3 組裝激光發(fā)射器
激光二極管 ● 從 DVDR 驅(qū)動(dòng)器中取出激光發(fā)射器并不難，不過大部分的鏡頭組件的外形都各不相同。找出激光二極管(會(huì)有兩個(gè)，一個(gè)是紅外的，一個(gè)是紅光的)然后從組件中將它們拆下來。
這些光學(xué)器件可以留給將來的制作項(xiàng)目使用
在鏡頭的兩側(cè)各有兩個(gè)強(qiáng)力磁鐵，你值得擁有
1.從鏡頭上拆下來的磁鐵 2.鏡子和透鏡 3.激光二極管 4.廢物 ● 其中有一光些學(xué)器件和兩塊磁鐵，你可以把它們屯下來為將來的制作項(xiàng)目做準(zhǔn)備。
你需要把激光二極管從支架上拆下來。這需要使一點(diǎn)微弱的力道。小心別傷著了激光二極管
其中一個(gè)是紅外激光二極管，另一個(gè)是我們所需要的紅色激光二極管
從二極管上移除連接電路板
● 當(dāng)你把兩個(gè)二極管拆下來以后你一定要小心翼翼。這兩個(gè)二極管非常小，也非常脆弱。 ● 從二極管上去除那一小片連接電路版，然后用兩節(jié) 7 號(hào)電池檢查一下紅色激光二極管是否健在。
● 既然你已經(jīng)有了裸奔的二極管，那么就是時(shí)候把二極管安裝到外殼中了。
在激光發(fā)射器外殼背部的小孔正好可以讓二極管的引腳穿過
● 把二極管放入外殼中，并用外殼的背面和鉗子非常小心地把二極管壓入外殼中。
現(xiàn)在二極管已經(jīng)牢牢地安置在外殼中了
● 當(dāng)你完成這一步后，你就駛?cè)肓私K點(diǎn)前順暢的直車道了。把導(dǎo)線焊接在正極和負(fù)極引腳上
● 然后把鏡頭用螺絲擰上，這樣你就搞定了。
用一些特富龍膠帶把鏡頭固定到位
178 毫瓦的輸出功率很不錯(cuò)了。不過這會(huì)讓二極管進(jìn)入過載狀態(tài)
二極管的工作電流為 310 毫安 4 制作機(jī)械部分
我很幸運(yùn)地找到了這些墊片，不過用一根螺栓和一些螺母也能達(dá)到很好的效果
用一片壓克力板作為底座 ● 為了盡可能地簡單，我找了一塊正好比 DVD-Rom 驅(qū)動(dòng)器的步進(jìn)電動(dòng)機(jī)組件略大一些的中密度纖維板。它將成為底座，固定住 X 軸和 Y 軸的方向。 ● 我找到了一些墊片來固定 Y 軸方向，不過幾根螺栓和數(shù)個(gè)螺母也能有不錯(cuò)的效果。這里的尺寸要求并不嚴(yán)格，不過必須確保每一根軸都與其他的軸相互垂直。我發(fā)現(xiàn)把第一層組件安裝在中密度纖維板上以后在對(duì)齊各個(gè)零件時(shí)會(huì)方便一些。
● 工作空間位于老的激光二極管組件上。確保它表明平整且水平放置，然后在上面涂上些膠水固定好，工作空間就完成了。我發(fā)現(xiàn)一塊 1/4 英寸的壓克力板剛好合適。它能讓工作空間保持足夠的穩(wěn)定性，不過由于激光能夠射穿它，所以我不確定這是否存在安全隱患。后來我想出了一個(gè)在我看來效果最棒的解決方案。我切下了一片與壓克力板的大小相同的DVDR 驅(qū)動(dòng)器的金屬外殼，然后用膠水把它粘了上去。這樣工作空間依然非常穩(wěn)定，而且強(qiáng)度也足夠了。它還有一個(gè)有利的作用，那就是你可以用磁鐵把你想要雕刻的東西固定在工作空間上。
● 我在廢品箱里找到了一些鋁型材。
● 把它當(dāng)作了 X 軸，不過你可以使用任何穩(wěn)固而且夠長的材料。
● 測量一下你覺得在雕刻時(shí)所需要的適當(dāng)高度。
● 我選擇了幾根長 7.5 英寸的板材用作支架。這樣會(huì)給我留下不到 2 英寸的細(xì)小間隙。
我鉆了幾個(gè)小孔，這樣就可以用電纜扎把線拴緊
