Ich versorge eine Laserdiode über eine Konstantstromquelle mit einer langsam ansteigenden Rampe. Wie kann man erkennen, wann sie anfängt zu lasern?
Uhu U. schrieb: > Wie kann man erkennen, wann sie anfängt zu lasern? Sollte man ja sehen, wenn ein Punkt irgendwo ensteht?
Mani W. schrieb: > Sollte man ja sehen, wenn ein Punkt irgendwo ensteht? Unterhalb der Laserschwelle produziert er kein kohärentes Licht, genau wie eine LED. Nur, wie kann man erkennen, wann die Laserschwelle erreicht ist? Irgendwo zwischen 10 und 12 mA nimmt die Intensität des Lichtes deutlich zu, aber Interferenzeffekte kann man schon vorher sehen.
https://www.google.at/url?sa=t&rct=j&q=&esrc=s&source=web&cd=1&cad=rja&uact=8&ved=0ahUKEwjQ3bTvw-fNAhWJzRQKHepAAB4QFggdMAA&url=https%3A%2F%2Fde.wikipedia.org%2Fwiki%2FLaserschwelle&usg=AFQjCNGUp5m3QhPer87P9EsNYP8TWW0Sxg&sig2=8Stm9QHq9a4kZzVwgtdrsA Vielleicht hilft Dir das...
Uhu U. schrieb: > Ich versorge eine Laserdiode über eine Konstantstromquelle mit einer > langsam ansteigenden Rampe. > > Wie kann man erkennen, wann sie anfängt zu lasern? Na an dem sich ändernden Widerstand, den Du mittels der Spannung messen kannst, die Du aufwenden musst. Das ist so ziemlich die einfachste Anwendung. In den anderen Fällen, in denen eine Spannung vorgegeben wird, müsstest Du einen Shunt einsetzen und die Schaltung verändern. Hier tut es ein hochohmiger Abgriff. Wenn Du sicherstellen willst, dass das System als Komponenten funktioniert, wird gfs eine optische Überwachung fällig, da die elektrische gfs als nicht sicher angenommen werden kann, es sei denn die Spannung wird aus dem Modul herausgeführt und nochmal fremdüberwacht. Interferenzmessung mit Lasern ist nicht so ganz einfach. Braucht eine stabile und nachgeführte Parallelquelle oder eine entsprechende Anordnung mit optischer Strahldivergenz, soforn sich das einrichten lässt.
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Lässt sich die Laserstrahlung nicht messen? Irgendwo sollte sie ja beginnen, ein starkes Licht zu senden...
Jürgen S. schrieb: > Na an dem sich ändernden Widerstand, den Du mittels der Spannung messen > kannst, die Du aufwenden musst. Unterscheidet sich die Kennlinie einer Laserdiode von der einer LED?
Uhu U. schrieb: > Unterscheidet sich die Kennlinie einer Laserdiode von der einer LED? Irgendwo wird es in der Kennlinie einen Punkt maximaler Leistung geben und vorher den Punkt, wo es beginnt...
Die Lichtleistung kann ich leider nicht messen. Bei 12 mA sieht man dieses typisch "prickelnde" Licht, wenn man den Blickwinkel ändert. Der Effekt scheint aber schon vorher einzusetzen. Bei 8 mA ist es wie eine LED und nicht sehr hell.
Die Laser-Emission ist ein sehr effizienter Vorgang, in dem Moment, wird in der Leistungskurve ein Knick entstehen, den man durch das Durchfahren nachvollziehen muss. Damit sind sicher auch Streueffekte der Exemplare zu umgehen, was bei statischen Grenzen nicht der Fall ist.
Dann beginnt er wohl zwischen 10 und 12 mA irgendwo mit lasern. In dem Bereich sieht eine starke Intensitätszunahme.
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Jürgen S. schrieb: > in dem Moment, wird > in der Leistungskurve ein Knick entstehen, Mani W. schrieb: > Irgendwo wird es in der Kennlinie einen Punkt maximaler Leistung > geben und vorher den Punkt, wo es beginnt... Es müsste ja einen Zusammenhang geben von Spannung und Strom und dort wird der Knick zu sehen oder messen zu sein...
