Lasertreiber 1W, 10MHz

Der chaotische Hauptfaden

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Lasertreiber 1W, 10MHz

Beitragvon Virtex7 » Mo 26. Aug 2013, 19:48

Hallo!

ich bin grade am bauen eines Laserbelichters nach "tixiv" http://www.das-labor.org/wiki/LaserExposer und will meinen Laser ein bisschen schneller Takten.
10MHz Taktfrequenz sollte sein.
mein Motor macht eine unbekannte Drehzahl, aber ich hab mal 556 Hz auf dem Laserspiegel gemessen. Bei Wunsch-Wert 600dpi sind das ca 4800 Punkte bei 20cm Linienbreite. Ergibt bei 556Hz nun mal 374,700 ns pro virtuellem Punkt. daher sage ich mal, dass da 10MHz Schaltfrequenz mir 100ns Periodendauer nötig ist, weil sonst der Laser nicht lang genug an ist.
Ich schalte den Laser mit einem FET (IRL3803S), aber wie schalte ich den FET, also das Gate.

Scanner, Lasereinheit und Netzteil sind schon da.


Errechnet: 7nF Gate Charge, bei 5V Gate Voltage (logic level FET) ergibt bei 10MHz einen Widerstand von 2,7R also ca 2A Gate Current bei dauerhafter Taktung.
jetzt bräuchte ich noch einen Gate Driver, mit dem ich diesen FET ansteuern kann. Oder einen anderen FET und die passende Ansteuerung.

ich hab vor, den Laser mit einem FPGA oder schnellen Atmel anzusteuern 8), mal sehen.
Den Motor bekomme ich schlecht langsamer, es ist ein gewisser Act das umzukabeln, also mache ich das eher ungern.
Er läuft mit dem orginalen Motortreiber, daher gute PLL Regelung für den Motor.


Grüße,
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Re: Lasertreiber 1W, 10MHz

Beitragvon flogerass » Mo 26. Aug 2013, 20:00

Da du ja nicht durchgehend mit 10MHz an- und ausschaltest, sollte das mit einem normalen Treiber-IC funktionieren.
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Re: Lasertreiber 1W, 10MHz

Beitragvon Virtex7 » Mo 26. Aug 2013, 20:10

jo. das ist idr. richtig, nur kannst du mir einen Treiber vorschlagen? ich hab einen ICL7667 versucht, der mag nichtmal mit 1,8MHz aus einem Quarz :(
evtl. lag das am Oszillator. ich teste das nochmal.

Test läuft: 250kHz geht LOCKER mit ICL und dem Mosfet.
bei 5V Gate Voltage.
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Re: Lasertreiber 1W, 10MHz

Beitragvon flogerass » Mo 26. Aug 2013, 20:22

Von IRF gibts da glaub welche. Aber mit nem Dauertakt würd ich das nicht testen. Der macht dann Thermisch ziemlich schnell dicht.
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Re: Lasertreiber 1W, 10MHz

Beitragvon Bastelbruder » Mo 26. Aug 2013, 20:25

Die Schaltung ist ganz großer Käse. Schalttransistor mit nachgeschalteter Konstantstromquelle ist erstens viel zu aufwendig und dann auch zu langsam.

Ääh, die Exposer-Schaltung kann doch garnicht pulsen, C13 verhindert das.

Wenn man die Kurve Diodenstrom<>Lichtausbeute ansieht, ist da erstmal ein Knick. Das ist die Laserschwelle, der Strom der immer fließen darf und der für zu 'Gunsten der Reaktionsgeschwindigkeit immer fließen muß. Vielleicht soll das der "Idle current"-R8 erledigen. Dann braucht man bloß noch eine relativ kleine Stromquelle die die relativ kleine Differenz zum Maximalstrom zur Verfügung stellt. Weil sich die Spannung wirklich fast nicht mehr ändert, sind an der Stelle auch kleine HF-Transistoren wunderbar geeignet, ein BFW92 kann 30mA, ein BFG135 150mA. Die modulieren den Laser auch mit 500MHz. Wichtig ist bei allen Treibern daß die Transistoren weder in die Sättigung fahren noch ganz ausgeschaltet werden. Diskrete MOSFETs sind an der Stelle überhaupt nicht besser, die brauchen eher noch mehr Ansteuerstrom. Vielleicht reicht sogar der Strom aus ein paar parallel geschalteten CMOS-Gattern mit Serienwiderstand.
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Re: Lasertreiber 1W, 10MHz

Beitragvon Virtex7 » Mo 26. Aug 2013, 20:31

hm. ich bau selber eine Schaltung, aber mache sowas normal nicht, also direkt diskret mit Transistoren.
die Laserschwelle finde ich morgen, wenn der Laser in seinem Kühlblock sitzt.

auf jeden Fall sind für "volles Licht" 850mA nötig (ich geb ihm 800, wegen der längeren Lebensdauer)
meine Momentane Quelle ist ein LM317 mit kleinem Widerstand über Out nach Adj. und dann auf Masse.

wer bessere Vorschläge hat, wie Bastel. mit den Transis, gern.

