Elektroda.pl
Elektroda.pl
X
Proszę, dodaj wyjątek dla www.elektroda.pl do Adblock.
Dzięki temu, że oglądasz reklamy, wspierasz portal i użytkowników.

Driver dla diody laserowej. Proszę o poradę przy wyborze układu.

06 Sty 2018 18:26 834 23
  • Poziom 4  
    Witajcie,

    grzebię w temacie miesiącami i zatrzęsienie tematów na forum już mnie kompletnie pogubiło. Nie jestem na tyle doświadczony, by przerabiać istniejące układy doborem innych elementów.

    W związku z tym proszę Was o poradę.
    Potrzebny mi jest regulator prądu dla diod laserowych. Obecnie pracuję na diodach z nagrywarek, jednak docelową jest dioda większej mocy (nominalnie 4.5-5V 1.6A 2W) .
    Jak dotąd wymagam od regulatora regulacji napięcia 1,25-5V na wyjściu oraz natężenia 80-650mA.

    Jak dotąd realizowałem to w ten sposób: zasilacz sieciowy 12V 1250mA > przetwornica na LM2596 (gotowy układ) > regulator na LM317T (podstawowa aplikacja). Wypluwało to z siebie max. 250mA. Jednak zaczęły dziać się niefajne rzeczy (podejrzewam spalenie potencjometru).

    Chciałbym zbudować/kupić nowy układ. W przypadku kupnego powinien mieć możliwość sterowania z klona Arduino - Woodpecker CNC.
    Używany dotychczas laser był sterowany sygnałem 12v z tejże płytki.

    Pogubiłem się już w ogromie dostępnych schematów i możliwości, czy możecie mi doradzić konkretny układ lub schemat, bym mógł sobie takowy zbudować? Co radzicie?

    Bądźcie wyrozumiali, jeżeli brakuje jakichś informacji - po prostu dajcie znać to wszystko podam.
  • Poziom 4  
    Parametry pracy docelowej diody już napisałem: 4.5-5V i 1.6A - wartości nominalne.
    Diody na których się uczę mają to do siebie, że właściwie nie da się określić ich parametrów inaczej niż doświadczalnie.
    Jak dotąd stopniowo zwiększałem parametry zasilania i obserwowałem zachowanie diody.

    Stąd też proszę o układ który będzie dość "plastyczny" - chciałbym aby zakres regulacji zaczynał się (w miarę możliwości) od około 80mA. Zazwyczaj jest to prąd bezpieczny i przy tej wartości zaczyna zachodzić akcja laserowa.
  • Pomocny post
    Poziom 43  
    Ja stosowałem bardzo fajny układ LT3080, który jest regulatorem do 1.1A i można go łączyć równolegle.
  • Poziom 4  
    Freddy napisał:
    Ja stosowałem bardzo fajny układ LT3080, który jest regulatorem do 1.1A i można go łączyć równolegle.


    Dziękuję. Aplikacja z karty katalogowej? Mam rozumieć, że połączone równolegle mogą mi dać ~2A?
    _jta_ napisał:
    Czy prąd ma być stały, czy pulsujący? Dioda laserowa większej mocy może do akcji laserowej wymagać takiego prądu, który spowodowałby jej przegrzanie, gdyby płynął stale.


    Muszę to jeszcze dokładniej zgłębić temat. Często diody do 200mA zasilają ludzie z baterii, więc chyba impulsowa charakterystyka nie jest konieczna? Jak dotąd diody z radiatorem nie grzały się jakoś agresywnie, ale też długo nie pracowały (do kilku minut).

    Byłoby super, gdyby układ posiadał możliwość sterowania PWM. Docelowo laser będzie pracował z płytką Arduino.Z tej płytki jest wyprowadzone gniazdo "Laser", które podaje napięcie do 12v - więc to chyba tego typu sterowanie.

    W związku z powyższym zastanawiałem się również, czy w podobny sposób mogłoby to działać? Mam tu na myśli układ jaki stosowałem, czyli: przetwornica>układ na LM317>dioda.. Różnica polega na podaniu zasilania nie z zasilacza lecz z wyjścia płytki Arduino.
  • Pomocny post
    Poziom 43  
    Skitt01 napisał:
    Dziękuję. Aplikacja z karty katalogowej? Mam rozumieć, że połączone równolegle mogą mi dać ~2A?
    Tak, dokładnie. Stosowałem aplikacje z karty katalogowej.
    LT3080 to tak jak LM317, tyle, że LT to nowocześniejszy układ.
  • Poziom 4  
    Witajcie,

    podług jednego z moich postów zbudowałem bardzo prosty układ oparty na LM317. Proszę, sprawdźcie, czy dobrze rozumuję.

