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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/gcs6 )

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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Kommentare & Fragen (27)


  • Jerry schrieb am 01.01.2017, 10.58 Uhr

    Hi.
    The Laser according to your site compiled and worked several years perfectly.I made several files in the format .ild,but it fails to install,or download ILDA-edit of your pages.I have no idea where is the problem......
    Can I ask your advice?
    Thank you.
    Jerry


  • Rene schrieb am 31.05.2016, 00.40 Uhr

    Den Laser finde ich echt TOP!
    Das einzige was ich vermisse ist sound to light.
    Kannst du das noch integrierren?
    gruß


  • Arius schrieb am 08.07.2015, 00.43 Uhr

    Hallo, toller Projektor und super Design :D

    Ich hab mir dank der Vorlage hier von der Seite auch einen vergleichsweise ähnlichen gebaut.

    Allerdings weis ich jetzt nicht genau wie ich eine selbst erstellte Grafik in Corel Draw im ILDA-Editor öffnen kann bzw. importieren und bearbeiten kann. Um die dann in das benötigte *.frm umzuwandeln.

    Das ich dan selbst erstellt Grafiken bzw. Vektor-files an die Wand projizieren kann.

    Wie geht das mit CorelDraw?

    MfG
    Arius


  • babbel schrieb am 06.07.2015, 11.18 Uhr

    Wie müssen die .frm Files auf der SD-Karte gespeichert sein?

    Braucht man ein Verzeichnis?
    Wie müssen die Dateien benannt werden?


  • didap schrieb am 06.07.2015, 11.17 Uhr

    Ich hab des Gerät bis jetzt zum Laufen gebracht.
    Aber beim einsetzen einer SD-Karte (2GB) die ich zuvor in FAT (=FAT16) formatiert habe, kommt die Fehlermeldung:

    MMC err:3

    Was bedeutet das jetzt?


  • Michael schrieb am 05.05.2015, 06.42 Uhr

    Hallo, immer noch ein tolles Projekt!
    Gibt es irgendwo eine Beschreibung des Dateiformates?
    Ich hab leider nichts gefunden .
    Gruß Michael


  • InZan3 schrieb am 09.10.2014, 01.13 Uhr

    zwar schon ein Weilchen her aber ist es möglich ein Platinenlayout zu bekommen?


  • LaserFreak schrieb am 05.10.2014, 00.00 Uhr

    Ich liebe diesen Laser Projektor :D

    Und diese Seite ist einfach der hsmmer :D


  • Thad schrieb am 13.08.2014, 16.40 Uhr

    Do you have parts list for laser components table, scanner, mirrors etc


  • Phönix schrieb am 23.10.2013, 20.28 Uhr

    Gibt es da vielleicht noch die ein oder anderen Pläne zum anschauen ?
    Und die Dicros wo kan man sich sowas besorgen und können diese dan wieder bearbeitet werden.

    Und wie funktioniert dann das Handling mit der Software nach der vollständingen fertigung. Installation, bedienung ezt. ?

    Würde mich auf persönlichen Anschrieb freuen :)

    Ansonsten großes Lob und rießen Respekt


  • Phönix schrieb am 23.10.2013, 20.27 Uhr

    Was sind das für Lasertypen und was für Diodenlaser wird gebraucht.

    Gibt es eine Stückliste und ein Bestückungsplan für die Hauptplatine und auch für alle anderen Platinen ? :)

    Und muss der ATmega Prozessor programmiert werden ?


  • Phönix schrieb am 23.10.2013, 20.27 Uhr

    Also von Anfang an mein großes Lob, und großen Respekt an deine Arbeit. Ich hab mir überlegt sowas nachzubauen, aber leider fehlen mir noch Information (Schaltpläne ezt.)

    Zum beispiel die Treiber für die Laserdioden , von wo kommen die und sind die selbst gemacht wenn ja wie kommst du darauf ein Schaltbild zum beispiel?


  • RSchiessl schrieb am 28.06.2013, 12.07 Uhr

    Wow, bin echt beeindruckt.Verkauft Du so ein Gerät auch?