Nach allem, was ich bis jetzt an Kennlinien gesehen habe, ist das eine normale LED-Kennlinie. Ich projeziere das Licht an die Wand. Schon bei 1 mA kann man einen roten Fleck sehen - das ist aber mit Sicherheit kein kohärentes Licht. Der Laser ist so ein chinesischer Billigheimer mit Vorwiderstand, mit rotem Licht und Imax < 40 mA. Den Widerstand habe ich überbrückt und betreibe das Ding gerade mit einer steuerbaren Konstantstromquelle. Die Schwellspannung entspricht ungefähr einer grünen LED.
Hat deine LD keine Rückmeldung im Gehäuse in Form eines Fototransistors oder Fotodiode? Eigentlich sollte sowas zur Regelung der KSQ schon mit drin sein.
Mani W. schrieb: > Jürgen S. schrieb: > in dem Moment, wird > in der Leistungskurve ein Knick entstehen, > > Mani W. schrieb: > Irgendwo wird es in der Kennlinie einen Punkt maximaler Leistung > geben und vorher den Punkt, wo es beginnt... > > Es müsste ja einen Zusammenhang geben von Spannung und Strom und dort > wird der Knick zu sehen oder messen zu sein... Die Strom-Spannungs Kennlinie gibt keinen Aufschluss auf die Laserschwelle. Sie ist im Idealfall schon im linearen Bereich, bevor die Schwelle erreicht wird. Das Licht unterhalb der Schwelle ist spontane Emission und ist deutätlich unterhalb der Schwelle zu erkennen.
@Uhu Uhuhu (uhu) >Nach allem, was ich bis jetzt an Kennlinien gesehen habe, ist das eine >normale LED-Kennlinie. Ja. Die Strom-Spannungskennlinie nützt hier rein gar nichts. Man brauch die Strom-Licht Kennlinie, denn die ist, wie Jürgen S schon bemerkte auch nichtlinear. Unterhalb des Schwellstroms ist sie sehr flach, die Laserdiode arbeitet als LED. Overhalb knickt die Kennlinie stark nach oben, dann lasert es. http://vignette1.wikia.nocookie.net/tenbb2006/images/0/0e/Bild15.JPG/revision/latest?cb=20070717150759&path-prefix=de http://images.google.de/url?sa=t&rct=j&q=&source=imgres&cd=1&cad=rja&uact=8&ved=0ahUKEwjrw9frsOjNAhUEXhQKHYvmCAsQ5RMIBDAA&url=http%3A%2F%2Fde.tenbb2006.wikia.com%2Fwiki%2FElektronik&usg=AFQjCNFQnC2DzOzzLGiCezRSLKwy39xwOA&sig2=tdf1X-DhO2lDA1aUqn5cXg >Die Schwellspannung entspricht ungefähr einer grünen LED. Kommt hin.
Dein "prickelndes" Licht, sind sog. Speckles, die durch das kohärente Licht entstehen. Jörg
Wenn du den Laser an die Wand leuchten lässt, und du dich leicht hin uns her bewegst, in dem Moment wo dieses "glitzern" beginnt (nennt man Speckle-Effekt) strahlt die LD kohärentes Licht aus. Das ist die Laserschwelle.
Mani W. schrieb: > Es müsste ja einen Zusammenhang geben von Spannung und Strom und dort > wird der Knick zu sehen oder messen zu sein... Den Knick gibt es zwischen Lichtintensität und Strom. Was hat die Spannung damit zu tun?
