Хоть и простой, но попотеть при изготовлении все равно придется:). Итак, начнем с азов лазерной техники и графики. Лазерная графика бывает двух типов – векторной и растровой. Растровое изображение делится на точки(как в телевизоре). Лазерный луч должен «пробегать» все эти точки вне зависимости от того включены они или нет. Следовательно, большую часть времени лазер остается выключенным и значительная часть мощности просто теряется впустую. Для такого проектора требуется довольно мощный и дорогой лазерный излучатель. Совершенно другой подход применяется в векторных лазерных проекторах. В них лазерный луч лишь обрисовывает контуры изображения. Благодаря этому удается сильно снизить мощность, а следовательно и безопасность проекторов. В описываемом проекторе  используется векторная графика.
                      
                                           Упрощенная структура лазерного проектора

 Рассмотрим составляющие части проектора.
Компьютер  –  интеллектуальная часть проектора. Управляющая программа посылает данные в порт, которые затем преобразуются  в аналоговую форму. Я использовал бесплатную программу NLS (Norm’s Laser Show) [1].  Проектор можно сделать полностью автономным устройством, встроив в него микроконтроллер и карту флеш памяти. Именно так поступил Chan [2].
Гальванометры(сканеры). Самая ответственная часть проектора, определяющая скорость и точность прорисовки изображения. У меня была пара дохлых винчестеров из которых я решил сделать эти гальванометры. Винчестеры были разрезаны пополам, все лишнее из них было удалено. Часть головки была удалена для уменьшения массы и инерции, затем туда было приклеено маленькое зеркальце. Стоит отметить то, что все зеркала в подобных конструкциях поверхностные, т.е. отражающий слой находится не за стеклом, а перед ним. Такое зеркало я получил смыв ацетоном защитный слой краски, которым был покрыт отражающий слой.
                                    
   Для того, чтобы головка держалась посередине к ней приклеены две натянутые резинки для денег.  Готовые гальванометры я решил испытать и подключил к низкочастотному генератору с мощным выходом, включил лазер с модулятором, пустил дым от паяльника и выключил свет. Гальванометры запустил на частоте механического резонанса.  Следует отметить то, что для отображения более менее  качественной графики и анимации гальванометры должны работать на частотах до 1/5 - 1/3  от частоты первого механического резонанса.
                                                
Лазер(лазерная указка) питается от стабилизатора тока, который описан в статье про спирограф. В стабилизатор была добавлена возможность модуляции. На вход модулятора подан сигнал от простейшего ТТЛ генератора на ИМС К155ЛА3. Модулятор представляет собой один транзистор ВС547(КТ3102), включенный параллельно лазеру и замыкающий этот лазер при подачи на базу транзистора импульсов  положительной полярности.
Примененная в проекторе лазерная указка имела низкую мощность(1-2мВт). Такой мощности вполне достаточно для создания изображения размером 10х10см в темной комнате. Если же речь идет о изображениях, которые надо будет проецировать на соседние здания, то нужно подумать о приобретении лазерного модуля с выходной мощностью в десятки милливатт. Можно также самому собрать такой модуль купив мощный лазерный диод, а коллиматор можно достать из той самой дешевой указки. Позже я так и поступил. Некоторые зарубежные радиолюбители(таких наших я еще не встречал) достают мощные лазерные диоды из компьютерных DVD-RW приводов. В них используются излучатели красного цвета с длиной волны 650нм и выходной мощностью 50-100мВт. Но лучше всего будет приобретение твердотельного лазерного модуля с диодной накачкой(DPSS) зеленого цвета и длиной волны 532нм(неодимовое стекло Nd:YVO4 + кристалл KTP ). Ввиду особенностей человеческого зрения при равных выходных мощностях зеленый луч будет в 8-10 раз ярче красного.
Цифро-аналоговый преобразователь(ЦАП). В конструкции используются два восьмиразрядных ЦАП, по одному на каждую ось(Х или У). ЦАП подключается к LPT порту компьютера. Для одновременного получения 16 разрядов данных с порта была использована схема на трех регистрах SN74HC574. Она была взята из [1].
                     
