Laserprojektor

Jetzt zu diesem Projekt: 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

Frontansicht mit dem Bullauge ohne Verglasung. Eine Laserstrahlablenkung von 40 Grad ist möglich. Inzwischen klebt auch ein Warnschild "Laserstrahlung" vorne dran. Außenmaße: BHT 29x20x20cm Leistung: Laser Rot und Blau(405nm) max. je 100mW, Grün 20mW (Ansteuerung alle über TTL)


Hinteransicht (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.


Der Deckel, designed in "Corel Draw". Über eine selbstgeschriebene Software in ein Fräsprogramm konvertiert und schließlich aus Kunststoff gefräst.



Der Blick ins Innere! 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 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.


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).


Von hinten geöffnet. Unten (G-B-R) jeweils 5V für die 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

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.


Der Netzanschluß

	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.


Der grüne Laserstrahl ist dünner als Rot und Blau. 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 :-)


Devils Eye macht alle Ehre.


Da strahlt aber einer!

	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.


Da rauscht die Kamera.


Andere Perspektive


Ein Fächer


Mal von unten geknipst.


Ein Kreis (Tunnel)


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 Farben.

	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.

	Vorwort
Eins erst mal vorweg - ich habe keine Ahnung von dem was ich tue aber ich mache es einfach! Jetzt zu diesem Projekt: 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).

	Die Software

Die Software ist in Visual Basic v4.0 geschrieben also nicht besonders schnell das Ganze muß es aber auch nicht. Importiert werden .ild, .plt und das eigene .frm (plt ist HPGL) Dann lassen sich Filme bearbeiten anhängen, scalieren, rotieren und verschieben. Einzelne Punkte und Farben können auch angepasst werden. Eine Filmvorschau ist auch möglich. Gespeichert wird nur im benötigten .frm Format.

	Laser Leistungsmeßgerät

Der Leistungsmesser... Eigentlich brauch man nicht unbedingt einen aber somit konnte ich meine 808nm Schutzbrille wenigstens testen. Der Leistungsmesser ist so empfindlich das die Wärmestrahlung der Hand aus 1m Entfernung die Anzeige "tanzen" läßt.


10 Widerstände á 10 Ohm verlötet und mit 2-Komponenten Wärmeleitkleber auf ein Peltierelement (15x15mm) verklebt. Die Widerstände dienen jediglich der Kalibrierung.


Dann verdrahtet und mit 2-Komponentenkleber fixiert.


Das Gehäuse aus Aluminium mit Kühlfahnen für eine konstante Referenztemperatur. In der Vertiefung (Windschutz) ist nun das modifizierte Peltierelement mit Wärmeleitkleber angeklebt worden. Für bessere Absorbtion ist alles mit Kerzenruß geschwärzt worden.


So sieht es nun innen aus. Der untere Teil ist angeschraubt und dient auch als Zugentlastung für die Anschlüsse.


Eine Gravur macht schon was her.


Die Elektronik kommt in einem simplen gekauften Kunststoffgehäuse unter. Die Spannungsverstärkung (vom Peltierelement) erfolgt über einen Chopperverstärker. Ein einfacher OPV liefert eine Mittenspannung. Das verstärkte Signal wird über ein galvanisch getrenntes Voltmodul ausgegeben. Drei Messbereiche lassen sich durch Spannungsteiler einstellen. Die Stromaufnahme ist sehr gering.


Vorne die zwei Anschlüsse sind zum kalibrieren (direkte Verbindung mit den 10 Widerständen). Angelegte Spannung und Strom messen. Abgegebene Leistung errechnen P=U*I und mit dem Spindeltrimmer den Wert vom Display einstellen (Verstärkung). Die Kennlinie der Temperatur zur Spannung ist linear.


Jetzt den Laser druff halte.


Aha viel weniger als angenommen. Komisch... Komisch... Sollte das Doppelte sein.


Gedämmtes Licht und Langzeitbelichtung lassen es schöner aussehen.

	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 fazinierend.
	Im Forum von Laserfreak.net findet man viele nützliche Dinge, vor allem die Idee mit dem Laser Leistungsmesser habe ich mir dort abgeschaut. Super Forum sehr zu empfehlen.