Hack du module optique d’une imprimante laser

Ceci va être un long article, puisque c’est la première entrée sur le sujet et que je suis rendu pas pire avancé. J’avais déjà démonté, dans ma tendre adolescence, une imprimante laser. Le module optique n’y avait pas échappé, malheureusement, je n’avais alors pas assez de connaissances en optique pour bien saisir l’importance de tous les petits miroirs et lentilles de plastique aux formes étranges que l’on y retrouve, si bien qu’il ne me reste en ce moment de ce lointain carnage que le polygone à miroirs, que j’avais réussi à hacker et à faire fonctionner avec un petit circuit il y quelques années.

Avec mes stages au Centre de neurophotonique et à Laserax, j’ai compris l’importance d’avoir une optique qui corrige le focus du faisceau laser selon la différence de parcours optique, afin d’avoir un balayage sur un même plan qui soit toujours au maximum de l’intensité du faisceau. Il s’avère que ce genre de patente est généralement énormément dispendieux et compliqué à construire par soi-même. Heureusement, il y a une solution (comme d’habitude) lorsque l’on se tourne vers la technologie de masse et que l’on fait preuve d’assez de débrouillardise pour détourner les produits à notre avantage.

J’ai acheté cet été un module optique d’imprimante laser pour la modique somme de 23$US sur ebay (ce modèle-ci pour être précis), qui contient : un laser infrarouge d’une coupe de mW (pas encore testé) un polygone à miroirs, des miroirs et des lentilles. Et ce qui vaut vraiment tout l’or du monde, c’est que tout est déjà aligné, ce qui m’a évité ainsi des jours de plaisir.

Remplacement du laser

À droite, la carte laser extirpée du module, à gauche, une pièce imprimée en 3D pour imiter le support de la diode laser afin de placer mon propre laser.

Pour l’instant, j’aimerais voir ce que je fais (i.e. utiliser un laser visible), et je vais commencer par un projet de harpe laser. Mon but final est de pouvoir placer le faisceau laser à une position voulue et contrôlée sur la ligne d’impression. Pour cela, j’ai dû remplacer le laser de l’imprimante par un module laser vert de 5mW. J’ai donc soudé l’alimentation à deux fils pour pouvoir les sortir du boîtier, puis j’ai soudé le bouton poussoir afin qu’il soit constamment allumé. Je l’alimente avec une source d’alimentation variable de 6W avec le voltage placé à 3V.

J’ai fabriqué avec mon imprimante 3D une petite pièce qui tient exactement dans l’espace du module laser afin de conserver l’alignement qui a déjà été fait pour le reste de l’optique. Je m’y suis repris à 3 fois pour avoir une pièce parfaite.

J’ai donc pu insérer mon module laser vert à la place, et le faisceau frappe les miroirs du polygone exactement de la bonne manière. J’ai dû replier un peu la carte de contrôle du laser afin qu’elle rentre dans l’espace étroit du boîtier.

Tout rentre en place, et on peut replacer le couvercle du boîtier pour s’assurer d’une petite sécurité laser de plus (oui oui, je porte des lunettes quand même, soyez sans crainte).

Hack du contrôle du polygone

J’avais déjà réussi à hacker un polygone à miroir d’un autre modèle, donc j’étais quand même très bien parti. Le connecteur a 5 broches. Je savais déjà qu’il y avait 4 broches d’utiles (la dernière, je n’ai jamais compris à quoi elle sert) : VCC, GND, CLK et EN. Autrement dit, une alimentation, une vitesse définie par un signal d’horloge et une broche qui sert à allumer ou éteindre la rotation.

J’ai rapidement remarqué un gros condensateur polarisé, il doit (et il l’est effectivement) être relié aux deux bornes d’alimentation. En partant de la droite vue du dessus (#5 dans mon ordre d’identification), la première broche est VCC, ensuite la deuxième (#4) est le Ground (elle est aussi reliée à la grosse trace de la carte, c’est toujours un bon indice). Par la suite, j’ai eu beaucoup de misère à identifier les autres broches. Un court-circuit a emporté mon générateur de fonction sur mon mini-oscillo (pas tant utile puisqu’on pouvait juste avoir quelques fréquences, mais ça va me faire chier à le réparer), j’ai donc dû à la va-vite générer un signal d’horloge avec mon arduino. Heureusement, le code est ridiculement simple puisque je suis à très basse fréquence et que pour l’instant, c’est un test préliminaire et que je m’en fous de la légère imprécision de cette méthode :

void setup() {
// put your setup code here, to run once:
pinMode(3,OUTPUT);
}

void loop() {
// put your main code here, to run repeatedly:
digitalWrite(3,HIGH);
delay(1);
digitalWrite(3,LOW);
delay(1);
}

Ce qui donne une fréquence d’à peu près 500 Hz.

Pour la source d’alimentation du polygone, je me suis rendu compte que ça prend plus de 7V et qu’elle doit fournir un bon courant. En ce moment, j’utilise une alimentation d’ordinateur portable, qui donne 15V et 5A, c’est vraiment overkill mais ça fonctionne comme un charme, on peut faire tourner le polygone à une vitesse qui donne froid dans le dos (il va falloir que je la mesure un de ces jours).

Donc après avoir gossé un peu j’ai trouvé que la première broche en partant de la gauche (#1) est l’entrée de l’horloge (CLK) et que la troisième (celle du milieu, #3) est la broche d’enclenchement (ENABLE) qui doit être reliée en permanence au ground (elle est donc ENABLE LOW) pour que le moteur du polygone se mette à tourner.

Un petit test lorsque tout est en marche et on voit que le faisceau laser se promène le long de la ligne de sortie du module de l’imprimante laser!

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