    Schemat pochodzi z noty katalogowej, docelowo jest ładowarką do baterii.
    Obliczyłem, że powinien obdarzyć mnie I=370mA i U=3.6V. Zasilany osobnym zasilaczem sieciowym, 12v 1250mA.
    Wartości rezystorów: Rs=3.3Ohm R1=339Ohm R2=1kOhm.
    Driver dla diody laserowej. Proszę o poradę przy wyborze układu.

    Podłączając różne obciążenia w postaci diod LED jak i rezystorów układ daje najwyżej 2.68v przy 125mA.

    Myślałem, że po prostu podłączony element ssie sobie tyle prądu, ile wynika z jego charakterystyki.
    Mimo wszystko, zanim podłączę docelową diodę proszę o sprawdzenie układu.

    Moderowany przez Mirek Z.:

    Scaliłem dwa bardzo podobne tematy - proszę nie zakładać kolejnego o tym samym. https://www.elektroda.pl/rtvforum/faq.php - p.3.1.12.

  • Poziom 4  
    Freddy, dziękuję za wskazówki. Ten układ niestety jak na razie jest poza moim zasięgiem (tylko przez Internet).

    Zdecydowałem się na LM350. Szybkie pytanie - czy na jednym układzie mogę zrealizować regulację napięcia i natężenia? Czy powinienem użyć pary? Jest możliwość zaimplementowania sterowania PWM? (Tak, w Internetach robili takie cuda, ale przy bardziej skomplikowanych układach. Nie umiem tego sam wysublimować).
  • Poziom 33  
    Co Ty chcesz zasilić? Diodę LED 1W?
    Stabilizując napięcie (nie wiem po co) tylko komplikujesz układ.
    Wystarczy LM i rezystor Rs. To działa, pamiętaj tylko o odpowiednim radiatorze dla LM'a gdyz mocno się nagrzeje. Teraz WAŻNA sprawa!
    Zabezpieczenie temperaturowe w LM działa w ten sposób, że układ po prostu przestaje stabilizować.
    Wszystkim wydaje się, że zabezpieczenie wtedy wyłączy układ, ale to nie działa w ten sposób.
  • Poziom 4  
    Diodę laserową o nieznanych dokładnych parametrach. Spodziewane wartości 3.6V 370mA są bezpieczne do testów.
    To w istocie LM i 3 rezystory. Stabilizacja nie jest konieczna, ważniejsze było obniżenie napięcia z 12v do bezpiecznego dla diody.
    Docelowo zasilane to będzie bezpośrednio z płytki Arduino.

    Głównym zamiarem jest wykorzystanie LM350 z uwagi na większe dopuszczalne natężenie. Czy będę mógł zrealizować to w podobny sposób?

    Jeżeli będzie to możliwe to finalnie chciałbym zbudować układ zasilany z zewnątrz a sterowany PWM z płytki.
  • Pomocny post
    Poziom 33  
    Od strony plusa szeregowe źródło prądowe na LM i Rs, potem dioda, a za diodą od strony masy jakiś MosFet sterowany z Arduino i po herbacie. Jak mam duże prądy to stosuję IRFZ44N, jak małe to przeważnie IRLML2502 (SMD)
  • Poziom 43  
    Mogę Ci 2 sztuki LT odstąpić jak chcesz.
    Zrób źródło prądowe, po co Ci regulacja prądu i napięcia?
  • Poziom 4  
    Justyniunia, bardzo Ci dziękuję. Jeszcze tylko kilka amatorskich pytań, żeby dobrze wszystko zrozumieć:

    1. Nie potrzebuję w żaden sposób dodatkowo zabezpieczać diody (bezpiecznik?) - układy robią to za mnie. Bardzo mi zależy na ostrożności.
    2. Twoja porada dotyczy zewnętrznego zasilania, tak? Czy może/powinno być impulsowe?