Uhu U. schrieb: > Interferenzeffekte kann man schon vorher sehen. Ist ja auch kein Wunder. Schliesslich gibts auch Weisslicht- Interferrometer
Uhu U. schrieb: > Unterhalb der Laserschwelle produziert er kein kohärentes Licht, genau > wie eine LED. Das ist ein Irrtum. Schon lange bevor es Laser gab, hat man kohärentes Licht hergestellt, indem man das Licht spektral und räumlich stark gefiltert hat. Das geht sogar mit Glühlampen, die man durch ein winziges Loch scheinen lässt, aber oft nahm man zuzüglich die scharfen Spektrallinien von Gasentladungslampen. Leider waren solche kohärenten Lichtquellen ziemlich schwach, und die Verfügbarkeit des Lasers war im wahrsten Sinne des Wortes eine Erleuchtung. Hier werden die Interferenzen durch das nahezu monochromatische Licht der LED und die winzigen Austrittsfacette des LD verursacht. > Irgendwo zwischen 10 und 12 mA nimmt die Intensität des Lichtes deutlich > zu, aber Interferenzeffekte kann man schon vorher sehen. Dann wird die Schwelle bei ungefähr 10mA liegen. Sie ist ziemlich temperaturabhängig, und wenn die LD warm ist, brauchst du merklich mehr Strom. Die maximal zulässige Leistung ist nicht ganz leicht zu bestimmen. Man erhöht dazu den Strom und misst dabei die Lichtleistung. Ab einem bestimmten Strom treten so genannte "Kinks" auf, d.h. die Lichtleistung ändert sich sprunghaft. Von da an reduziert man den Strom wieder auf z.B. 70%.
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In der Spannungs-Strom Kennlinie sollte es beim Übergang zum Lasern auch einen kleinen Knick geben (die Spannung steigt nicht mehr so stark an). Allerdings dürfte der Knick bei für Laserdioden nur schwach ausgeprägt sein und die Kennlinie schon von den Bahnwiderständen dominiert werden. Je nach Type muss man da ggf. schon sehr genau nachmessen um ihn zu erkennen. Im Vergleich zur LED ist die Flussspannung bei den Laserdioden etwas höher, weil der Strom nur relativ lokal fließt.
Hp M. schrieb: > oft nahm man die scharfen Spektrallinien von Gasentladungslampen. Ja, mit Interferometern, die mit Thalliumlampen betrieben wurden,konnte man schon vor fünfzig Jahren auf wenige Nano- metergenau messen.
Aus Wikipedia "Der erste Laser – ein Rubinlaser – wurde von Theodore Maiman am 16. Mai 1960 fertiggestellt.[1][2]"
Matthias S. schrieb: > Hat deine LD keine Rückmeldung im Gehäuse in Form eines Fototransistors > oder Fotodiode? Nein. Das ist so ein Laserpointer-Dingelchen. Aber zum ausprobieren prima...
Mark S. schrieb: > Aus Wikipedia > "Der erste Laser – ein Rubinlaser – wurde von Theodore Maiman am 16. Mai > 1960 fertiggestellt.[1][2]" Laser ist nicht die einzige Möglichkeit kohärentes Licht zu erzeugen.
Berufsrevolutionär schrieb: > Mark S. schrieb: >> Aus Wikipedia >> "Der erste Laser – ein Rubinlaser – wurde von Theodore Maiman am 16. Mai >> 1960 fertiggestellt.[1][2]" > > Laser ist nicht die einzige Möglichkeit kohärentes Licht zu erzeugen. Ich frage mich, wie deine Antwort dem Uhu hilft, seine Frage zu beantworten ;-) Uhu U. schrieb: > Wie kann man erkennen, wann sie anfängt zu lasern?
Uhu U. schrieb: >> Hat deine LD keine Rückmeldung im Gehäuse in Form eines Fototransistors >> oder Fotodiode? > > Nein. Das ist so ein Laserpointer-Dingelchen. ...und die Diode hat keine drei Anschlüsse?
Man kann es wirklich nur an der Intensität der Strahlung erkennen. Hier exemplarisch ein Datenblatt: https://www.nichia.co.jp/specification/products/ld/NDV4316-E.pdf An der Kennlinie merkt man nichts. Monitordioden haben nur die teureren Varianten, auch ein dritter Anschluss sagt nichts aus.
Harald W. schrieb: > ...und die Diode hat keine drei Anschlüsse? Ja, die hat nur 2. Das ist bei diesen kleinen Laserpointern wohl Standard. Und kleiner Gag am Rande: das Platinchen, das hinten raus ragt, ist mit Bleilot gelötet... Das sind die Dinger: http://www.ebay.de/itm/20x-Lasermodul-650nm-6mm-3V-5mW-Laser-Diode-Modul-Laserdiode-Rot-fur-Party-Disco-/400926797787?hash=item5d59196fdb:g:bcEAAOSwrklVZErB
@Uhu Uhuhu (uhu) >Nein. Das ist so ein Laserpointer-Dingelchen. Aber zum ausprobieren >prima... Wenn du es MESSEN willst, kauf dir eine BPW34 und häng dort ein Multimeter im mA oder uA Messbereich dran.