● 一件重要的事情在于，組件上的安裝孔并不是對(duì)稱的。記得測量從支架底端到直線導(dǎo)軌的距離。這樣你就能確保所有的零件都對(duì)齊。你安裝 X 軸的位置取決于激光發(fā)射器的安裝位置。激光發(fā)射器應(yīng)該位于工作區(qū)域的中心，而 Y 軸位于中間。當(dāng)你將兩軸安裝在基座板上的時(shí)候，先確定所有的零件都相互成直角，然后鉆幾個(gè)供螺絲擰入的小導(dǎo)孔。
● 現(xiàn)在你應(yīng)該已經(jīng)完成了相互垂直的 X 軸和 Y 軸。
這里最重要的尺寸要求就是保證所有的東西都是四方的直角 ● 激光發(fā)射器的支架不一定要做得很復(fù)雜，我用的是一小片塑料板和一個(gè)夾子，然后把所有的東西都用膠水粘起來。 ● 用夾子固定激光發(fā)射器，這樣就可以靠簡單地把激光發(fā)射器上下滑動(dòng)來改變焦點(diǎn)位置。 ● 和其他的零件一樣，它的尺寸并不重要，只要一切都相互垂直就行。這里只有一個(gè)尺寸是需要你斟酌一番的，那就是激光發(fā)射器的位置。當(dāng) Y 軸和 X 軸位于中央位置時(shí)，它應(yīng)該處于工作空間的中心。
我在這里用一片和激光發(fā)射器支架上相同的黑色塑料進(jìn)行了測試。最后我用一片從 DVDR 驅(qū)動(dòng)器外殼上拆下來的金屬又測試了一次 | 5 電子器件
在你尋找所需的排線時(shí)，老舊的電腦是你的不二之選
這些排線雖不易焊接，但效果很好。我在兩臺(tái)步進(jìn)電動(dòng)機(jī)上都進(jìn)行了相同的焊接 ● 我開始焊接步進(jìn)電動(dòng)機(jī)。用一根排線連接步進(jìn)電動(dòng)機(jī)，然后把它們焊接在 DVD電路板上已有的接口上。我在另一頭焊接了一個(gè)四引腳的插頭，這樣就能插在試驗(yàn)電路板上使用。
Easydriver 和 Arduino 的初次測試——大成功 ● 對(duì) Easydriver 也進(jìn)行相同的處理，焊上引腳插頭，然后插在試驗(yàn)電路板上使用。 ● Easydriver 有兩個(gè)引腳，叫做 MS1 和 MS2，它們用于設(shè)定步進(jìn)的序列。將它們雙雙連在 Easydriver 的5伏電壓輸出上。這樣就把步進(jìn)序列設(shè)為了微步進(jìn)控制。把從步進(jìn)電動(dòng)機(jī)伸出的四根引腳連接在電動(dòng)機(jī)的輸出端，而控制引腳(step、dir 和 gnd)連在 Arduino 上。除了這些以外，Easydriver 還需要連上電動(dòng)機(jī)電源。我用一個(gè)12伏的電源適配器驅(qū)動(dòng)電動(dòng)機(jī)、風(fēng)扇和 Arduino。一個(gè)電位器被用于控制電動(dòng)機(jī)的電源，把它設(shè)到最低就行，要是步進(jìn)電動(dòng)機(jī)的動(dòng)力不足的話，就稍微調(diào)大一些。我并不清楚步進(jìn)電動(dòng)機(jī)的額定電壓，如果它們發(fā)燙了就說明你給的電壓太高。
在本制作項(xiàng)目中用不到的多余元件
● 我在電路圖上添加了一個(gè)繼電器，供風(fēng)扇使用。因?yàn)榈窨踢^程會(huì)產(chǎn)生一些煙霧，所以風(fēng)扇是很有用處的。 ● 風(fēng)扇只需要連接在風(fēng)扇輸出端上就行了。一只小型的電腦風(fēng)扇就有不錯(cuò)的效果，你只需把正極和負(fù)極的導(dǎo)線連在正確的輸出端即可。
在焊接所有的引腳時(shí)都要記得檢查位置是否正確
