieren, transformieren und optimieren. Einzelne Punkte und Farben können auch angepasst werden. Eine Filmvorschau ist auch möglich.
Gespeichert wird hingegen nur im *.frm Format.

Überarbeitete Version von Karsten:
Download ILDA-Edit.exe V1.0.0.1 für Windows 208KByte  keine Installation nötig ( Klicks )     Screenshot


Der Schaltplan (Mainboard)

Zum vergrößern den Schaltplan anklicken!

Das Herzstück ist der Prozessor ATMega64 von Atmel. Die Daten zur Show kommen von einer MMC/SD-Card. Der zugehörige Kartenleser ist gekauft, weil etliche Versuche fehlschlugen der Karte auch nur ein paar Daten zu entlocken.
Den Kartenleser incl. 3,3V Spannungsstabilisierung gibt es bei DISPLAY 3000.
Da der Scanner zur Ansteuerung eine analoge Spannung benötigt werden die digitalen Daten in einem DAC TLV5618 umgewandelt und anschließend verstärkt (Ausgang -10V bis +10V).
Der Original-Schaltplan stammt von Elm Chan und wurde von mir modifiziert um den Projektor mit drei Lasern (rot, grün, violett) zu betreiben.


Die Firmware & Fusebits-Einstellungen für den Mega64

Die Firmware wurde in Assembler von Elm Chan programmiert und von mir modifiziert. Nach Rücksprache mit Chan, erhielt ich die Erlaubnis diese modifizierte Version auf meiner Seite zu veröffentlichen.
Der Prozessor (ATMega64) wurde mit AVR-Studio 4 programmiert. Hier dazu die nötigen Einstellungen der Fuses und LockBits. Zum vergrößern der Bilder einfach diese anklicken.

         

    Download Firmware   ( Klicks ../book/gdq8 )

Danksagung

Die Seite von Elm Chan hat mich erst dazu gebracht einen Projektor zu bauen. Riesenlob zu dieser Seite und auch die anderen Dinge von ihm sind sehr fazinierend.



Video      Mein Kanal bei YouTube





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