Ich kann mich irren, aber ist an der Laserschwelle nicht ein Spannungssprung (Spannunsanstieg über Strom wird plötzlich steiler) von ein- oder zweihundert Millivolt zu verzeichnen? Wenn du den genauen Wert dieser Spannungschwelle kennst, sollte sie mittels eines Komparators detektierbar sein. Stephan
Einen Sprung in der Spannung nach oben sollte es nicht geben, sondern nur einen leicht geänderten Verlauf der Kurve in Richtung weniger schnellem Anstieg der Spannung mit dem Strom. Das ist aber nicht wirklich viel, also ggf. kaum zu messen. Im Prinzip könnte man ggf. etwas erkennen, wenn man sich das Rauschen genau ansieht. Durch optische Rückkopplung und Variationen in der Laserleistung könnte im Laserbereich das Rauschen etwas ansteigen. Die direkte Optische Messung ist aber viel einfacher.
Stephan schrieb: > Ich kann mich irren, aber ist an der Laserschwelle nicht ein > Spannungssprung (Spannunsanstieg über Strom wird plötzlich steiler) von > ein- oder zweihundert Millivolt zu verzeichnen? Du irrst dich. Uhu U. schrieb: > kleiner Gag am Rande: das Platinchen, das hinten raus ragt, ist mit > Bleilot gelötet... > > Das sind die Dinger: > Ebay-Artikel Nr. 400926797787 Vielleicht sind sie deshalb so billig. Anderererseits: Grausam aussehende Lötstellen kann man mit bleifreiem Lot noch leichter produzieren. Woher weisst du, dass dort ein Bleilot ist? Übrigens ist in diesen Modulen ein Widerstand eingebaut, und es steht dabei, dass man sie mit 3V betreiben soll. Mach das doch einfach. Ich habe schon etliche derartige Teile zerlegt und unterschiedliche Widerstände vorgefunden. Evtl. suchen die Chinesen die tatsächlich individuell zur jeweiligen LD passend aus.
Ganz individuell werden die Widerstände wohl nicht ausgesucht. Es dürfte bei den LD halt Klassen mit unterschiedlichen Bereichen für die Schwelle geben und entsprechend passende Versionen der Widerstände. Um das vorgeschriebene Limit für Laserpointer einzuhalten und nicht zu dunkel zu werden muss man den je nach Exemplar unterschiedlichen Schwellstrom schon berücksichtigen. Früher war es durchaus üblich, das man 50 mA als Schwelle hatte und dann bei 60 mA schon bei 5 mW war. Da ging auch nichts ohne ein Nachregeln mit Photodiode auch der Rückseite.
Hp M. schrieb: > Woher weisst du, dass dort ein Bleilot ist? Es lässt sich ganz leicht löten und ergibt schöne Lötstellen - die würde ich bleifrei so nicht hinbekommen.
Lurchi schrieb: > Um das vorgeschriebene Limit für Laserpointer einzuhalten Was meinst du mit "vorgeschrieben"? Zulässig ist 1mW, aber das kümmert die Chinesen nicht.
Lurchi schrieb: > Um das vorgeschriebene Limit für Laserpointer einzuhalten Was meinst du mit "vorgeschrieben"? Zulässig ist 1mW, aber das kümmert die Chinesen nicht. P.S.: Man muss dazu sagen, dass man, um 1mW Ausgangsleistung zu erhalten, wegen der Verluste im optischen System, einiges mehr hineinstecken muß. Ich schätze, dass ca 3mW erforderlich sind.
Hp M. schrieb: > Zulässig ist 1mW, aber das kümmert die Chinesen nicht. Zumindest bei den kleinen grünen Laserpoinern schreiben sie schon mal "<1000mW" drauf, woran sie sich dann ziemlich sicher auch halten dürften.
