Desmontaje: ¿Qué hay dentro de un proyector láser navideño?

Aug 14, 2023

En el mundo de las grandes superficies, el 26 de diciembre es un día muy especial. La música navideña que se reproduce en los altavoces de techo vuelve al Top 40, ideal para familias, las decoraciones de la tienda se tiran al compactador y todo lo que está remotamente relacionado con la festividad se pone en liquidación. No se puede ganar más dinero en el más comercializado de todos los días festivos, así que volvamos a los negocios como siempre.

Es en este estrecho corredor de tiempo, entre la Gran Descarga Navideña y la llegada de los nuevos productos de primavera, que puedes encontrar fantásticas ofertas en decoraciones navideñas. No hace mucho tiempo, esto difícilmente sería una noticia emocionante para los lectores de Hackaday. Pero las luces y decoraciones navideñas realmente han comenzado a ir más allá en términos de tecnología: hilos de LED RGB direccionables, efectos controlados por Bluetooth y, en los últimos años, malditos láseres.

Así es, los ha visto por todo el vecindario, probablemente recibió algunos rayos perdidos en el ojo, incluso podría tener uno propio. Los proyectores láser han sido una de las decoraciones navideñas más populares durante los últimos años, y no es difícil ver por qué. Simplemente coloque el proyector frente a su casa y listo. No es necesario subirse a una escalera y colocar luces en el techo cuando, en su lugar, puede lanzar un poco de energía dirigida hacia arriba.

Dado lo populares que son, me sorprendió ver un proyector de luz multicolor de vacaciones Home Accents solitario en el estante de liquidación en Home Depot por alrededor de $ 14 unos días después de Navidad. Esta fue una reducción de precio del 75 % del MSRP normal, y justo en ese dulce rango de precio de compra impulsiva. ¡Veamos qué se esconde dentro!

Este proyector en particular no es muy diferente de otros que he visto, excepto por el hecho de que en realidad tiene tres láseres adentro. Por lo general, estos proyectores solo tienen rojo (662 nm) y verde (532 nm), pero este también tiene un láser azul (440 nm). Curiosamente, solo hay dos aberturas de láser en la parte delantera de la unidad, lo que significa que debe haber algún tipo de combinador de rayos en el interior que permite que dos de los láseres disparen a través de una ventana. Presumiblemente, era más barato y más fácil agregar un combinador de vigas al diseño que moldear por inyección nuevas cajas.

Cuatro tornillos en la parte posterior de la unidad le permiten quitar la cubierta, que me impresionó un poco al ver que tenía un sello de goma decente alrededor del borde para evitar la entrada de agua. Sin la cubierta posterior, notará el primer elemento interesante del diseño de este proyector: el disipador de calor externo.

Me preguntaba por qué usaron un "nudillo" de metal en la estaca de montaje y asumí que el diseño con aletas de la pieza era solo para reducir el material necesario. Pero resulta que el nudillo está conectado directamente al disipador de calor del láser primario por medio de un cilindro de metal sólido, incluso colocan un poco de material termoconductor en las superficies de contacto. No es perfecto, pero al menos obtiene algo de masa térmica fuera del cuerpo hermético.

Después de quitar el disipador de calor externo, el "trineo" que contiene todo el hardware interno se desliza fácilmente por la parte posterior. Se puede acceder fácilmente a todos los componentes del dispositivo, e incluso han ido tan lejos como para usar conectores para la mayoría en lugar de soldar todo directamente a la placa de circuito impreso en la parte posterior. Es como si quisieran que lo desmontáramos por partes.

Los componentes más grandes son la óptica motorizada en la parte delantera del trineo y el disipador térmico principal en la parte trasera que contiene los láseres azul y verde. El láser rojo está montado en el disipador de calor más pequeño, colocado a 90 grados de los otros láseres. Este posicionamiento es necesario para que el combinador de haz (la pequeña pieza de vidrio en ángulo visible en el centro) envíe los haces rojo y verde por la misma apertura.