Transistor nicht voll aussteuern: heißt? Basisstrom limitieren und nie ganz abreißen lassen (nicht ganz zumachen)
stimmt das so?
ich will absichtlich von Puls bis "DC" am Laser machen können, damit nebeneinander liegende Punkte verbunden werden.
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Re: Lasertreiber 1W, 10MHz

Beitragvon tixiv » Mo 26. Aug 2013, 21:01

Bastelbruder hat geschrieben:Die Schaltung ist ganz großer Käse. Schalttransistor mit nachgeschalteter Konstantstromquelle ist erstens viel zu aufwendig und dann auch zu langsam.

Ääh, die Exposer-Schaltung kann doch garnicht pulsen, C13 verhindert das.

Wenn man die Kurve Diodenstrom<>Lichtausbeute ansieht, ist da erstmal ein Knick. Das ist die Laserschwelle, der Strom der immer fließen darf und der für zu 'Gunsten der Reaktionsgeschwindigkeit immer fließen muß. Vielleicht soll das der "Idle current"-R8 erledigen. Dann braucht man bloß noch eine relativ kleine Stromquelle die die relativ kleine Differenz zum Maximalstrom zur Verfügung stellt. Weil sich die Spannung wirklich fast nicht mehr ändert, sind an der Stelle auch kleine HF-Transistoren wunderbar geeignet, ein BFW92 kann 30mA, ein BFG135 150mA. Die modulieren den Laser auch mit 500MHz. Wichtig ist bei allen Treibern daß die Transistoren weder in die Sättigung fahren noch ganz ausgeschaltet werden. Diskrete MOSFETs sind an der Stelle überhaupt nicht besser, die brauchen eher noch mehr Ansteuerstrom. Vielleicht reicht sogar der Strom aus ein paar parallel geschalteten CMOS-Gattern mit Serienwiderstand.


Ist meine Schaltung. Da bin ich ja etwas enttäuscht, dass Du die Schaltung für ganz großen Käse hältst.
Funktionieren tut sie ganz gut. Dadurch, dass der BD239 über den Emitter angesteuert wird kommt der recht gut auf Trab. Er schaltet nie ganz ab, und nie ganz ein, dadurch ist er immer schön im linearen bereich. Der Widerstand R8 sorgt für eine kleinen Ruhestrom, damit der Transistor nicht ganz ausschaltet. Der Laser leuchtet dabei nochnicht nennenswert. Den Kondensator C13 habe ich ganz zum Schluss eingefügt, weil ich sonst Probleme mit Überschwingern des Laserstromes hatte. Die Spannung an dem Punkt ändert sich ja kaum, so dass der die ganze Geschichte nicht zu langsam macht. Ich weiß nichtmehr genau, welche Schaltfrequenzen das Ganze hinbekommt, aber ich meine 1-2µs waren drinn. Rund 800mA Strom wurden bei meinem Laser auch gebraucht. Und die Laser-schwelle ist zwar recht gut zu erkennen, aber sie ist zu weit entfernt von voller Leistung um damit zu arbeiten (so bei ca. 25% des Maximalstromes).
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Re: Lasertreiber 1W, 10MHz

Beitragvon Virtex7 » Mo 26. Aug 2013, 21:44

hm. 1uS schaffe ich jetzt schon, mit mos treiber und meinem FET.

ich wollte auf unter 100ns kommen....


Baschtel: kannst du mir ein Beispiel von so einer Schaltung, wie du sie bringst, geben?
tixiv: am wann lasert die Diode, also wie viel mA?

meine Aufbauten kommen OpenSource zurück, keine Frage!

das bekomme ich momentan raus, wenn ich mit Atmel eine PWM mache (10% ON)
Laseransteuerung.PNG
blauer Trace: Takt am FET-Gate
pink: Spannung vor dem LM317 aber nach der Pseudo-Laserdiode (Dioden und Lastwiderstand)
Laseransteuerung.PNG (10.18 KiB) 5945-mal betrachtet


Schaltung gewünscht?
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Re: Lasertreiber 1W, 10MHz

Beitragvon Virtex7 » Mi 28. Aug 2013, 13:30

Neuigkeiten:

Lasermodul angeschlossen (momentan an Lab NT, weil noch kein Treiber fertig)
Laser geht bei ca 180-200mA vom Diodenbetrieb zum Lasern über, dabei entwickelt er schon eine gute Helligkeit.