Hp M. schrieb: > Übrigens ist in diesen Modulen ein Widerstand eingebaut, und es steht > dabei, dass man sie mit 3V betreiben soll. > Mach das doch einfach. Ich wollte sehen, ob ich einen Lasertreiber hinbekomme, der die LD beim Einschalten usw. nicht grillt - das hat geklappt. > Ich habe schon etliche derartige Teile zerlegt und unterschiedliche > Widerstände vorgefunden. Evtl. suchen die Chinesen die tatsächlich > individuell zur jeweiligen LD passend aus. Auf den 5, die ich habe, sind überall 91 Ohm drauf - vermutlich handgelötet. Sie sind für 5 V spezifiziert, aber auf die Angaben dieser Bauteile-Verticker sollte man sich nicht unbedingt verlassen. Ich habe den Verdacht, dass das Ausschussteile sind: optisch sind sie mehr oder weniger unregelmäßig. Fokussieren kann man sie nicht.
Uhu U. schrieb: > Ich habe den Verdacht, dass das Ausschussteile sind: optisch sind sie > mehr oder weniger unregelmäßig. Bei einem Preis von 30ct/Stk. auch noch eine justierbare Optik, einen Handabgleich und ein Zertifikat über die individuelle Strahldivergenz zu verlangen, ist wohl auch etwas übertrieben.
Uhu U. schrieb: > Ich habe den Verdacht, dass das Ausschussteile sind: optisch sind sie > mehr oder weniger unregelmäßig Das ist möglich, und ich hatte schon vor vielen Jahren diesen Verdacht, aber es ist nicht notwendiger Weise so. Uhu U. schrieb: > Fokussieren kann man sie nicht. Doch, das haben die flinken Chinesen schon gemacht und die Einstellung dann mit Schraubensicherungslack oder einem anderen Klebstoff fixiert.
Uhu U. schrieb: > Wie kann man erkennen, wann sie anfängt zu lasern? Mal ganz doof gefragt - wozu? Sehen tut man das (wie Du auch weißt) ... also wozu genau musst Du das (elektronisch) wissen?
P.S.: Bei diesen billgen Modulen ist der LD-Chip einfach "nackt" auf die Platine gelötet, und dadurch ist es fast unmöglich, dass er sich exakt in der optischen Achse der nachträglich aufgeklebten Optik befindet. Dadurch kommt es zu Linsenfehlern, die du als schlechte Fokussierung wahrnimmst.
Uhu U. schrieb: > Ich wollte sehen, ob ich einen Lasertreiber hinbekomme, der die LD beim > Einschalten usw. nicht grillt - das hat geklappt. Bist du sicher? Das "Grillen" von Laserdioden besteht im Normalfall darin, dass man durch Überstrom mal kurz die optische Leistungsdichte so hoch treibt, dass die Facette zerstört wird (der "Auskoppelspiegel" des Lasers). Danach hat das Teil immer noch die selbe Diodenkennlinie, und danach sieht man es auch noch leuchten. Nur lasern wird es nicht mehr. Wenn du also mit dem Auge keine Laserschwelle wahrnimmst (die ist normalerweise sehr deutlich erkennbar), dann kann es durchaus sein, dass du die Laserfunktion bereits gegrillt hast und jetzt nur noch eine spezielle Leuchtdiode betreibst. Fokussieren klappt dann übrigens auch nicht mehr so gut.
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Achim S. schrieb: > Das "Grillen" von Laserdioden besteht im Normalfall darin, dass man > durch Überstrom mal kurz die optische Leistungsdichte so hoch treibt, > dass die Facette zerstört wird (der "Auskoppelspiegel" des Lasers). Genau das zu vermeiden, war mein Ziel. Mag sein, dass meine Lösung etwas übertrieben ist, aber sie funktioniert: Der Teil im gestrichelten Kasten ist der eigentliche Treiber, der Arduino steuert das Ding, indem er zunächst das Gate von Q1 auf GND klemmt, dann über Q2 Spannung anlegt, nach einer kurzen Einschwingzeit das Gate freigibt (Ausgang als Eingang geschaltet) und zum guten Schluss per PWM den Strom mit einer Rampe auf den Sollstrom hochregelt. Zum Ausgleich einer schwankenden PWM-Amplitude ist noch ein digitaler I-Regler eingebaut, der den Strom nachregelt. Läuft auf dem Steckbrett - abgesehen von den üblichen Wackelkontakten und Übergangswiderständen mit Eigenleben - ziemlich gut. (Die 3 1N4007 waren zu Beginn meiner Experimente der LD-Simulator. Jetzt ist dort die LD angeklemmt. Der Kondensator parallel zur LD ist nicht nötig.)
