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極客的玩具【便攜式激光雕刻機】歷時3個月完成（轉貼）

2015.06.19

極客的玩具【便攜式激光雕刻機】歷時3個月完成（多圖！多字！慎入?。?br>

或許未來他還可以手機APP遙控下，通過小米路由智能完成預設工作！
前言：
極客，總是在折騰的路上，生命不息，折騰不止！
光驅這個詞已經逐漸淡出了我們的視線，光驅時代已經遠去了，那些年我們鼓搗的光驅現(xiàn)在身在何處？
也許你將它改造成了移動光驅，也許你將它改造成了CD播放機，也許你將它改造成立硬盤抽屜，但是在極客看來，這些都是浮云，下面我來告訴你，舊光驅還可以滿血復活變身高大上。
這事還要從2014年1月份下旬說起，一日在網上一個國外的DIY論壇無意中翻到一篇帖子，進入作者網站后看到了下面這段視頻，我就中毒了。
這是德國的一位極客和他的作品：

話說這位玩家將自己的作品在博客上標價349，是英鎊哦！

這是原作者的視頻 https://d2pq0u4uni88oo.cloudfront.net/projects/755836/video-335605-h264_high.mp4
真正的極客就是這樣，總能給你帶來意想不到的驚喜。
中毒后的典型癥狀就是日思夜想，不停的琢磨這么玩意兒到底是怎么弄的。后來追溯到了http://fritzing.org 這樣一個網站，里面有技術介紹?？上О尺@三腳貓的英語水平實在消化不了這些內容，于是就在國內尋找資源，果然在http://www.guokr.com/article/18616/找到了大神翻譯過來的一篇帖子，技術方案與原作比較類似，關鍵都是漢字圖文并茂。仔細反復的研讀了5遍之后，我做出了一個艱難的決定---“動手干”。
正文：

前期做的第一個版本，制作完成后，經過調試使用發(fā)現(xiàn)很多地方不夠完美，外形不夠酷，精準度不夠高。于是又花了大約1個月的時間優(yōu)化完善，才有了第二個版本。

后期優(yōu)化的第二個版本。

搭配上小米10400移動電源，是不是很屌？真正的移動便攜式激光雕刻機！
加上移動電源后，一來可以解決筆記本接口不足的問題，二來可以解決部分USB供電不足無法工作的問題。

整個制作過程耗時約3個月，花費在800元左右。說實話，800元足夠買一個成品，但是體會不到自己動手的樂趣和作品完成后的成就感。通過自己動手可以促使自己學到一些新的知識，這也正是折騰的意義所在。
個人認為，不以分享為目的的技術貼都是耍流氓！
下面來吐血分享一下我的制作全過程吧！
先來分享一下原理和電路圖和設計圖紙。
設計電路畫圖我用到了fritzing的一款專業(yè)軟件，全英文的，需要一點耐心，我這也是現(xiàn)學現(xiàn)賣。

順便重新溫習了一下CAD，還好，命令還沒完全就米飯吃掉。

硬件篇

你需要準備以下材料：
1、步進馬達（拆自舊光驅） * 2只
2、激光頭  （拆自就光驅） * 1只
3、電機動板（另行購買）   * 2只
4、主控制板（另行購買）   * 1只
5、機架及主機外殼（定制加工）* 1套
6、線材、接口、開關、電子元器件、五金小配件、各種工具  若干
打了幾個個電話，厚著臉皮找?guī)讉€好朋友湊來了幾個舊光驅。一陣狂風暴雨般的拆卸過后，發(fā)現(xiàn)太背了，發(fā)現(xiàn)有兩臺居然是斜如式的滑桿。而且配備的不是步進式電機。倒是成功拆下了3個激光頭，當時太興奮直接就拿手機電池通上電了，燒掉了2個。事后才知道，這玩意不是通上電就工作的，需要加驅動的，沒文化真可怕呀！
被我瘋狂拆解后的光驅，用到了螺絲刀、鉗子、鋸條、小刀，最后基本上就是生撬，過程過于慘烈，這里忽略。

原本是想本著自力更生的精神，利用原有的光驅外殼和內部塑料架構組合成一個機器框架。后來拿拆下的一對垃圾比劃了一下放棄了，一是考慮到精度問題，而是考慮到美觀問題。于是就在DIY群里找了一份圖紙，略加修改后在網上定制了一個亞克力的機架。也就是上述的第一個版本。

控制系統(tǒng)分為軟、硬兩個部分。我首先要解決硬件部分。按照資料上的描述，上網買來了一塊控制板，又另外購置了兩塊電機驅動板和一個激光模塊。各種接線、接口、開關、面包板等小配件一起拿下有備無患。話說最難搞定的是螺絲，各種螺絲型號已經把我弄暈了，買回來200多顆螺絲，后來發(fā)現(xiàn)好多長度不合適，沒辦法用。

