레이저 모듈로 잔디 깎는 기계

드론이나 3D프린터를 이용한 DIY를 하는 유튜브 채널(rctestflight)이 청색 다이오드 레이저 모듈을 탑재한 레이저로 잡초를 깎는 잔디 깎기 로봇을 제작해 눈길을 끈다.

보통 잔디 깎는 기계는 모터와 커터를 이용해 잡초를 절단한다. 하지만 이번에 만든 건 더 미래 스타일이라고 할 수 있다. 사용한 건 출력 40W 청색 다이오드 레이저 모듈. 펜탁스 M마운트 렌즈와 레이저 모듈을 결합했다. 이를 스테핑 모터를 탑재한 받침대 위에 고정시켰다. 스테핑 모터 동작은 아두이노를 이용해 제어하고 이를 통해 레이저 모듈을 자동으로 좌우로 움직일 수 있다. 레이저 모듈 흔들림 속도를 상당히 느리게 설정하고 장시간 가동해 깨끗하게 잡초를 깎는데 성공했다. 또 너구리 등 동물이 레이저 모듈 앞을 지나갈 때 동물 눈이 손상되지 않도록 가속도 센서를 탑재해 긴급 상황에서 작동을 중지할 수 있도록 설계했다.

다만 처음 만든 건 레이저 모듈을 통해 잡초를 깎을 수 있는 범위는 1.8∼2.4m 정도로 짧다. 이에 광범위한 잡초 깎기를 가능하게 하기 위해 청색 다이오드 레이저 모듈 24개를 하나로 묶은 레이저 모듈을 만들었다. 레이저 모듈은 고출력 LED 모듈을 간편하게 자작할 수 있는 StratusLEDs에 장착했다. 이렇게 하면 조사하는 레이저 출력을 소프트웨어로 조정할 수 있다. 만든 청색 다이오드 레이저 모듈 24개를 하나로 한 레이저 모듈 최대 출력은 80∼120W 정도라고 한다.

이 레이저 모듈에서 조사되는 레이저를 한 점에 수렴시키기 위해 거대한 렌즈 여러 개도 준비했다. 이를 통해 레이저가 모인 부분에선 높은 절단력을 유지하면서 확산 부분에선 사람 손이 닿아도 안전하게 된다고 한다. 최종적으로 캐터필터식 라디콘에 레이저 모듈을 장착했지만 이 때 장착한 건 처음 사용한 40W 출력 청색 다이오드 레이저 모듈이다.