  • FlexAcousT schrieb am 19.02.2013, 07.54 Uhr

    Animiert durch diesen Artikel habe ich mich auch dran gesetzt, einen Laserprojektor zu bauen. Ich habe nur wenig Änderungen vorgenommen, da das bis0Uhr Projekt schon fast perfekt ist. Gratulation zu den schön gefrästen Teilen. Ich habe zwar auch eine CNC Fräse, aber bei mir gilt eher "form follows function".

    Ich habe einen RGB-Projektor gebaut mit 80mW grün, 250mW rot und 1000mW blau. Ich habe den SD-Reader mit Spannungsteilern realisiert. Alle Funktionen inkl. des Zooms (Motorpoti) sind 433MHz fernbedient. Firmware etwas modifiziert bezgl. Laserabschaltung bei Scannerstillstand und Abfrage des Schlüsselschalters via Prozessor mit \"Locked\" und \"Armed\" Anzeige im 2zeiligen Display.

    LD-Treiber selbstgebaut mit AD820 Rail-to-rail Opamps und Mosfet Endstufen mit Temperaturstabilisation. Durch Prozessor gesteuerte Lüfterregelung. Bisher ist der Projektor aber noch nie so warm geworden (>40degC), daß der Lüfter gestartet wurde...
    Gruß
    Flex

    Antwort: Wunderbar... wie detektierst du den Scannerstillstand? Darüber hatte ich mir auch schon den Kopf zerbrochen aber mir ist nichts vernünftiges dazu eingefallen. Ansonsten hast du alles eingebaut was meinem Projekt noch gefehlt hat - Super!
    1000mW blue laser... da muss man schon tief in die Tasche greifen :-)


  • Ever schrieb am 12.01.2013, 15.48 Uhr

    Excelente proyecto saludos desde Paraguay

    Thanks


  • Nippey schrieb am 05.12.2012, 20.27 Uhr

    Hey, klasse Dokumentiert!
    Ich habe seit längerem den Projektor von Elm-Chan auf dem Schirm und suche im Moment nach Realisierungsmöglichkeiten für den Galvo.
    Könntest du weitere Details zu deinem Galvo posten? :)
    Grüße Nippey

    Antwort:
    Anscheinend doch nicht ausreichend dokumentiert :-)
    Der Galvo ist ein Kaufteil. Den gab es mal auf www.mylaserpage.de und die Bezeichnung ist:

    Closed Loop Scanner K12n

    Der besteht aus Spiegeleinheit, Treiberelektronik und Schaltnetzteil. Ablenkung max. 40° optisch mit einer Scangeschwindigkeit bis zu 20K. Spiegelmaße 5x10mm dielektrisch beschichtet R>90%.
    Angesteuert werden sie mit +/-10Volt.


  • Zvezdovits Balázs schrieb am 06.03.2012, 21.23 Uhr

    Hello everyone!
    Someone could send out all the wiring diagram, and a program (. Hex file) Actually, the temperature measuring program chair is satisfied (attyny 26) my E-mail address: balazs8888@freemail.hu thank you for your help!

    Answer: Sorry, but I don't understand what you mean. The hex-file for the ATMega64 can you found on this page. But I doesn't have a temperature measuring.


  • Skappy schrieb am 08.12.2011, 14.34 Uhr

    Hello everybody,

    I'm Skappy from France and really sorry but my german is even worst than my english , so let speak english ok ?

    I'm very interesting in following the same way as bis0uhr have followed for building this fascinating projector but I need help with the PCB.

    May I ask to one of the previous builders if it is possible to send me the PCB file please ?

    @ : bonpas4@voila.fr

    Thank you very much - Bis0uhr, please keep doing such nice machine ...

    Have a nice day

    Skappy

    Answer: Thank you, more about this in my forum.


  • Alex schrieb am 11.07.2011, 10.03 Uhr

    Hey super gemacht sieht verdammt geil aus.