我把 Easydrives 安裝在插座中，這樣就能在以后的新版本中重復(fù)使用了 ● 激光發(fā)射器的驅(qū)動(dòng)電路是用基于 LM317 的電路制作的，不需要特殊配件。這樣的驅(qū)動(dòng)電路可以正常工作，但效果遠(yuǎn)遠(yuǎn)說不上是理想。我給激光二極管的驅(qū)動(dòng)電流太大了，大約在 300 毫安，你要是也這么做，那么二極管的壽命不會(huì)太長。最好的解決方案應(yīng)該是找一個(gè)更強(qiáng)大的激光發(fā)射器和驅(qū)動(dòng)器，但為了堅(jiān)持廉價(jià)和DIY的精神，我還是想要使用 DVDR 驅(qū)動(dòng)器本身的激光發(fā)射器。激光發(fā)射器開關(guān)和風(fēng)扇所使用的是同一個(gè)繼電器。 ● 如果你想要一切從簡，那么你可以跳過整個(gè)激光發(fā)射器驅(qū)動(dòng)電路的制作，采用現(xiàn)成的驅(qū)動(dòng)器。這樣的話你所需要做的就只是把電源接在風(fēng)扇繼電器上而已。當(dāng)然這樣做成本可能會(huì)稍微高些。 ● 整個(gè)電路構(gòu)成了一種新式的 Arduino 電路——激光發(fā)射器控制電路。我已經(jīng)附上了 Eagle格式的電路圖和電路板布置圖。如果你想要自己布置 Easydrivers 的電路的話，我也準(zhǔn)備了帶有驅(qū)動(dòng)程序的 Eagle 庫文件，你可以在 這里 下載。 6 準(zhǔn)備 Arduino
● 我自己給 Arduino 寫的軟件。但是在搜索通過串口控制移動(dòng)的好方法的時(shí)候我碰巧找到了一個(gè)叫做“Grbl”的東東。這是一個(gè)有著相當(dāng)多優(yōu)秀功能的 g 代碼編譯器。由于我已經(jīng)把所有的東西連到了 Arduino 上，所以我要么得改變我的連線，要么就改變我的程序。幸運(yùn)的是在軟件中修改控制引腳其實(shí)相當(dāng)方便。只不過我不得不下載 Winavr ，然后再從 github.com 上下載代碼。做起來很容易。下載并解壓出代碼以后，你必須把 config.h 中的端口號(hào)修改一下，確保將它們排列為正確的順序。接著你所需要做的就只是打開一個(gè)命令窗口，輸入正確的文件夾，然后輸入“make”。如果一切如計(jì)劃那樣順利進(jìn)行的話，你應(yīng)該最后會(huì)得到一個(gè)給 Arduino 使用的 .hex 文件。 ● 但是我從那時(shí)就把引腳改動(dòng)過了，而在本教程中我使用的是 Grbl 的默認(rèn)引腳。這樣可以讓你在跟著教程設(shè)置時(shí)更加簡單。你只需要從 Grbl 的下載頁面 hex 文件就行了。 ● 無論你選擇何種方式，最后你都將得到一個(gè)輸入 Arduino 中去的 .hex 文件。我試過許多不同的方法，其中我最喜歡的是用一款叫做 XLoader 的軟件。編程的過程非常直接明了：選擇 Arduino 的正確的串口;選擇 hex 文件以及 Arduino 的型號(hào);然后按下上傳。如果你使用的是新版的 Arduino Uno 的話，那么 XLoader 是不支持它的，你會(huì)遇到一個(gè)上傳錯(cuò)誤。碰到這種情況我建議你使用 ARP/ArduinoUploader ，不過即便是這款上傳器在 Uno 的支持上還是存在一些問題的。當(dāng)你在給 Arduino 編程時(shí)，要在各個(gè)下拉列表中選擇串口端口和微控制器。然后你必須把“AVR Dude Params”這段文字進(jìn)行一些修改。刪除“-b19200”(不帶引號(hào))部分，并點(diǎn)擊上傳按鈕。無論如何你也該在幾秒鐘之后搞定，準(zhǔn)備好進(jìn)行測試了。退出 XLoader，進(jìn)入下一部分。 ● 你需要針對(duì)這一項(xiàng)目對(duì) Arduino 進(jìn)行設(shè)置。打開你最喜歡的串行終端，然后打開Arduino 所連接的端口。