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Uhu U. schrieb: > Die 3 1N4007 waren zu Beginn meiner Experimente der LD-Simulator. Das ist auch zum Justuiren einer solchen Schaltung eine gute Idee, aber ansonsten ist die Schaltung ein Beispiel, wie man es nicht macht. Der Opamp möchte eine stabile Spannung sehen, und deshalb gehört dort ein Kondensator hin, aber dann funktioniert die Stromquelle mit dem P-FET nicht mehr richtig und kann dir den Laser umbringen...
Uhu U. schrieb: > Mag sein, dass meine Lösung etwas > übertrieben ist, aber sie funktioniert: Nochmal die selbe Frage: bist du sicher? Das Verhalten der Laserdiode, das du beschreibst, entspricht genau dem Verhalten einer "gegrillten" Laserdiode. (Laserschwelle nicht klar erkennbar, Licht nicht fokussierbar). Woher weißt du, dass die Quelle zuverlässig funktioniert, wenn der Laser sich genau so benimmt, als hätte die Quelle nicht funktionert? Oder ist das nicht mehr der letzte Stand? Ich will nicht ausschließen, dass ich eine entsprechende Meldung im Thread überlesen habe. Deine Schaltung finde ich nicht unbedingt übertrieben aufwändig, aber ein paar Sachen hätte ich anders gemacht: - ich persönlich würde den Disable nicht von einem µC-Pin direkt auf das Gate des Regeltransistors geben. Wenn du ein zusätzliches Disable willst (obwohl du schon ein 5Von hast), dann hätte ich zur Not noch eine open drain Stufe dazwischen gepackt. Dann kann der µCPin über Disable zwar disablen, aber - egal was die Software macht - er kann nicht selbst einen Überstrom verursachen. - deine Schaltung lebt davon, dass du die Signale in der richtigen Reihenfolge schaltest. Wenn z.B. PWM aktiv sein sollte bevor 5Von aktiv ist, dann läuft der Integrator an den oberen Anschlag. Sobald du dann 5Von angeschaltet wird ist der Laser hin. Eine Möglichkeit wäre, Q2 über die Gatebeschaltung so langsam einzuschalten, dass der Integrator Q1 beliebig gut nachregeln kann während Q2 langsam anschaltet. - das selbe, was für 5Von gesagt wurde, gilt auch für disable: wenn du das Disabling beendest während der Integrator nach oben gelaufen ist, ist dein Laser kaputt. - und zu guter letzt: wenn der Offset deines OPV zufällig in der falschen Richtung liegt, dann läuft der Integrator auch schon an den oberen Anschlag, wenn PWM noch inaktiv ist. In dem Fall wird das erst Aktivieren von 5Von den Laser zerschießen.
Achim S. schrieb: > Woher weißt du, dass die Quelle > zuverlässig funktioniert, wenn der Laser sich genau so benimmt, als > hätte die Quelle nicht funktionert? Ab 12 mA sieht man die typischen Interferenzeffekte von kohärentem Licht - kaputt kann er also nicht sein. Nur wann er genau anfängt zu lasern, das kann man ohne Messung nicht gut feststellen. > - ich persönlich würde den Disable nicht von einem µC-Pin direkt auf das > Gate des Regeltransistors geben. Warum nicht? > Wenn du ein zusätzliches Disable willst > (obwohl du schon ein 5Von hast), dann hätte ich zur Not noch eine open > drain Stufe dazwischen gepackt. Ich will eigentlich keinen Disable - ich will nur verhindern, dass der OpAmp beim Power Up irgendwelche Dinge tut, die den Laser killen könnten. > - deine Schaltung lebt davon, dass du die Signale in der richtigen > Reihenfolge schaltest. Genau. Die Software muss schon tun, was sie soll und der Reset-Zustand des Controllers ist ein sicherer Zustand für alles zusammen. > Wenn z.B. PWM aktiv sein sollte bevor 5Von aktiv ist, dann läuft der > Integrator an den oberen Anschlag. Das ist in der Tat ein Problempunkt, aber der Zustand ist leicht erkennbar: der ADC misst 0. Der Parameter des I-Reglers ist ziemlich klein, er reagiert also sehr sanft auf Abweichungen. Der Controller hat viel Zeit, den Zustand "keine Last" zu erkennen. > Sobald du dann 5Von angeschaltet wird ist der Laser hin. Eine > Möglichkeit wäre, Q2 über die Gatebeschaltung so langsam einzuschalten, > dass der Integrator Q1 beliebig gut nachregeln kann während Q2 langsam > anschaltet. Das habe ich durch das Einschaltprotokoll (incl. Rampe) verhindert.