主控板、驅動、激光組件、還有拆下的步進電機。

第三步：搭建機械部分。

第四部：鏈接控制板、驅動板、激光模塊和其他電子元件。

第五部：總體組裝調試。
由于各種零件來自五湖四海，所以大約等了10多天，所有零件才全部到手。那種等待的焦灼感，就好比搶到了紅米，好幾天沒見到物流信息，你懂的！
機械部分搭建分別用到了鋼鋸條、各種銼刀、螺絲刀、美工刀、木工膠、砂紙、磨刀石、鉗子、游標卡尺。電子元件部分搭建主要用到了面包板、杜邦線、電烙鐵、萬用表。尼瑪！這下木工、電工的活全干了個遍，還是老話說的好，藝多不壓身??！
以下是慘烈的組裝調試現(xiàn)場。大大小小200多個零部件。在組裝的時候遇到了瓶頸，休息3天后終于搞定。由于切割的機架不是很精準，后期不斷打磨改造，磨合了大約一周，才調試完成。
調試完畢后，重新拆解，拍了一組相對背景比較干凈的照片。

軟件篇
硬件都搞定之后，就要開始上機測試了。
第一步，要給arduino主控板燒Grbl固件程序，這個項目是開源，直接官網下載下來安裝即可。Grbl程序主要是負責來翻譯G代碼，然后向電機、激光頭發(fā)送指令告訴他們按照怎樣的軌跡移動、工作。

第二步，要在電腦里安裝驅動程序，這個官網上也有下載。
第三步，安裝激光雕刻控制軟件。這里需要用到兩款軟件，為大家接單介紹一下。
Inkscape 功能強大的矢量圖處理軟件。不僅自身可以繪圖，還可以直接導入素材，支持了幾乎所有格式的圖片，可以直接導出G代碼。
我從網上下載了一個小米兔的LOGO，PS修改后，導入軟件，然后勾出輪廓，再輸出為G代碼就行了。

Grbl Controller G代碼控制器。其實就是專門運行G代碼的一個專業(yè)軟件。較mach3而言界面更簡潔、易上手。
這個就是軟件運行中的狀態(tài)，藍色是激光所要經過的路徑，綠色表示已經經過的路徑，藍色表示尚未經過路徑。

看看這家伙工作中的狀態(tài)（提示：這個激光雖然功率不大，但是長時間直視激光焦點，足以令人失明，所以要做好眼睛保護。）

后期加上一個報廢的風扇抽風，把產生的煙霧抽走，告別PM2.5！

[img]http://img07.mifile.cn/v1/MI_55950AFBBEDCB/T1uNVvB4YT1RXrhCrK.jpg[/img]

下面是幾個雕刻出來的成品：

自己制作的小米鑰匙扣

在硬紙板上雕刻

其實還可以再有色塑料、橡皮印章、竹子等材質上進行雕刻，因為手頭沒有這些材料，所以暫時無法為大家來展示。
以后失業(yè)了，我就帶著它到路邊擺個攤，給人家手機刻字，貌似也可以養(yǎng)家糊口。^_^
后記：

折騰的過程中順帶自己用舊硬盤蓋子DIY了一個電烙鐵架，雖然丑陋，但是很實用。

歡迎極客們互相交流學習！
應米粉要求，現(xiàn)提供機架原型圖紙。
由于電機和元件尺寸不同，感興趣的可以自己回去參考修改一下尺寸。

這是作者提供的清單：
The MicroSlice Mini Laser Cutter & Engraver
Parts List
1 x Arduino UNO R3
1 x X Axis Motor
1 x Y Axis Motor
1 x Dual Relay
2 x Easydriver
2 x 5v LDO
2 x Heat-Sinks
1 x 45x45x10 Fan (12v)
4 x Stop Switches
9 x Magnets
4 x Rubber Feet
5 x Thumb Screws
1 x Laser Diode
1 x Laser Module
1 x Laser Driver
1 x Laser Lens
1 x 4mm Aluminium Tube
2 x 3mm x 150mm Steel Rod
1 x 3mm x 100mm Steel Rod
17 x M3 Microbarb
6 x M2 Countersunk (6mm)
6 x M2 Nuts
6 x M2 Pan-head (6mm)
8 x M2 Pan-head (8mm)
4 x M3 50mm Standoffs
7 x M3 Cap-Head Screw (8mm)
8 x M3 3mm Nylon Spacers
97 x Laser-cut parts!
以下是本人翻譯出來的清單：（有好多可能翻譯不準確，導致買到的零件規(guī)格不對，里面有幾樣東西確實很不好找，我都用了其他東西替代。）
Arduino Uno R3/MINI  *1
步進電機             *1  X軸
步進電機             *1  Y軸
2相5v 繼電器模塊     *1
EasyDriver驅動       *2
5V穩(wěn)壓器             *2 ？
散熱片               *2
45MM風扇             *1
限位開關             *4
01 磁鐵                 *9
02 橡膠墊               *4
03 M3手擰螺絲          *5
04 4mm   12" 鋁管      *1  ？
05 3mm   15cm長鋼管   *2   Y軸
06 3mm   10cm長鋼管   *1   X軸
07 M3    銅螺母20mm    *17
08 M2 6mm內六角螺絲    *6
09 M2 螺帽             *6
10 M2 6MM螺絲十字     *6
11 M2 8MM螺絲十字     *8
12 M3 50MM長銅柱       *4
13 M3 6mm內六角螺絲    *7
14 M3 3MM尼龍墊片      *8
另附上清晰版的電子線路圖

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