    Du hast was geschrieben von 170€ für Laser und Treiber, da stellt sich mir die Frage wo bekommt man solch qualitativ hochwertige Laser inklusive Treiber ?!??

    Antwort: Danke für das Kompliment. Ich meine die Laser sind nicht sonderlich qualitativ Hochwertig aber ausreichend für eine eindrucksvolle Demonstration. Kaufen kann man solche Laser incl. Treiber in Hongkong.


  • Manfred schrieb am 25.06.2011, 14.46 Uhr

    meine aufrichtige Anerkennung!!!


  • Jonas schrieb am 20.03.2011, 00.19 Uhr

    Ein hammer Teil. Sieht echt interessant aus - bin drauf gestoßen als ich für mein Zimmer nen Laser gesucht habe. Aber deiner ist echt cool!
    Was mich noch interessiert: Wie lange hast du ungefähr dran geschraubt?
    Wie viel € hast du reingesteckt?

    Antwort: Es war so ca. ein dreiviertel Jahr in dem ich an dem Laserprojektor rum geschraubt habe. Dabei wusste ich anfangs gar nicht wie er mal aussehen würde. Erst nach einzelnen Teilerfolgen entwickelte sich langsam das Aussehen und zum Schluss musste dann ein entsprechendes Gehäuse entworfen und gebaut werden.

    Das teuerste war der Scanner&Treiber (gebraucht) mit 170€, die Laser mit Treiberplatinen ca. 140€, das Netzteil nur 5€, diverse Elektronik (ist schwer zu schätzen) 100€, die Dicros glaube ich 40€ und das Material für Halter und Gehäuse gab´s zum Nulltarif als Restmaterial. Die Arbeitszeit ist unbezahlbar, dafür der Fun-Faktor (wenn es funktioniert) ist auch unbezahlbar.


  • M schrieb am 24.01.2011, 19.57 Uhr

    Ungelaublich! tolle anlage gebaud. alles spitze


  • Ice schrieb am 12.01.2011, 02.15 Uhr

    Hallo,
    klasse Projekt! Super Design!
    Gibt es eine Einzelteilliste der einzelnen Bauteile?

    Gruß
    Ice

    Antwort: Ich habe leider keine Einzelteilliste. Für die Elektronik kann man die Bauteile aus dem Schaltplan entnehmen und die mechanischen Teile sind im besten Fall nur skizziert worden ansonsten ist alles rein intuitiv. Step by step war die Devise.


  • Andreas schrieb am 11.11.2010, 00.30 Uhr

    Top Projekt!
    Aber trotzdem eine Frage: ist der Stand alone controller der gleiche wie bei Elm-Chan?
    Ich plane diesen auch nachzubauen.
    Vielleicht wäre es möglich den Schaltplan,Firmware und die Software zu bekommen.
    Gruß aus Berlin
    Andreas

    Antwort: Ja das ist der selbe Microcontroller. Den Schaltplan für den Projektor habe ich heute mal auf dieser Seite online gestellt. Meine modifizierte Firmware werde ich demnächst auch noch online stellen (muß noch einen kleinen Bug beheben).
    Die Software zum konvertieren ins *frm-Format kann ich auch veröffentlichen, jedoch ist sie ziemlich (quick & dirty). Abstürze können nicht ausgeschlossen werden.

    Bug ist behoben und Firmware nun online! 30.11.2010


  • Dexter schrieb am 18.10.2010, 12.31 Uhr

    Wirklich beeindruckend gutes engineering!


  • Uebro schrieb am 07.10.2010, 13.23 Uhr

    Sauber verbauter Laser mit Kartenleser gute Idee und bin auch vom Design begeistert nicht immer nur Stahlblech kein Hitzestau Super.
    Die Grafiken sind einfach aber wirklich schön.
    Weiter so.
    Grüße aus Österreich
    Uebro


  • Robert schrieb am 07.10.2010, 12.28 Uhr

    Hallo, toller Laser top Design Gratulation und vor allem top Präsentation.

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    last update 11.10.2011

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