    Mały up:
    Na płytce Arduino znajduje się Mosfet F540NS, do którego jest poprowadzone wyjście Laser. To ono podaje mi do 12v.
    Obecnie LM jest zasilany z tego wyjścia, czy to właśnie sterowanie PWM?

    Dodano po 21 [minuty]:

    Freddy napisał:
    Mogę Ci 2 sztuki LT odstąpić jak chcesz.
    Zrób źródło prądowe, po co Ci regulacja prądu i napięcia?


    Bardzo chętnie, jaka cena?
    Było mi to potrzebne przy badaniu posiadanych diod. Obecnie znalazłem jedną, docelową, ale o większej mocy (2W)
  • Pomocny post
    Poziom 33  
    Nie znam Arduino (piszę w BASCOM), ale jeśli masz na pokładzie taki tranzystor to wnioskuję, że możesz podłączyć minus diody pod niego, a od strony plusa diody stabilizować prąd LM'em. To, czy to będzie PWM, czy nie zależy od Twojego programu jaki napiszesz.
    Cytat:
    Twoja porada dotyczy zewnętrznego zasilania, tak? Czy może/powinno być impulsowe?

    Tak, dotyczy zewnętrznego zasilania. Obojętnie.

    Mnie martwi inna sprawa...
    Skitt01 napisał:
    Diodę laserową o nieznanych dokładnych parametrach.


    Czekaj, jak to tranzystor podaje Ci do 12V?
  • Poziom 4  
    Justyniunia,

    uściślając cały wątek:

    Dotychczas badałem różne diody wyciągane z nagrywarek DVD. Nie znałem ich dokładnych parametrów więc potrzebowałem regulacji napięcia i natężenia, które będzie je zasilało.
    Obecnie posiadam diodę 2W (4.5-5V 1.6A) która ma pracować jako laser wypalający sterowany (niekoniecznie zasilany, choć nie ma przeciwwskazań) z płytki Arduino - Woodpecker CNC. O ile mi wiadomo najlepiej sterowanie realizować poprzez PWM.
    Zbadałem, że przy moim oprogramowaniu (Candle v0.9 -komp i GRBL v0.9 - płytka) sterowanie mocą działa. Jak na razie mam wpięty szeregowo do wyjścia Laser układ, który zbudowałem (obecnie zasila jakąś diodę z DVD, 2.6V 120mA).

    Chciałem rozbudować i uściślić swoją wiedzę na ten temat, bardzo mi zależy na ostrożności - nie chcę spalić diody głupim błędem.


    Odpowiadając w sprawie Mosfetu przesyłam zdjęcie płytki. Z przodu widać wspomniany tranzystor, z tyłu widać że ścieżki idące do wyprowadzeń mają początek w przetwornicy napięcia znajdującej się na płytce. Mogłoby to oznaczać, że ten koleżka właśnie steruje zasilaniem podawanym na wyjście?

    Driver dla diody laserowej. Proszę o poradę przy wyborze układu.
    Driver dla diody laserowej. Proszę o poradę przy wyborze układu.



    Jednocześnie mam kilka pytań o zabezpieczenie diody:

    1. Czy na czas lutowania powinienem zewrzeć nóżki jakimś rezystorem?
    2. Czy w takim obwodzie powinno być jakieś zabezpieczenie diody? W wielu driverach na LM317 do LD (LaserDiode) występują równolegle dioda i kondensator.
  • Specjalista elektronik
    N-MOSFET + LM358 + parę oporników i kondensatorów wystarczy do zbudowania źródła prądowego dającego pulsujący, ograniczony prąd (możliwość ustawienia prądu i wypełnienia PWM, poprzez podanie 2 napięć). LM317 i podobne nie są wygodne do układu z regulacją ograniczenia prądu.
  • Poziom 4  
    _jta_ , czy mógłbyś podesłać jakiś schemat? Nie rozumiem nieco, bo LM358 wypuszcza natężenie rzędu dziesiątek mA a to stanowczo za mało.
    Dlaczego LM317 nie jest do tego wygodny?
  • Poziom 33  
    Skitt01 napisał:
    Dlaczego LM317 nie jest do tego wygodny?