Da meine Laserkühlung noch nicht fertig ist (habe VERDAMMT zu groß gedreht, muss jetzt ein Stück Cu Blech unterlegen :P)
und ich auch eig keine Lust auf weitere Punkte auf der Netzhaut habe, gehe ich erst mal nicht über 200mA auf die LD.
Ich scanne nachher mal den Plan für den Kühlblock und stelle ihn online.... (ist auf Papier)

Unterbrecheransteuerung muss noch programmiert werden aber die Fotodiode verträgt auch das blaue Licht,
d.h. die Pulse pro Zeile sind auf dem Scope sichtbar.

es_lasert_blau_klein.jpg
200mA Laserstrom, Foto bei Nacht und ohne Blitz, ich konnte es nicht still halten (1/8s oder sowas Belichtungszeit)
rote LED: PLL LOCK vom Motor
es_lasert_blau_klein.jpg (52.07 KiB) 5837-mal betrachtet


Ob ich die Glaslinsen drin lasse, weiß ich noch nicht, das sehe ich, wenn die Unterbrechnungselektronik läuft und ich ein Kalibriermuster erzeugen kann.
Laser muss auch noch richtg ausgerichtet und fokussiert werden.

joa, mal sehen, wann ich weitermache, Cu Blech muss ich erst suchen (grummel-- gnaaapfrr.. )
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Re: Lasertreiber 1W, 10MHz

Beitragvon tixiv » Do 29. Aug 2013, 10:02

Nochmal zu der Drehzahl des Motors: Eigentlich darf der Motor ja richtig langsam sein für dieses Projekt. Es bietet sich also eine Geschwindigkeit an, die gerade so hoch ist, dass das Motorservo stabil funktioniert. Vielleicht bekommst Du Deinen Motor ja langsamer indem Du seinen Quarz gegen einen langsameren tauschst.

Mit nem LM317 habe ich übrigens auch rumgebastelt bevor ich zu der anderen Schaltung gekommen bin. Mein LM317 war einfach zu langsam so wie ich mich erinnere...
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Re: Lasertreiber 1W, 10MHz

Beitragvon Virtex7 » Do 29. Aug 2013, 13:27

ok, das mit dem quarz werd ich antesten, momentan sind da 11MHz drin, dann mach ich einfach mal 1MHz rein.

mit LM317 wird warscheins wieder rausfliegen. mal sehen.
muss jetzt erst mal Schrott zerlegen und Platinen zum recycler schaffen :P

Aber WLP ist da -> ich kann die LD in den finalen KK einpressen.
---> heute abend gibts wohl erst mal ein halbes Watt auf die LD :D (und dann Temperaturmessung)


EDIT: (erst mal: nice one, dass das so lange später noch geht)

So. jetzt der Comment. Vorhin war ein Kollege und Freund von mir hier, wir haben das mit dem Laser mal besprochen.

Unser Plan: wir bauen eine mehrstufige Regelungseinrichtung mit PI-Regler für die Hüllkurve des Stromes und einen Transistorsteller für die 10MHz (die erreiche ich dann auch....)
Vorbemerkungen: Vcc beträgt 15V, die Laserdiode (LD) braucht 850mA, hat eine Betriebsspannung von ca 4V und hält ganz kurze Pulse (im us Bereich) mit 1A aus.

1. ein fetter OPV, der in Spannungsfolgerschaltung betrieben wird. Dieser kann gute 2A ausgeben. Sein Eingang ist mit dem 16bit-DAC eines Atmels verbunden.
2. ein Schutzwiderstand, der den Großteil des nötigen Spannungsabfalls erzeugt, hier sind das mal 8 Ohm. Damit können bei 4V LD Spannung maximal 1,x Ampere fließenm, aber keine richtig massiven Spitzen aus Kerkos oder so vorkommen.
3. Die Laserdiode - angeschlossen über RG174, weil da ja die massiven Pulse vom Transistorsteller drauf sind.
4. Ein Transistor, z.B. der für eine 11m Endstufe. Der kann das ab. Kommt natürlich an einen massiven Kühlkörper - Betrieben in Emitterschaltung mit Gegenkopplung mit 1 bis 2 Ohm.
5. Emittergegenkoppelwiderstand. Darunter nur noch GND.


