レーザースピログラフ二号機の製作

レーザースピログラフとは

レーザーを軸のぶれた、回転する鏡で反射させて、壁などに幾何学模様を照射する装置です。



主な説明は試作機の製作レポートに書いてありますので、省略します。

動作原理

動作原理は試作機と同じです。
今回は、試作機の2枚より更に2枚多い、4枚での駆動に挑戦します。
なお、持ち運んだりできる様に、ケースへ入れます。
ケース内の構造は以下の図の様にします。



後に書くように、15Vから必要な電圧を取り出す為、ヒートシンクは多めに取ります。

制御回路



可変型定電圧電源IC、LM317を使用し、モーターをより、精密に制御できる様にしています。
LM317の出力電圧は、= 1.25Ｖ * （1 + R1 / R2） で求められます。
以下の回路図の設計は、この式を用いています。
モーターは、今回はPCファンを使用。　定格は12V。LM317はOutputの+3V必要なので、電源は15Vとします。
また、15Vから降圧する時に、熱が多く発生するので、放熱は必須。



こちらはレーザーモジュール側の電源。　特性保護用にコンデンサを追加してある以外は、モーターの制御用のと同じです。　こちらのLM317はかなり発熱すると思われるので、大きなヒートシンクが必須です。

最後に全体の回路図。



うわっ・・・。　ぐちゃぐちゃ・・・。　
それと、書き忘れていましたが、LM317はモールド版のLM317Pを使用しています。

製作

制御回路

制御回路が完成。この時点ではLM317は未接続。
接続後の奴は、配線がカオス。一応載せます。



ファンとはコネクタで接続し、着脱可能となっています。



レーザーモジュールへの出力は、念の為、電圧を測定。
3.038V。　びみょーに誤差っていますが、ほぼ計算通り。
この誤差は、上記の計算式から、* (Adjの電流値 * R2) を省いた事が原因かと思われます。
Adj端子に流れる電流はごくわずかなので、省いても問題はないかと。

レーザーモジュール

比較的安価なグリーンレーザーモジュール、通称黒共立を使用。
日中でも目視可能にしたいので、グリーンレーザーを採用しました。
固定と放熱を兼ねて、3つのヒートシンクで挟んであります。



※日中の部屋にて。
かなり明るい。　本当に5mWか、これ。

全体図

フロントパネル（操作パネル）。　穴あけが地味にきつかった。
ボリューム、スイッチはココに集結しています。
操作パネルが写っている写真がこれしか無かった。　ぐちゃぐちゃでさーせん。



真上から見ると、模式図通り。
まだ固定はしていません。が、動作は確認しました。

お知らせ

大体、ここまでで一週間程です。　結構サクサク行けました。
しかし、Blogで書いた様に、黒共立が逝かれてしまわれたので、先にテスラコイルを仕上げます。
あとは鏡をファンに貼れば、試運転はできるので黒共立の修理が終わり次第、動画を上げます。

追記(2010/06/06)

黒共立の代わりに自作した青色レーザーの方で駆動してみました。
青色レーザー単体の制作記事はこちらから。
グリーンレーザーの代わりに青色レーザーを光源として用いています。



綺麗な模様が見られました。
カメラですとシャッター速度との関係か、図形が切れてしまっています。
また、光が滲んでるように見えますが、実際には綺麗な青い光の筋となっています。


駆動時の回転鏡。


動画

課題点

ファンをしっかりと固定する必要がある。今回はケースに直付けだった為、メンテナス性などは非常に悪い。
また、現物合わせに付き部品の過不足が生じたりしてたので、次回はしっかりとレイアウトを組む。
また、電圧制御では完全な制御は出来ない為、精密な制御をするのであればPWM等を用いるのが良いと思われる。