Démontage : qu'y a-t-il à l'intérieur d'un projecteur laser de Noël ?

Aug 14, 2023

Dans le monde du commerce de détail à grande surface, le 26 décembre est une journée très spéciale. La musique de Noël diffusée sur les haut-parleurs au plafond revient au Top 40 familial, les décorations du magasin sont jetées dans le compacteur et tout ce qui est même de loin lié aux vacances est mis en liquidation. Plus d'argent à gagner sur le plus commercialisé de tous les jours fériés, alors retour aux affaires comme d'habitude.

C'est dans cet étroit couloir temporel, entre le grand déchargement des fêtes et les nouveaux produits printaniers qui arrivent, que vous pouvez trouver des offres fantastiques sur les décorations de Noël. Il n'y a pas si longtemps, ce ne serait guère une nouvelle passionnante pour les lecteurs de Hackaday. Mais les lumières et les décorations de Noël ont vraiment commencé à repousser les limites en termes de technologie : des brins de LED RVB adressables, des effets contrôlés par Bluetooth et, depuis quelques années, des lasers friggin.

C'est vrai, vous les avez vus partout dans le quartier, vous avez probablement pris quelques rayons parasites dans les yeux, vous possédez peut-être même le vôtre. Les projecteurs laser ont été l'une des décorations de Noël les plus populaires ces dernières années, et il n'est pas difficile de comprendre pourquoi. Installez simplement le projecteur devant votre maison et le tour est joué. Pas besoin de monter sur une échelle et des guirlandes lumineuses sur le toit quand vous pouvez simplement souffler de l'énergie dirigée là-haut à la place.

Compte tenu de leur popularité, j'ai été surpris de voir un seul projecteur de lumière multicolore Home Accents Holiday sur le support de dédouanement de Home Depot pour environ 14 $ quelques jours après Noël. Il s'agissait d'une réduction de prix de 75% par rapport au PDSF normal, et en plein dans cette douce fourchette de prix d'achat impulsif. Voyons ce qui se cache à l'intérieur !

Ce projecteur particulier n'est pas très différent des autres que j'ai vus, à l'exception du fait qu'il a en fait trois lasers à l'intérieur. Habituellement, ces projecteurs ne contiennent que du rouge (662 nm) et du vert (532 nm), mais celui-ci a également un laser bleu (440 nm). Fait intéressant, il n'y a que deux ouvertures laser à l'avant de l'appareil, ce qui signifie qu'il doit y avoir une sorte de combinateur de faisceaux à l'intérieur qui permet à deux des lasers de tirer à travers une fenêtre. Vraisemblablement, il était moins cher et plus facile d'intégrer un combinateur de faisceaux dans la conception que d'obtenir de nouveaux boîtiers moulés par injection.

Quatre vis à l'arrière de l'appareil vous permettent de retirer le couvercle, ce qui m'a quelque peu impressionné de voir qu'il y avait un joint en caoutchouc décent autour du bord pour empêcher l'eau de pénétrer. Une fois le capot arrière retiré, vous remarquez le premier élément intéressant de la conception de ce projecteur : le dissipateur thermique externe.

Je m'étais demandé pourquoi ils utilisaient une "articulation" en métal sur le piquet de montage, et j'avais supposé que la conception à ailettes de la pièce était juste pour réduire le matériel nécessaire. Mais comme il s'avère que l'articulation est connectée directement au dissipateur thermique laser principal au moyen d'un cylindre métallique solide, ils ont même mis un peu de matériau conducteur thermique sur les surfaces de contact. Ce n'est pas parfait, mais au moins, il obtient une certaine masse thermique à l'extérieur du corps hermétique.

Après avoir retiré le dissipateur thermique externe, le "traîneau" contenant tout le matériel interne glisse facilement à l'arrière. Tous les composants de l'appareil sont facilement accessibles, et ils sont même allés jusqu'à utiliser des connecteurs pour la plupart au lieu de tout souder directement sur le PCB à l'arrière. C'est comme s'ils voulaient qu'on le démonte pour les pièces.

Les plus gros composants sont les optiques motorisées à l'avant du traîneau et le dissipateur thermique principal à l'arrière contenant les lasers bleu et vert. Le laser rouge est monté dans le plus petit dissipateur thermique, positionné à 90 degrés des autres lasers. Ce positionnement est nécessaire pour que le combineur de faisceaux (le petit morceau de verre incliné visible au centre) envoie les faisceaux rouge et vert hors de la même ouverture.