Wirkungsweise:
Der Atmel hat nichts zu tun, als den momentan für eine Zeile anliegenden, mittleren PWM-Grad zu empfangen (FPGA gibt den über ein 8bit-Interface aus...), den Strom am Widerstand aus Punkt 2 zu messen (über einen RC-Filter mit ca 10-100Hz Mittenfrequenz und einen Differenzverstärker) und damit den momentanen Peak-Strom zu messen.
Damit wird dann der folgende Regelkreis gefüttert:
Konzept: PI. damit auch Stationär ein Nullfehler erzeugt werden kann. Einschränkung der Regelung: wenn PWM-Grad unter 10% (willkürlich angenommener Wert) fällt, wird der Regleransgang nicht verändert, damit Rauschen nicht so stark eingeht. Ausgangsgröße: PWM-Grad der 16 Bit PWM, die dann über einen RC Tiefpass (fc = 1/100 von fPWM) auf den um x verstärkten Spannungsfolger/positiver Verstärker Leistungs-OPV aus #1 geht.
Hiermit kann der Atmel den Peakstrom der Laserdiode mit einer Zeitkonstante von etwa 1/10sec ausregeln.

Durch Kalibrierung wird erreicht, dass die Regelung nur die thermischen Effekte der Laserdiode ausgleichen muss.


Der Transistor darunter muss sich dann nicht mehr so um den maximalen Strom kümmern und kann im Linearbetrieb zwischen 2 Punkten betrieben werden.
Punkt 1 ("aus"): Transistor leitet leicht, Laserstrom so gering, dass die Laserdiode im Diodenbetrieb verbleibt.
Punkt 2 ("vollgas"): Transistor leitet recht gut (1 Ohm oder sowas) und LD voll im Laserbetrieb und brennt irgendwo ein Loch hin^^
Der Atmel kann den FPGA anweisen, die LD in einer Save-Area auf Vollgas zu schalten, um sich einzumessen.

Im Atmel werden extern gemessene Werte hinterlegt, die er mit dem PWM-Grad nicht überfahren darf, um die Laserdiode zu schützen.
Damit kann ich mit dem Atmel sogar den echten momentan anliegenden PEAK-Strom an der Laserdiode messen und ggf. auch anzeigen.

Probleme:
- Die Transistorschaltung muss für die gewünschten Frequenzen am Laser ausgelegt werden, also mit passenden Caps, Widerständen....
- Der dicke Lastwiderstand oben muss auch den Puls in den Laser abkönnen, also möglichst niederinduktiv sein, da er sonst den Stromanstieg bremst.
- Der Laser muss mit Koaxkabel angeschlossen werden, weil das normale Litzenkabel für die 10MHz auf die Länge bestimmt nicht taugt.


Die sollten lösbar sein. Einen Widerstand bis 10MHz oder so kann man ja leicht bei Farnell kaufen.
Bei Kondensatoren muss man halt zusammenbauen. verschiedene Kerkos, Tantal, Elkos...
RG174 ist eh schöner als n paar verdrillte Litzen^^ und hält bestimmt auch mehr Strom aus.


Totaler Wahn oder könnte klappen?
Ich verwende einfach gern uC weil ich die besser verstehe als Analogschaltungen.
und weil ich sie leichter kalibrieren kann.....


Der FPGA spielt dann nur noch Multiplexer und Transmitter, das binäre Signal muss noch in ein Spannungssignal für den Transistor gewandelt werden (kein wirkliches Problem, mit einem weiteren Transistor als Verstärker-Spannungsfolger leicht machbar.)
Und frequenzmäßig schafft der FPGA das eh locker, der kann >100MHz internen Takt ab.

Testen werde ich das alles erst mal an der Demo-Laserdiode.

Aja: noch was mechanisches: ich hab die Laserdiode jetzt in den Kühler montiert. Die letzten Luftspalten hab ich nach Rechnung mit Wärmeleitpaste verfüllt. Temperaturdifferenz durch diese kleine Pfuscherei ist etwa 1K bei 4W thermischer Leistung. Ich denke, dass das woooschd ist. LD wird eh noch mittels Pelztier gekühlt glaube ich. aber erst mal Temp Sensor und dann seh ich weiter.


Gut Nacht noch oder so,
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Re: Lasertreiber 1W, 10MHz

Beitragvon Bastelbruder » Fr 30. Aug 2013, 09:34

Irgendwie paßt da noch mehr nicht. Der SPD30P06P ist ein P-Kanal MOSFET der mit 5V am Gate gerade so erwacht.