你應(yīng)該會(huì)收到一條歡迎信息： Grbl 0.6b '$' to dump current settings"(輸入“$”清空當(dāng)前設(shè)置) 如果你輸入一個(gè) $ 然后回車，你會(huì)看到一系列選項(xiàng)。類似于這樣子： $0 = 400.0 (steps/mm x) $1 = 400.0 (steps/mm y) $2 = 400.0 (steps/mm z) $3 = 30 (microseconds step pulse) $4 = 480.0 (mm/sec default feed rate) $5 = 480.0 (mm/sec default seek rate) $6 = 0.100 (mm/arc segment) $7 = 0 (step port invert mask. binary = 0) $8 = 25 (acceleration in mm/sec^2) $9 = 300 (max instant cornering speed change in delta mm/min) '$x=value' to set parameter or just '$' to dump current settings ok ● 你必須把 X 軸和 Y 軸的 steps/mm 值都修改為 53.333。只要輸入“$0=53.33”(譯注：此處疑為筆誤，少了一個(gè) 3)然后回車，接著輸入“$1=53.333”然后回車即可。因?yàn)槲覀儾]有用到 Z 軸，所以可以把它忽略掉。加速度可以提高到大約 100 的程度(輸入“$8=100”然后回車)。當(dāng)我們緩慢地操作這臺(tái)機(jī)器的時(shí)候，加速度也會(huì)很高。加速度太低的另一個(gè)副作用是在控制器不停地嘗試加速和減速，但卻無法達(dá)到全速時(shí)，曲線圖形會(huì)比直線受到更劇烈的燒灼。你有可能和我一樣發(fā)現(xiàn)有一根軸反掉了。這很容易修正。選項(xiàng) $7 讓你能夠改變軸的方向。我想要改變 X 軸的方向，于是我輸入了“$7=8”，這是因?yàn)槲蚁胍薷?3 號(hào)位(8 = 00001000 二進(jìn)制)，如果你想要修改 Y 軸的方向，那么就輸入 16(00010000)或者要修改兩根軸的話，就輸入 24(00011000)。有關(guān)掩碼設(shè)置的 完整文檔 可以在這里查看。 ● 現(xiàn)在你已經(jīng)完成了電腦設(shè)置的準(zhǔn)備。如果你想要嘗試進(jìn)行幾下移動(dòng)的話，可以輸入“G91 G28 X0 Y0【回車】”把軸的位置歸零。然后輸入“X10 Y10【回車】”。你應(yīng)該會(huì)看到兩根軸向上都發(fā)生了 10 毫米的移動(dòng)。 7 準(zhǔn)備軟件
● 這一步我將詳細(xì)地從基礎(chǔ)講起。我會(huì)講到你所需要的軟件、如何設(shè)置軟件，以及基礎(chǔ)的工具組合。我只會(huì)講解基于 windows 的系統(tǒng)，你們那些玩兒 Linux 的人只能自行查找了(不過 Inkscape 和相關(guān)擴(kuò)展應(yīng)該也能在 Linux 上很好地運(yùn)行)。首先你必須下載以下三個(gè)文件： 1 Inkscape ——這是一款開源的矢量編輯軟件。 2 LaserEengraverExtension (激光雕刻機(jī)擴(kuò)展)——這會(huì)生成控制激光發(fā)射器所需的 g代碼。 3 G-codeSender (G 代碼發(fā)送器)——這是我寫的 windows 小程序，用于和 Grbl 進(jìn)行通訊。 ● 根據(jù) Inkscape 的安裝指示進(jìn)行安裝。