Hp M. schrieb: > aber ansonsten ist die Schaltung ein Beispiel, wie man es nicht macht. Der Kondensator ist am Regler des Arduino, deswegen hab ich ihn auf dem Steckbrett weggelassen. Aber du hast Recht, auf einer Platine muss er vorhanden sein.
Uhu U. schrieb: > Ab 12 mA sieht man die typischen Interferenzeffekte von kohärentem Licht > - kaputt kann er also nicht sein. Nur wann er genau anfängt zu lasern, > das kann man ohne Messung nicht gut feststellen. Na ja, bei jedem sichtbaren Laser, den ich bisher in den Fingern hatte, konnte man die Laserschwelle deutlich an der steigenden Intensität erkennen. Und etwas, was nach Speckle aussieht, kann man auch ohne Lasertätigkeit noch bekommen (einfach weil auch beim gegrillten Laser das Licht noch aus einer sehr kleinen Fläche kommt - für 1µm Kohärenzlänge reicht auch noch das Licht einer LED aus). Aber ich will dir nicht einreden, dass dein Laser kaputt ist - wenn du meinst, er geht noch, dann schön für dich. > Warum nicht? Hab ich doch schon geschrieben: Achim S. schrieb: > Dann kann der µCPin über Disable zwar > disablen, aber - egal was die Software macht - er kann nicht selbst > einen Überstrom verursachen. Uhu U. schrieb: > Das ist in der Tat ein Problempunkt, aber der Zustand ist leicht > erkennbar: der ADC misst 0. Wechler ADC? Der an A0? Das nützt dir leider nichts. Klar fließt kein Strom, wenn 5Von inaktiv ist, wo sollte der auch herkommen. A0 zeigt also 0V an. Aber wenn der Offset des OPV zufällig in die ungünstige Richtung geht, dann läuft der OPV-Ausgang an die obere Begrenzung. Das siehst du A0 nicht an, aber am Gate von Q1 liegt dann die volle Versorgung an. Und wenn das der Fall ist (50% Chance), dann wird beim (schnellen) Einschalten von Q2 über 5Von der Strom zunächst mal auf seinen Maximalwert springen (denn Q1 ist voll aufgesteuert). Der Integrator regelt den Strom dann zwar nach unten. Das dauert auch nur ein paar µs (so dass du über den ADC nichts davon mitkriegst), aber für die Laserdiode ist das schon viel zu lang. Wenn der Laser in dem Fall nicht kaputt gehen sollte, dann alleine wegen des relativ großen Messwiderstands (44 Ohm), der auch als Vorwiderstand wirkt.
Eigentlich kann ja nicht viel passieren, wenn du keine grössere Spannung als 5V hast und das Lasermodul die aushält. Du solltest aber auf das Gehäuse achten, denn meist werden diese LD zur besseren Kühlung mit der Anode aufgelötet. Dann befindet sich der Vorwiderstand wahrscheinlich in der Kathodenleitung, und wenn das Gehäuse an Masse kommt, gibt es u.U. einen Kurzschluß. Im übrigen kannst du dir den Opamp auch ganz schenken, und die LD direkt mit dem digitalen PWM-Signal ansteuern. Wenn die Frequenz hoch genug ist merkt man von diesem Quasi-CW-Betrieb nichts, und du kannst die Leistung schön steuern, weil du die Schwelle nicht mehr berücksichtigen musst. Manche Laser hat man immer schon gepulst betrieben, weil die Laserdioden einen echten CW-Betrieb nicht aushalten, und auch bei LEDs macht man das heute vielfach, um merkliche Farbverschiebungen bei unterschiedlichen Strömen zu vermeiden.
