分解: クリスマス レーザー プロジェクターの中身は何ですか?

Aug 14, 2023

大手小売業の世界では、12 月 26 日は非常に特別な日です。 頭上のスピーカーから流れるクリスマス音楽は家族向けのトップ 40 に戻り、店内の装飾品はコンパクターに投げ込まれ、クリスマスにあまり関係のないものでもすべて厳重な場所に置かれます。 あらゆる休日の中で最も商業的な休日にもう儲からないので、通常通りの業務に戻りましょう。

クリスマス デコレーションの素晴らしいセールを見つけることができるのは、大ホリデーの荷降ろしと春の新製品の入荷の間の、この狭い時間帯です。 少し前までは、『ハッカデイ』の読者にとって、これはほとんどエキサイティングなニュースではありませんでした。 しかし、クリスマスのイルミネーションや装飾は、アドレス指定可能な RGB LED ストランド、Bluetooth 制御のエフェクト、そしてここ数年の時点では高速レーザーなど、テクノロジーの面で限界を超え始めています。

そうです、あなたも近所のいたるところでそれらを見たことがあり、おそらくいくつかの迷光を目にしたことがあるでしょう、そしてあなた自身も所有しているかもしれません。 レーザー プロジェクターはここ数年、最も人気のあるクリスマス装飾の 1 つであり、その理由を理解するのは難しくありません。 プロジェクターを家の前に設置するだけで完了です。 はしごに乗ったり屋根にストリングライトを付けたりする必要はなく、代わりに指向性エネルギーをそこに吹き付けるだけで済みます。

その人気の高さを考えると、クリスマスの数日後、ホームセンターの在庫ラックに Home Accents Holiday Multi-Color Light Projector が 14 ドルほどでポツンと並んでいるのを見て私は驚きました。 これは通常のメーカー希望小売価格から 75% の値下げであり、まさに衝動買いしそうな価格帯でした。 中に何が隠れているのか見てみましょう！

この特定のプロジェクターは、実際に内部に 3 つのレーザーが搭載されているという事実を除いて、私がこれまでに見た他のプロジェクターと大きな違いはありません。 通常、これらのプロジェクターは赤 (662 nm) と緑 (532 nm) を搭載しているだけですが、このプロジェクターには青 (440 nm) レーザーも搭載されています。 興味深いことに、ユニットの前面にはレーザー開口部が 2 つしかありません。つまり、2 つのレーザーが 1 つの窓から発射できるようにする何らかのビーム コンバイナーが内部にあるに違いありません。 おそらく、新しいケースを射出成形するよりも、ビームコンバイナーを設計に組み込む方が安価で簡単だったのでしょう。

ユニットの背面にある 4 本のネジを使ってカバーを外すことができます。カバーの端の周りに水の浸入を防ぐための適切なゴム製シールが付いていることに少し感心しました。 背面カバーを外すと、このプロジェクターの設計の最初の興味深い要素である外部ヒートシンクに気づくでしょう。

私はなぜ取り付けステークに金属製の「ナックル」を使用するのか疑問に思っていましたが、この部品のフィン付きのデザインは単に必要な材料を削減するためのものであると考えていました。 しかし、ナックルは固体金属シリンダーを介して主レーザーヒートシンクに直接接続されていることが判明し、合わせ面には少量の熱伝導性材料も配置されています。 完璧ではありませんが、少なくとも気密ボディの外側にある程度の熱質量が発生します。

外部ヒートシンクを取り外した後、すべての内部ハードウェアを含む「スレッド」を背面から簡単にスライドさせて取り出します。 デバイスのすべてのコンポーネントに簡単にアクセスでき、すべてを背面の PCB に直接はんだ付けするのではなく、ほとんどのコンポーネントにコネクタを使用することさえ行われています。 まるで部品を取り除いて欲しいようだ。

最大のコンポーネントは、スレッドの前面にある電動光学部品と、青色と緑色のレーザーを含む背面の主要なヒートシンクです。 赤色レーザーは、他のレーザーから 90 度の位置にある小さなヒートシンクに取り付けられています。 この位置決めは、ビーム コンバイナー (中央に見える小さな角度の付いたガラス片) が赤と緑の両方のビームを同じ開口部から送信するために必要です。