-Warum nehmen die Bastler eigentlich immer viel zu dicke MOSFETs? Weil die im entscheidenden Moment (an der Umschaltflanke) meist noch mehr Strom brauchen als ihre bipolaren Zeitgenossen?-

Die Zeit-schädlichen Kapazitäten des MOSFETs sind beim Betrieb unter 1V am größten.
Daß der Kondensator am Emitter des Endtransistors nicht viel ausrichtet, weil er einen ESR von (durchschnittlich) einem Ohm hat, hatte ich vorher übersehen.

Aber jetzt noch was konstruktives.

Jeder unnötige Spannungshub bremst die beabsichtigte Stromänderung.

R3 macht bloß dann Sinn, wenn der daneben gezeichnete Elko an seinem unteren Ende angeschlossen ist. Sonst sind die Strompulse erst wieder auf der 12V-Leine.

Wozu eigentlich die Verbratungsdiodenkette? Das kann der Endtransistor doch besser. Und er wird durch die höhere Spannung schneller. Und wenn schon Vorwiderstand, dann noch einen weiteren Transistor einbauen der den Spannungshub vom Treiber fern hält. Auch der kann die Bratdioden ersetzen. Die sicherste und reaktionsschnellste Strombegrenzung ist übrigens eine Kombination aus Konstantstromquelle und Zenerdiode.

Und noch ein paar Ideen von Profis.

Irgendwas hab ich noch vernommen mit Entfernen der Glasklötze...
Die erfüllen zwei Aufgaben: erstens Parabel-Entzerrung, zweitens Fokussierung auf die ebene Fläche. Mit einem festen Fokus geht das nicht.
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Re: Lasertreiber 1W, 10MHz

Beitragvon Virtex7 » Fr 30. Aug 2013, 09:43

moment Baschtel, von welcher Schaltung redest du gerade?

meine steht ja noch nicht online und hat auch weder eine Diodenkette (das ist meine Dummy-Laserdiode) noch den von dir genannten MOSFET.
ich glaube, stelle mal eine Schaltung online, damit du das anschauen kannst.

Die Linear AN werde ich mal lesen.

EDIT: und die Glasklötze hab ich noch drin. erst mal so testen.
Das Problem ist ja, dass die Weglänge nicht konstant ist, sonst ginge Fixfokus.
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Re: Lasertreiber 1W, 10MHz

Beitragvon Bastelbruder » Fr 30. Aug 2013, 09:54

Ich habe in diesem Faden nur eine einzige Schaltung entdeckt. "LaserExposer" im ersten Beitrag. Darauf beziehen sich alle Details.
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Re: Lasertreiber 1W, 10MHz

Beitragvon tixiv » Fr 30. Aug 2013, 14:39

Bastelbruder hat geschrieben:Irgendwie paßt da noch mehr nicht. Der SPD30P06P ist ein P-Kanal MOSFET der mit 5V am Gate gerade so erwacht.

-Warum nehmen die Bastler eigentlich immer viel zu dicke MOSFETs? Weil die im entscheidenden Moment (an der Umschaltflanke) meist noch mehr Strom brauchen als ihre bipolaren Zeitgenossen?-


Öhmn, ich hab da beim Layouten einfach den P-Kanal FET in eagle verwendet, weil es der einzige ist, den ich in dem DPak-Gehäuse gefunden habe.... In wirklichkeit ist da ein IRLR024, aslo ein N-Kanal FET verbaut... muss ich wohl nochmal korrigieren wenn ich das eagle-Projekt wiederfinde...

Bastelbruder hat geschrieben:Aber jetzt noch was konstruktives.

Jeder unnötige Spannungshub bremst die beabsichtigte Stromänderung.

R3 macht bloß dann Sinn, wenn der daneben gezeichnete Elko an seinem unteren Ende angeschlossen ist. Sonst sind die Strompulse erst wieder auf der 12V-Leine.

Wozu eigentlich die Verbratungsdiodenkette? Das kann der Endtransistor doch besser. Und er wird durch die höhere Spannung schneller. Und wenn schon Vorwiderstand, dann noch einen weiteren Transistor einbauen der den Spannungshub vom Treiber fern hält. Auch der kann die Bratdioden ersetzen. Die sicherste und reaktionsschnellste Strombegrenzung ist übrigens eine Kombination aus Konstantstromquelle und Zenerdiode.

Ja, macht Sinn. Aber R3 ist ein reiner Shunt damit man mit dem Oszilloskop den tatsächlichen Diodenstrom messen kann, und genug Spannungsabfall ist ja da dachte ich mir. Die Verbratungsdioden sind halt genau dafür da, damit die Spannung nicht unnötig schwankt am Collector, aber trotzdem der Endtransistor etwas entlastet wird. Naja, bestimmt nicht die Welt tollste Schaltung, aber sie funktioniert. Nächstes mal wirds besser ;) Danke für die Tips!