這應(yīng)該是個(gè)非常順利的過程。如果需要任何這方面的幫助，可以在他們的網(wǎng)頁上找到相關(guān)文檔。接下來就是激光雕刻機(jī)擴(kuò)展。這安裝起來要難一些，不過也不是太難。用你慣用的解壓縮軟件打開 .zip 文件，然后把所有的文件復(fù)制到“c:Program FilesInkscapeshareextensions”下面。你必須重新啟動(dòng) Inkscape 才能讓擴(kuò)展生效。這個(gè)擴(kuò)展其實(shí)是個(gè)經(jīng)過大量修改的“Gcodetools”版本。這就是安裝 Inkscape 的位置。你可以把“G 代碼發(fā)送器”放在桌面上或者任何別的地方，過會(huì)兒再找出來就行。它不需要安裝。 ● 關(guān)于擴(kuò)展有一句話我必須聲明，我不是 python 程序員，因此在代碼中可能存在一些缺陷。 ● 我接下來假設(shè)你已經(jīng)安裝了所有軟件，并準(zhǔn)備開始使用了。下面是工作界面的快速瀏覽錄像。 ● 我希望這錄像的速度并不算太快。網(wǎng)上有數(shù)不勝數(shù)的 Inkscape 使用教程。我不會(huì)講解任何關(guān)于如何使用它的細(xì)節(jié)。 ● G 代碼發(fā)送器則是另一碼事了。網(wǎng)上沒有任何文檔，因?yàn)檫@是我自己編的程序。所有的文檔都在這篇教程中了，不過如果你有問題，那么請(qǐng)放開膽子提出來吧。當(dāng)你打開程序時(shí)，它應(yīng)該是非常淺顯易懂的。唯一奇怪的東西就是行尾選擇按鈕“nr”和“rn”。根據(jù)你所使用的 Grbl 的版本不同，行的結(jié)尾也會(huì)有所不同。如果一種方法不行的話就試試別的方法。選擇你使用的串口，要是你忘記連接激光雕刻機(jī)了，那么就把它連好，然后按下刷新按鈕，這時(shí)你的串口就應(yīng)該會(huì)被顯示出來了。按下“open”(打開)按鈕，打開歡迎界面。一旦端口打開了，你就能夠在打開按鈕上面的文本框中像任何命令行終端軟件一樣輸入命令了。如果要開始打開一個(gè)文件進(jìn)行雕刻的話，你可以要么輸入文件路徑，要么點(diǎn)擊 browse(瀏覽)按鈕后選擇一個(gè)文件。當(dāng)你點(diǎn)擊“print”(打印)按鈕時(shí)，就開始了文件傳輸。文件會(huì)一直傳輸?shù)?Arduino 的緩存充滿了為止，大約就傳輸 20 行左右。當(dāng)緩存可以再放入更多的數(shù)據(jù)時(shí)，就會(huì)再傳輸一行。當(dāng)你按下 stop(停止)按鈕時(shí)，傳輸就會(huì)停止，但是 Arduino 在緩存清空之前是不會(huì)停下來的。當(dāng)你按下“close”(關(guān)閉)按鈕或者退出程序時(shí)，串口就會(huì)被關(guān)閉，任何傳輸都會(huì)被中止。 ● 有時(shí)會(huì)出現(xiàn) Grbl 無法解譯的 G 代碼，它會(huì)返回一個(gè)錯(cuò)誤。大多數(shù)情況下這些錯(cuò)誤都可以被忽略掉，不過它們會(huì)出現(xiàn)在發(fā)送器中。這些可能是注釋，或者是開頭或結(jié)尾的“%”符號(hào)。如果在命令后面有一條注釋，那么就會(huì)產(chǎn)生一條錯(cuò)誤，不過這條命令依然會(huì)被執(zhí)行。例如“G21 (All units in mm)”，G21 命令還是會(huì)被執(zhí)行，不過后面的注釋會(huì)給出一個(gè)錯(cuò)誤。 8 最終組裝以及額外配件