明らかにレーザー自体がこのデバイスの最も興味深い部分なので、すぐに良い部分、つまりレーザーを引き出す部分に取り掛かりましょう。 メインのヒートシンクは底部にある 2 本のネジでスレッドから取り外せ、実験に最適な小さなデュアル レーザー モジュールが残ります。 赤色レーザーとそのヒートシンクも簡単に取り外すことができますが、正直に言うと、もう赤色レーザーには誰も興味がありません。

注意深い読者は、この写真からレーザーの焦点がかなりずれていることに気づくかもしれません。3 メートルの距離では、スポットはディナー皿と同じくらい大きく見えました。 これは、各レーザーの前面にある焦点リングに小さなペンチを使用することで簡単に修正できます。 一度焦点を合わせると、これらのレーザーが製品の警告ステッカーに記載されている < 5 mW よりもかなり強力であることがはっきりとわかります。

実際、青色レーザーの焦点を合わせると、紙片を燃やしたり、黒いプラスチックに穴を開けたりすることが簡単にできました。 緑色レーザーに関しては、50 mW と表示されている緑色レーザー ポインターの少なくとも 2 倍の明るさです。 私はこれらのレーザーの実際の出力を測定する装置を持っていませんが、両方とも少なくとも 100 mW であっても驚くことではありません。

印象的なのは、このレーザーの設計者が熱管理についてかなりの考慮を払ったことです。 サーマルシャットダウンを監視するためにヒートシンクに温度センサーが埋​​め込まれているだけでなく、極度に寒い条件下でレーザーを動作温度まで上げるために実際に使用される小さな加熱パッドもあります。

クローズアップ画像では、熱センサー (細い赤いワイヤー) と加熱パッドの両方が、ヒートシンク内の左側の位置を占めるレーザー (たまたま緑色のレーザー) の中心にはっきりと配置されていることがわかります。 奇妙なことに、青色レーザーは、ヒートシンクから完全に隔離されている黒いプラスチックのスリーブ内に収まっています。

ヒートシンクから両方のレーザーを実行すると、青色のレーザーはわずか数分で触れると熱くなるのに対し、緑色のレーザーはまだ周囲温度であるかのように感じられることがわかります。 この簡単なテストから、青色レーザーにはより多くの熱ベビーシッターが必要であることがわかります。

そうであれば、本来はヒートシンクの左側に取り付ける予定だったのに、どういうわけか右側に取り付けられてしまったということになります。 実際、現在の構成では基本的に冷却機能がまったくないため、これらのプロジェクターは長時間使用するとほぼ確実に青色レーザーが焼き切れてしまうだろうと私は賭けています。

この投稿から得られる最大のポイントは、物を燃やすのに使用できる 440 nm レーザーがホームセンターで販売されているということであれば、私は決してあなたを責めません。 それが必要な場合は、青色レーザーを赤色レーザーのヒートシンクに配置することをお勧めします。 どちらのレーザー モジュールも同じサイズであり、屋外では小型のヒートシンクで十分です。 その後、他のすべてを制御ボードから切断し、青色レーザーだけを残すことができます。

ただし、電源を入れる前に、温度センサーの代わりに抵抗器をはんだ付けする必要があります。そうしないと、制御基板が数秒後にレーザーへの電力を遮断します。 センサーは周囲温度で約 50 KΩ を読み取るため、これらの線に沿ったものに交換すると、問題なく動作するはずです。 次の画像では、現在使用している 40 KΩ 抵抗器を示しています。

私はここしばらくサルベージキックをしているので、このような購入については、どのような便利なハードウェアを抽出できたのかを考えることがよくあります。 14 ドルとしては、これはかなりまともなスコアだと言わざるを得ません。

光学セクションからは、素晴らしい小さなギア付きモーター、ビーム結合器、および 4 つの光学回折格子が得られます。 3 つのレーザー モジュールとドライバー ボードにより、それらの任意の組み合わせに同時に電力を供給できます。 ヒートシンクが 2 つあり、そのうちの 1 つは温度センサーを内蔵しています。 小さな小さなヒートパッド、そして最後に頑丈そうな 5V/2A アダプターです。

あなたがこれを読んでいる頃には、おそらく自分でこれらを手に入れるには手遅れになっているでしょうが、来年は必ずあります。 2018 年の新年になっても、どんな残念なグッズが棚に残るか誰にもわかりません。

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