Bastelbruder hat geschrieben:Irgendwas hab ich noch vernommen mit Entfernen der Glasklötze...
Die erfüllen zwei Aufgaben: erstens Parabel-Entzerrung, zweitens Fokussierung auf die ebene Fläche. Mit einem festen Fokus geht das nicht.


Ja, ich habe alle Klötze / Linsen entfernt. Das Problem war, dass ich mit denen absolut keinen scharfen Laserpunkt hinbekommen habe. Der war dann immer eine Linie, oder unscharf. Außerdem habe ich noch den Abstand ändern wollen: ich brauche ja nur 100mm Breite, nicht DINA4-Breite. Mit festem Fokus ist es nicht zu schlecht, der ist halt jetzt auf die mittlere Strecke eingestellt, was ausreicht für einen genügend scharfen Punkt. Mit einem verlängerten Strahlenweg vor dem Drehspiegel wäre es noch besser.
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Re: Lasertreiber 1W, 10MHz

Beitragvon Virtex7 » Sa 12. Okt 2013, 12:31

so.
nachdem meine Prüfungen für das Semester hinter mir liegen und ich wieder etwas Zeit habe, widmete ich mich geflissenlich dem Bau des Lasertreibers, das bis jetzt in die Hand genommene Geld soll ja nicht verschwendet sein.

ich hab mir eine Konstruktion aus einem analogen Schaltsteller (Transistor im Linearbetrieb, hoffe ich) und einer digitalen Vorregelung ausgedacht.

Hier mal die ersten Simulationsergebnisse mit LTSpice3 (den End-Transistor soll noch durch einen 2SC2078 ersetzt werden, da hab ich nur kein Spice model für)

Bild
Den Basis-runterzieher schalte ich mit dem FPGA, der auch den Laser selbst steuert.
Für die Spannungsquelle, die momentan den FPGA+Treiber symbolisiert muss ich mir noch was ausdenken, dass zwischen Spannung 1 und Spannung 2 hin und her schalten kann (Laser Ruhestrom - Betriebsstrom) mit den Diode konnte ich eine Übersteuerung der Basis verhindern, aber trotzdem schnell auf "an" schalten.


Bastel: wenn du noch ne Idee hast, immer mal her damit.

wie poste ich die simul Daten?
als Text ist irgendwie.... naja.. komisch :P
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Re: Lasertreiber 1W, 10MHz

Beitragvon TDI » Sa 12. Okt 2013, 14:02

Virtex7 hat geschrieben:...
und ich auch eig keine Lust auf weitere Punkte auf der Netzhaut habe, gehe ich erst mal nicht über 200mA auf die LD.

Moin,
kannst Du mal für die "Ungeschädigten" beschreiben, wie es dazu kam und wie sich das im täglichen Leben bemerkbar macht? Dann wird aus theoretischen Warnungen mal etwas greifbares, was tatsächlich passiert.
Danke und Grüße
TDI
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Re: Lasertreiber 1W, 10MHz

Beitragvon Farbe » Sa 12. Okt 2013, 16:06

@TDI
Ich bin auch laserbastler, ironischer weise ohne Schutzbrille, "man passt ja auf.. naja"
Also mit den 1-3w 445nm aus den Beamern hab ich erfahrung, ins Auge hab ich mir noch nicht geleuchtet (bloß gut!), aber den hellen Punkt an der wand angekuckt, der Tut weh in den Augen, nach einer weile hat man auch keine lust mehr sich den Punkt anzukucken, die Augen scheinen "überreizt".
Im Sichtfeld scheint dann auch alles mit Blauer farbe schlechter sichtbar zu sein, in der Nacht fühlt sich das an wie in schweißgerät gekuckt.
Am nächsten tag ist alles wieder ok.
Mein Augenarzt hat mir letztens gesagt ich hätte 130% rechts und 120%links oder so, und das ist schon ne weile so.
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Re: Lasertreiber 1W, 10MHz