    Bo jeśli chcesz mieć źródło regulowane, to musiałbyś zamiast Rs wstawić potencjometr, a im większy prąd chcesz regulować, tym większej mocy potencjometru musiał byś użyć.
    W układzie ze wzmacniaczem operacyjnym regulujesz ten mały prąd (mA) a on poprzez tranzystor reguluje duże prądy (setki mA, czy nawet A)

    LM jest fajny bo prosty, ale do układów gdzie potrzebujesz prąd o jednej, określonej wartości (i to też nie za dużej ze względu na straty, w końcu to stabilizator liniowy)
  • Poziom 4  
    Bardzo dziękuję, rozeznam temat. Jak na razie operuję na samym 317.

    Czy zastosować w tym prostym przypadku diodę prostowniczą i kond. 10uF równolegle do diody? Wiele schematów driverów do LD taki posiada.
  • Pomocny post
    Poziom 33  
    Podstawowa aplikacja chyba w ogóle nie posiada tych elementów na schemacie.
    Diodę dajesz anodą do wyjścia, a katodą do wejścia. Ma to zabezpieczyć przed skutkami cofania się napięcia z zasilanego układu w stronę stabilizatora po jego wyłączeniu.
    My mówimy o stabilizatorze prądu, nie napięcia. Czy ta dioda jest tu potrzebna? Nie wiem, nie stosuję...

    Możesz wrzucić przykładowy schemat?
  • Pomocny post
    Specjalista elektronik
    Justyniunia: Bo jeśli chcesz mieć źródło regulowane, to musiałbyś zamiast Rs wstawić potencjometr, a im większy prąd chcesz regulować, tym większej mocy potencjometru musiał byś użyć.

    I na dodatek, jeśli regulacja ma być z uC, musiałby to być potencjometr sterowany elektronicznie, i to o sporej mocy... nie wiem, czy taki się znajdzie, a na pewno niełatwo.

    LM358 mógłby sterować bramkę N-MOSFET-a tak, żeby napięcie na oporniku źródło MOSFET-a - masa było takie, jak mu się poda na IN+: IN- połączyć ze źródłem MOSFET-a, OUT z bramką, IN+ do napięcia sterującego, dren poprzez diodę laserową do +zasilania.

    Jeśli ma być PWM, to może tak: tamten OUT połączyć z bramką poprzez diodę (zwykłą, nie LED), anodą do bramki; na drugiej połówce LM358 (to są dwa wzmacniacze w jednej kości) zrobić generator prostokąta o wypełnieniu sterowanym napięciem i jego wyjście poprzez opornik do tej bramki. Wymaganie co do MOSFET-a: napięcie odcięcia powyżej 1.5V. Wtedy przy stanie niskim na wyjściu generatora MOSFET będzie wyłączony (bramka przez opornik będzie połączona do wyjścia, które ma stan niski, a dioda nie będzie przewodzić), a przy stanie wysokim regulacja prądu z pierwszego wzmacniacza przejdzie poprzez diodę.
  • Poziom 4  
    Justyniunia napisał:
    Możesz wrzucić przykładowy schemat?


    Jest kilka postów wyżej. Różnią się tylko parametrami rezystorów, obecnie mam Rs=1 Ohm R1=330 Ohm i R2=1.2kOhm plus dioda i kondensator równolegle do LD. Zasilanie z wyjścia Laser na płytce.
    Obecnie dioda pobiera 0.36A (zakres 10A)/ 155mA (zakres 200mA) przy 4V. Nie do końca wiem, skąd wynika różnica w pomiarach natężenia (wina miernika?)
  • Specjalista elektronik
    Masz na myśli schemat z #8? On efektywnie działa podobnie, jak zasilanie poprzez opornik - daje prąd 1.25V/R_S przy zwarciu, 1.25V*(1+R2/R1) przy braku prądu, i liniową zależność napięcia od prądu U=(1.25V-I*R_S)*(1+R2/R1), to samo dałoby zasilanie napięciem 1.25V*(1+R2/R1) poprzez opornik R_S*(1+R2/R1), tylko że ten układ może czasem (przy większym prądzie) działać przy napięciu zasilania poniżej 1.25V*(1+R2/R1) - tego na opornikach się nie zrobi; we wzorach na rysunku są błędy, "+1" ma być nie w mianowniku (R1+1 nie ma sensu, bo R1 jest w Ω, a 1 bezwymiarowe), a dodane do ułamka.