                                                                          Расширитель разрядности
                                    Примечание: Первый контакт параллельного порта используется для модуляции лазера.

Оттуда же взята схема ЦАП, которую я переделал для ИМС К572ПА1. Использование К572ПА2 предпочтительнее, т.к. они уже содержат регистры на входах и необходимость в 74НС574 отпадает.
                 
                                           Сдвоенный восьмиразрядный цифро-аналоговый преобразователь

                          
                                  Печатка ЦАП без расширителя разрядности (вид со стороны компонентов)

Проконтролировать работу ЦАП можно с помощью осциллографа. Для этого выход Х ЦАП надо подать на вход Х горизонтальной развертки осциллографа, а выход У – на вход усилителя  У. Затем нужно подать питание на ЦАП и запустить программу на компьютере. Если ЦАП работоспособен, то на экране осциллографа должно появиться посылаемое изображение.
Усилитель сигналов для гальванометров также двухканальный и выполнен на мощных операционных усилителях. Требования к усилителю таковы, что он должен усиливать постоянный ток, иметь низкий коэффициент искажений, обладать необходимой мощностью и быть недорогим. Таких импортных мощных ОУ  к нам не завозят и поэтому я выбрал отечественный мощный ОУ КР1040УД2 с максимальным выходным током 0.5А. Выбор в его сторону был сделан также из-за того, что он сдвоенный. В принципе подойдет и К157УД1, но он способен отдать в нагрузку 0.3А. И к тому же в одном корпусе расположен только один ОУ.
              
                                               Схема усилителя мощности для гальванометров

Перемычками JP1-JP4 выбирается тип обратной связи(по току или напряжению). Лично я особого различия в работе этих видов ОС не заметил, поэтому выбирайте кому что больше понравится.
Схема усилителя сильно упрощена и сделана без контроля угла отклонения сканеров(тип Open-Loop). В более продвинутых конструкциях используется мониторинг напряжения и тока потребления сканеров для подавления нежелательных колебаний(Open-Loop with damping)[3]. В профессиональных же лазерных системах используются датчики угла отклонения ротора сканера для корректировки позиции этого ротора(Closed-Loop), т.е. гальванометры являются ничем иным как серводвигателями. Такой подход позволяет работать даже на резонансных частотах гальванометров, а скорость прорисовки изображения может составлять десятки тысяч точек в секунду.
                 
                                     Печатка усилителя для гальванометров(вид со стороны компонентов)

Не забудьте к микросхеме ОУ прикрутить большой радиатор, т.к. она сильно греется! В ходе эксплуатации проектора выяснилось, что микросхема КР1040УД2 не содержит защиты от перегрузок(она просто загорелась), поэтому нужно быть очень внимательным и не допускать ее перегрузки.
Источник питания нужен двухполярный на напряжение +/-15В и +5В и может быть не очень мощным. У меня был трансформатор только с одной вторичной обмоткой и поэтому я прибег к одной схемотехнической хитрости и получил двухполярное напряжение(см.рис).
                   
                                                                  Схема источника питания установки

Конструкция разместилась на старом куске ДСП и получилась довольно громоздкой.
  
Получаемая с помощью такого лазерного проектора графика довольно проста и сильно мерцает.
   
                                                                           Результаты работы

Мне удалось получить изображения отдельных букв и простых геометрических фигур, а также звезды. Очень интересен эксперимент с дымом от паяльника. Если паяльник опустить в канифоль, то его дым устремляется вверх, создавая чуть заметный экран. Направив на такой экран движущийся лазерный луч можно создавать парящие в воздухе изображения. Я попробовал этот эксперимент с вращающейся вокруг своего центра звездочкой и остался очень доволен полученными результатами.

                                               Рекомендуется посетить/почитать:

1. Страничка Norm’s Home Made Laser Show  http://24.202.226.162:81/LaserShow.htm Часто меняет адрес. Если не открывается, то значит искать через Google
2. Страничка http://elm-chan.org Home Built Laser Projector
3. David Prutchi. The Laser Billboard. A Low-Cost Laser Image Projection System. Из журнала CIRCUIT CELLAR
issue 86 September 1997. Доступна для скачивания в [1].

На главную