當(dāng)你把 Easydrivers 裝到一個(gè)盒子里時(shí)，就需要用一個(gè)風(fēng)扇為它們降溫。它可是會(huì)瘋狂地發(fā)熱 ● 為了完善這臺(tái)小型雕刻機(jī)，我用從一張畫框中拆下來的 Masonite 牌纖維板制作了一個(gè)小盒子。只要用膠水粘起來就行了。 ● 前面有一個(gè)老顯卡上拆下來的小風(fēng)扇。當(dāng)你把 Easydrivers 裝到任何外殼中的時(shí)候都需要對(duì)它們進(jìn)行冷卻。它們裸奔的時(shí)候就很燙了，放在外殼中就更燙了。
用膠水粘上一些墊片可以讓它更容易用螺釘固定在底蓋上 ● 我在盒子中用膠水粘上了一些螺紋墊片，這樣我就能在底部旋上螺釘。
● 把 Arduino 反過來用螺釘擰緊在底部。這樣這臺(tái)雕刻機(jī)就變成了一件方便好用的小工具。
通風(fēng)孔
所有進(jìn)入盒子的線路都從頂部穿過
我在一塊老顯卡上找到了這個(gè)風(fēng)扇保護(hù)罩完好無損的小風(fēng)扇 ● 這是個(gè) 40 毫米的電腦小風(fēng)扇，與我在電子器件這一步中提到的激光發(fā)射器的繼電器相連接。風(fēng)扇的方向朝向工作空間以外，它會(huì)和緩地把煙霧吸走。
把風(fēng)扇連接在激光發(fā)射器的繼電器上，面朝工作空間以外。它能夠把煙霧吸走，同時(shí)不會(huì)影響工作空間中的器件
釹磁鐵的頂部粘上一個(gè)螺母。它可以很好地按住你的工件 ● 另一件小而有用的額外部件就是用于按住紙張和其他質(zhì)量較輕的物體的磁鐵。我從一只老玩具中找到了這些磁鐵。只要在頂部用膠水粘上一些螺母，就搞定了。
當(dāng)激光發(fā)射器處于最低的位置時(shí)，焦點(diǎn)應(yīng)對(duì)準(zhǔn)工作空間的表面 ● 為了改變焦點(diǎn)，你就得通過擰動(dòng)螺絲來調(diào)整鏡頭?；蛘吣憧梢韵劝呀裹c(diǎn)定在工作空間上，之后再把激光發(fā)射器在支架上上下滑動(dòng)。 ● 當(dāng)激光發(fā)射器處于支架上最低位置時(shí)，我把它的焦點(diǎn)固定好。接著我所需要做的就只是測量工件的厚度，然后把激光發(fā)射器抬升相同的高度。大部分情況下我只要把工件靠在激光發(fā)射器的支架旁邊，然后把激光發(fā)射器移動(dòng)到正確的高度上就行了。
當(dāng)我把激光發(fā)射器移動(dòng)到與工件相同的高度時(shí)，焦點(diǎn)就調(diào)整到工件的頂部了 9 大功告成 以下是到目前為止我用雕刻機(jī)制作的物品，我會(huì)盡量用圖片來展示。想象力是唯一的限制哦(除了雕刻機(jī)的低功率和工作空間的小尺寸)。 鑰匙鏈
● 我很喜歡經(jīng)典的“Home improvement”電視節(jié)目。何不制作一個(gè) Binford 鑰匙鏈呢? ●我在本地的 DIY 商店里找到了一些油漆攪拌棒。很喜歡這些木棒的樣子，而且不貴。我鋸下一片，鉆了一個(gè)小孔。經(jīng)過一番打磨，在上面雕刻了情景喜劇《Home improvement》中的 Binford 標(biāo)志。 植物標(biāo)簽
● 在普通的冰棒木桿上雕刻植物的名字。 ● 這些文字不到 2 毫米高，依稀可辨，不過拍出來的照片就不是很清楚了。 個(gè)性化火柴
● 我只是在賣騷罷了~ 備忘錄
● 夾在曬衣夾上雕刻，再用膠水在背面粘上一塊小釹磁鐵，就能很好地把一本備忘錄貼在冰箱上或者其他金屬表面。 印章
● 1.黑色的印泥 ● 2.從工藝品商店買到的薄泡沫板 ● 3.切割后再用膠水粘在 Masonite 牌纖維板上 ● 4.印制的成品 切割一小塊泡沫塑料板，然后用膠水粘貼在一片纖維板上。 飛機(jī)
● 多謝 scriptster 這位朋友提供了制作模型的 G 代碼。你可以在這里看看他做的 模型 。 |
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