Évidemment, les lasers eux-mêmes sont la partie la plus intéressante de cet appareil, alors passons directement à la bonne partie : les retirer. Le dissipateur thermique principal se détache du traîneau avec quelques vis en bas, et il vous laisse un joli petit module à double laser pour faire des expériences. Le laser rouge et son dissipateur thermique s'enlèvent également facilement, mais soyons honnêtes : plus personne ne s'intéresse aux lasers rouges.

Le lecteur attentif remarquera peut-être sur cette image que les lasers sont très flous : à 3 mètres, les taches semblaient aussi grandes que des assiettes. Ceci est facilement résolu en utilisant une petite paire de pinces sur les bagues de focalisation à l'avant de chaque laser. Une fois focalisés, il devient assez clair que ces lasers sont un peu plus puissants que les < 5 mW indiqués sur l'autocollant d'avertissement du produit.

En fait, une fois le laser bleu focalisé, j'ai pu facilement brûler des morceaux de papier et percer des trous dans du plastique noir. Quant au laser vert, il est au moins deux fois plus brillant que mon pointeur laser vert qui est étiqueté 50 mW. Je n'ai pas l'équipement pour mesurer la puissance réelle de ces lasers, mais cela ne me surprendrait certainement pas s'ils font tous les deux au moins 100 mW.

Impressionnant, les concepteurs de ce laser ont beaucoup réfléchi à la gestion thermique. Non seulement il y a un capteur de température intégré dans le dissipateur thermique pour surveiller l'arrêt thermique, mais il y a en fait un petit coussin chauffant qui est utilisé pour amener le laser à la température de fonctionnement dans des conditions extrêmement froides.

Dans l'image agrandie, vous pouvez voir que le capteur thermique (fils fins et rouges) et le coussin chauffant sont tous deux clairement centrés sur le laser occupant la position gauche dans le dissipateur thermique, qui se trouve être le laser vert. Curieusement, le laser bleu se trouve dans un manchon en plastique noir qui l'isole complètement du dissipateur thermique.

Si vous faites sortir les deux lasers du dissipateur thermique, vous constaterez que le bleu devient chaud au toucher en quelques minutes seulement, tandis que le vert donne toujours l'impression d'être à température ambiante. Il ressort de ce simple test que le laser bleu est celui qui a le plus besoin de babysitting thermique.

Si tel est le cas, il était potentiellement destiné à être installé sur le côté gauche du dissipateur thermique, et pourtant, il a fini par être installé sur la droite. En fait, je suis prêt à parier que le laser bleu brûlera presque certainement de ces projecteurs après une utilisation prolongée, car dans sa configuration actuelle, il n'a pratiquement aucun refroidissement.

Si votre plus gros point à retenir de cet article est que Home Depot vend un laser à 440 nm que vous pouvez utiliser pour graver des choses, je ne vous en veux certainement pas. Si c'est ce que vous recherchez, je vous conseille de placer le laser bleu dans le dissipateur thermique du laser rouge. Les deux modules laser ont la même taille et le dissipateur thermique plus petit devrait être plus que suffisant à l'air libre. Vous pouvez ensuite déconnecter tout le reste de la carte de contrôle, ne laissant que le laser bleu restant.

Mais avant de le mettre sous tension, vous devrez souder une résistance pour remplacer le capteur de température, sinon la carte de contrôle coupe l'alimentation du laser après quelques secondes. Le capteur lit environ 50 KΩ à température ambiante, donc le remplacer par quelque chose de ce genre devrait le rendre heureux. Dans l'image suivante, vous pouvez voir la résistance de 40 KΩ que j'utilise actuellement.

Je suis sur une sorte de récupération depuis un certain temps maintenant, donc je pense souvent à des achats comme celui-ci en termes de type de matériel utile que j'ai pu extraire. Pour 14 $, je dois dire que c'est un score assez décent:

De la section optique, nous avons un joli petit motoréducteur, un combineur de faisceaux et quatre réseaux optiques. Trois modules laser et une carte de commande pouvant alimenter n'importe quelle combinaison d'entre eux à la fois. Deux dissipateurs thermiques, un avec un capteur de température intégré. Un tout petit coussin chauffant, et enfin un adaptateur 5V/2A robuste.

Au moment où vous lisez ceci, il sera probablement trop tard pour en prendre un vous-même, mais il y a toujours l'année prochaine. Qui sait quels goodies déprimés s'attarderont sur les étagères à l'occasion du Nouvel An 2018 ?

Avez-vous des idées pour d'autres découvertes intéressantes que nous pouvons démolir ? Faites-le nous savoir dans les commentaires ci-dessous.