Beitragvon Bastelbruder » Sa 12. Okt 2013, 19:18

Ich hab mal eine etwas modifizierte Schaltung zusammengeklickt. Leider scheint es für die 11m-Transistoren keine Modelle zu geben, nimmt man halt was da ist.
Bild
R2 ist bloß drin um dem Simulator beim Start zu helfen.
Der Rest dürfte einigermaßen klar sein, zuerst wird die Stromquelle eingeschaltet und der Strom darf sich an der Laserdiode vorbei beruhigen.
Die Spitze beim Einschalten könnte man vielleicht mit Gegentaktansteuerung rausbringen, die stammt hauptsächlich von der kleinen Drossel, damit versucht sich der Emitterfolger kurz mal als Oszillator, die Bassis- und Emitterspannungen steigen auf über 6V und die Millerkapazität von Q3 bewirkt schließlich die Spitze! Aber so kommt der Puls richtig knackig. Vielleicht ist die Drossel aber doch nicht soo gut.
Verbessern läßt sich das sicher noch mit Gegentaktansteuerung, 300mV Differenz schaltet die Differenzstufe sauber um.
Die Basisvorwiderstände müssen natürlich an die verwendeten Transistoren angepaßt werden, die beabsichtigten HF-Transistoren haben deutlich weniger hfe.
Einfach experimentieren, spice-Transistoren sind ja billig.
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Re: Lasertreiber 1W, 10MHz

Beitragvon Virtex7 » Sa 12. Okt 2013, 19:40

TDI: das ist passiert, als ich mit meinem Vater ein Hologramm belichten wollte und ein Spiegel umgekippt ist (der einzige, der nicht festgeschraubt war!!!!! (vergessen)) Der feinst kollimierte Strahl schnitt über mein linkes Auge und traf eine Seitensektion.

im täglichen Leben ist da NICHTS bemerktbar, ich habe "nur" eine 0,5 dioptrien stärkere Kurzsichtigkeit auf dem Auge als rechts.
ich hab eh eine Brille von daher fällt mir das nicht auf.

Musste halt schon 2 mal wegen Gefahr von Hornhautablösung zum Augenarzt, aber bis jetzt nichts dergleichen geschehen.


Baschtel: ich danke dir schon mal. Werde die Schaltung mal nachklicken und schauen, wie ich so zurecht komme.
Danach baue ich das auf und klemme meine Übungs-LD (Dioden und Widerstände) dran und messe mit dem großen Scope alles durch.

ich muss mir das noch alles genau zu Gemüte führen und schauen, wie viele Spannungen ich jetzt brauche.
Auf jeden Fall bin ich jetzt schon mal recht massiv weiter mit dem Projekt.


Gruß,
Virtex7
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Re: Lasertreiber 1W, 10MHz

Beitragvon Bastelbruder » Sa 12. Okt 2013, 19:44

Ich vergaß...
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WIRE 224 384 144 384
WIRE 288 384 224 384
WIRE 224 400 224 384
WIRE 352 448 352 432
WIRE 352 448 288 448
WIRE 352 464 352 448
WIRE 224 512 224 496
FLAG 496 144 0
FLAG 352 544 0
FLAG -16 272 0
FLAG -16 464 0
FLAG -48 384 Freigabe
FLAG -48 192 Puls
FLAG 496 400 0
FLAG 224 512 0
FLAG 304 256 Emitter
FLAG 288 224 0
SYMBOL LED 240 64 R0
WINDOW 3 -207 33 Left 2
SYMATTR InstName D1
SYMATTR Value W5AP-LZMZ-5K8L
SYMATTR Description Diode
SYMATTR Type diode
SYMBOL npn 416 144 M0
WINDOW 3 -34 -14 Left 2
WINDOW 0 34 46 Left 2
SYMATTR Value 2N2219A
SYMATTR InstName Q1
SYMBOL res 336 448 R0
SYMATTR InstName R1
SYMATTR Value 1
SYMBOL res 160 368 R90
WINDOW 0 0 56 VBottom 2
WINDOW 3 32 56 VTop 2
SYMATTR InstName R3
SYMATTR Value 300
SYMBOL voltage 496 48 R0
WINDOW 123 0 0 Left 2
WINDOW 39 0 0 Left 2
SYMATTR InstName V1
SYMATTR Value 10V
SYMBOL res 144 176 R90
WINDOW 0 0 56 VBottom 2
WINDOW 3 32 56 VTop 2
SYMATTR InstName R4
SYMATTR Value 100
SYMBOL voltage -16 176 R0
WINDOW 3 -83 128 Left 2
WINDOW 123 0 0 Left 2
WINDOW 39 0 0 Left 2
SYMATTR Value PULSE(0 5 .1µ 10n 10n .1µ .4µ)
SYMATTR InstName V2
SYMBOL voltage -16 368 R0
WINDOW 3 -119 129 Left 2
WINDOW 123 0 0 Left 2
WINDOW 39 0 0 Left 2
SYMATTR Value PULSE(0 5 50n 10n 10n .2µ .4µ)
SYMATTR InstName V3
SYMBOL npn 288 336 R0
SYMATTR InstName Q3
SYMATTR Value 2N4401
SYMBOL npn 192 144 R0
WINDOW 0 31 46 Left 2
WINDOW 3 -25 108 Left 2
SYMATTR InstName Q2
SYMATTR Value 2N4401
SYMBOL voltage 496 304 R0
WINDOW 123 0 0 Left 2
WINDOW 39 0 0 Left 2
SYMATTR InstName V4
SYMATTR Value 2.5V
SYMBOL res 272 128 R0
SYMATTR InstName R2
SYMATTR Value 10k
SYMBOL npn 288 400 M0
SYMATTR InstName Q4
SYMATTR Value BC847A
SYMBOL res 480 272 R90
WINDOW 0 0 56 VBottom 2
WINDOW 3 32 56 VTop 2
SYMATTR InstName R5
SYMATTR Value 33
SYMBOL ind 320 272 R90
WINDOW 0 5 56 VBottom 2
WINDOW 3 32 56 VTop 2
SYMATTR InstName L1
SYMATTR Value 10µ
TEXT 456 512 Left 2 !.tran .3µ
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Re: Lasertreiber 1W, 10MHz