Obviamente, los láseres en sí mismos son la parte más interesante de este dispositivo, así que vayamos directamente a la parte buena: sacarlos. El disipador de calor principal sale del trineo con un par de tornillos en la parte inferior, y te deja con un pequeño y agradable módulo de doble láser para hacer experimentos. El láser rojo y su disipador de calor también se quitan fácilmente, pero seamos honestos: ya nadie está interesado en los láseres rojos.

El lector atento podría notar en esta imagen que los láseres están muy desenfocados: a 3 metros, los puntos parecían tan grandes como platos. Esto se soluciona fácilmente utilizando un pequeño par de alicates en los anillos de enfoque en la parte frontal de cada láser. Una vez enfocados, queda bastante claro que estos láseres son bastante más potentes que los < 5 mW que figuran en la etiqueta de advertencia del producto.

De hecho, una vez que se enfocó el láser azul, pude quemar fácilmente trozos de papel y perforar agujeros en plástico negro. En cuanto al láser verde, es al menos el doble de brillante que mi puntero láser verde, que está etiquetado como 50 mW. No tengo el equipo para medir la potencia real de estos láseres, pero ciertamente no me sorprendería si ambos tienen al menos 100 mW.

Sorprendentemente, los diseñadores de este láser pensaron mucho en la gestión térmica. No solo hay un sensor de temperatura incrustado en el disipador de calor para controlar el apagado térmico, sino que en realidad hay una pequeña almohadilla térmica que se usa para llevar el láser a la temperatura de funcionamiento en condiciones extremadamente frías.

En la imagen de primer plano, puede ver que el sensor térmico (cables rojos delgados) y la almohadilla térmica están claramente centrados en el láser que ocupa la posición izquierda en el disipador térmico, que resulta ser el láser verde. Por extraño que parezca, el láser azul se encuentra en una funda de plástico negro que lo aísla completamente del disipador de calor.

Si ejecuta ambos láseres fuera del disipador de calor, encontrará que el azul se calienta al tacto en solo unos minutos, mientras que el verde todavía se siente como si estuviera a temperatura ambiente. De esta simple prueba parece que el láser azul es el que necesita más cuidado térmico.

Si ese es el caso, potencialmente estaba destinado a instalarse en el lado izquierdo del disipador de calor y, sin embargo, de alguna manera terminó instalándose en el derecho. De hecho, estoy dispuesto a apostar que el láser azul seguramente se quemará en estos proyectores después de un uso prolongado, ya que en su configuración actual prácticamente no tiene refrigeración.

Si lo que más te lleva de esta publicación es que Home Depot está vendiendo un láser de 440 nm que puedes usar para quemar cosas, ciertamente no te culpo. Si eso es lo que buscas, te aconsejo que coloques el láser azul en el disipador térmico del láser rojo. Ambos módulos láser tienen el mismo tamaño y el disipador de calor más pequeño debería ser más que suficiente al aire libre. Luego puede desconectar todo lo demás del tablero de control, dejando solo el láser azul restante.

Pero antes de encenderlo, tendrá que soldar una resistencia para que tome el lugar del sensor de temperatura, o de lo contrario, la placa de control cortará la alimentación del láser después de unos segundos. El sensor lee alrededor de 50 KΩ a temperatura ambiente, por lo que reemplazarlo con algo similar debería mantenerlo feliz. En la siguiente imagen puedes ver la resistencia de 40 KΩ que estoy usando actualmente.

He estado en una especie de patada de rescate por un tiempo, por lo que a menudo pienso en compras como esta en términos de qué tipo de hardware útil pude extraer. Por $ 14, debo decir que este es un puntaje bastante decente:

De la sección de óptica tenemos un pequeño y agradable motorreductor, un combinador de haz y cuatro rejillas ópticas. Tres módulos láser y una placa controladora que pueden alimentar cualquier combinación de ellos a la vez. Dos disipadores, uno con sensor de temperatura integrado. Una pequeña almohadilla térmica y, finalmente, un adaptador de 5 V/2 A de aspecto resistente.

Para cuando lea esto, probablemente sea demasiado tarde para hacerse con uno de estos, pero siempre está el año que viene. ¿Quién sabe qué golosinas abatidas permanecerán en el estante cuando llegue el Año Nuevo 2018?

¿Tienes ideas para otros hallazgos interesantes que podamos derribar? Háganos saber en los comentarios a continuación.