Beitragvon Virtex7 » Sa 12. Okt 2013, 19:58

danke :D
jetzt hab ich es nachgeklickt :D geht ja schnell^^

wozu genau ist die 2,5V Versorgung da, BIAS? ich muss die Schaltung noch genau verstehen, Transistorschaltungen sind leider nicht soooo meins.


ich habe noch dazu vor, die große Hauptversorgung (deine 10V) über einen LM317 mit dickem ELKO (1000uF oder so) zu regeln und so den Leistungsmittelwert im Bereich der Zeitkonstanten der Diode durch Erwärmung oder andere Effekte zu kompensieren.... Was meinste, ist das Humbug oder geht das?
Regelung würde ich über einen Atmel machen, der kann dann gleich auch die mittlere Leistung des Lasers errechnen und anzeigen....

Dann: kann ich die Freigabe-Leitung für eine komplette Zeile online lassen, oder besser nur vor einem Punkt anschalten?
die Leistung müsste dann ja über den 2n2219A vernichtet werden.
-> der muss auch an einen KK, nicht nur der 2n4401 direkt an der LD....

ich werde mal durchsimulieren, ob der Driver alles kann, was ich brauche (bin aber zuversichtlich.)


Gruß,
Virtex7

OK, über die Spannung kann ich schon mal nicht bestimmen, wie viel Strom fließt, das ist also eine richtige echte Stromregelung.
Baschtel: wie bekomm ich da mehr Strom raus (IGOR!), ich hätte gern 850mA AVG wenn der Laser CW mäßig an ist (CW hier: dauer-ON)
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Re: Lasertreiber 1W, 10MHz

Beitragvon Bastelbruder » Mo 21. Okt 2013, 17:49

Inzwischen ist mir ein Modell des 2SC2078 über den Weg gelaufen, der ist besser als ich dachte. Und auch ziemlich realistische Digitalbausteine, daraus habe ich dann das gebastelt.
Bild
Anstieg- und Abfallzeiten sind besser als erwartet, unter 15ns!

Impulsströme von 800mA im Laserdiodenkreis und 120mA an der Basis des Endtransistors bedingen überlegte Leitungsführung, speziell im Massezweig bis zum HC02-Treiber. Schon 10nH zusätzliche Induktivität (das sind 10mm Draht) haben deutlich sichtbare Auswirkungen.
Ich habe die relevanten Stromkreise mal angedeutet, die Widerstände in den Spannungszuführungen sind durchaus sinnvoll.

Die Modelle sind von hier, ich hab die 33MB.zip zum Probieren in der Sandkiste über der Normalinstallation ausgeschüttet und laß den Simulanten dort schwitzen, läuft einwandfrei.

Die .png Datei speichern unter Lasertreiber.asc
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Re: Lasertreiber 1W, 10MHz

Beitragvon Virtex7 » Sa 26. Okt 2013, 12:52

so. Layout hab ich mal erstellt.

Bild

größer:
http://files.brauchmer.net/imghost/up/f9e1dc9329091fdf9fc7cb3c9fb67b5e.png

wenn jemand versteht, warum das bild oben (kleine vorschau) nicht angezeigt wird, bitte mir erklären.
ich versteh das nicht.
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Re: Lasertreiber 1W, 10MHz

Beitragvon Fritzler » Sa 26. Okt 2013, 13:00

Das Layout kannste eigentlich nochmal komplett neu machen.
Die Laserdiode sollte bei den Freqenzen zudem direkt auf die Platine, da machen dir die Leitungslängen einiges kaputt.
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