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Achim S. schrieb: > Na ja, bei jedem sichtbaren Laser, den ich bisher in den Fingern hatte, > konnte man die Laserschwelle deutlich an der steigenden Intensität > erkennen. Uhu U. schrieb: >> Irgendwo zwischen 10 und 12 mA nimmt die Intensität des Lichtes deutlich >> zu, aber Interferenzeffekte kann man schon vorher sehen. > Wechler ADC? Der an A0? Das nützt dir leider nichts. Klar fließt kein > Strom, wenn 5Von inaktiv ist, wo sollte der auch herkommen. A0 zeigt > also 0V an. Aber wenn der Offset des OPV zufällig in die ungünstige > Richtung geht, dann läuft der OPV-Ausgang an die obere Begrenzung. Du meinst C2? Der ist eigentlich nur dazu da, die KSQ am Schwingen zu hindern. Träte der Zustand ein, den du beschreibst, würden bei 5 V ca. 100 mA durch den Laser gejagt - der darf aber nur < 40 mA bekommen, wäre also mit ziemlicher Sicherheit hinüber. Er lebt aber noch. > Hab ich doch schon geschrieben: > > Achim S. schrieb: >> Dann kann der µCPin über Disable zwar >> disablen, aber - egal was die Software macht - er kann nicht selbst >> einen Überstrom verursachen. OK, ich gehe davon aus, dass die Software tut, was sie soll. Sie ergänzt die Defizite der Schaltung. Mein Problem ist, dass ich einfach nicht einschätzen kann, was der OpAmp beim Einschalten veranstaltet. Deswegen blende ich den Moment per Software aus.
@Achim S. (Gast) >also 0V an. Aber wenn der Offset des OPV zufällig in die ungünstige >Richtung geht, dann läuft der OPV-Ausgang an die obere Begrenzung. Das >siehst du A0 nicht an, aber am Gate von Q1 liegt dann die volle >Versorgung an. >Und wenn das der Fall ist (50% Chance), dann wird beim (schnellen) >Einschalten von Q2 über 5Von der Strom zunächst mal auf seinen >Maximalwert springen (denn Q1 ist voll aufgesteuert). >Der Integrator regelt den Strom dann zwar nach unten. Das dauert auch >nur ein paar µs (so dass du über den ADC nichts davon mitkriegst), aber >für die Laserdiode ist das schon viel zu lang. Um das zu verhindern hatte der seelige Jim Williams (RIP) mal einen Lasertreiber gebaut, der sowohl dem Treibertransistor den Saft abgedreht als auch der Ist-Wert Messung 100% Strom vorgegaukelt hat. AN90 von Linear Technology, Seite 3, Figure 2 www.linear.com/docs/4179 Wobei ich an dem ENA Anschluß noch einen 4k7 Pull-UpWiderstand spendieren würde, wenn der von einem uC getrieben wird, der im Reset hochohmig ist. Die Versorgung des OPV würde ich nicht schalten, die der Laserdiode muss man auch nicht, wenn man diese Schaltung verwendet.
@Uhu Uhuhu (uhu) >Träte der Zustand ein, den du beschreibst, würden bei 5 V ca. 100 mA >durch den Laser gejagt - der darf aber nur < 40 mA bekommen, wäre also >mit ziemlicher Sicherheit hinüber. Er lebt aber noch. Das ist reines Glück. >Mein Problem ist, dass ich einfach nicht einschätzen kann, was der OpAmp >beim Einschalten veranstaltet. Deswegen blende ich den Moment per >Software aus. Reicht aber nicht. Das hat der Achim S. schon richtig erkannt.
Uhu U. schrieb: >>> Irgendwo zwischen 10 und 12 mA nimmt die Intensität des Lichtes deutlich >>> zu, aber Interferenzeffekte kann man schon vorher sehen. Ah, ok: die Stelle im Thread hatte ich vorher tatsächlich überlesen. Uhu U. schrieb: > Du meinst C2? Der ist eigentlich nur dazu da, die KSQ am Schwingen zu > hindern. Ich weiß schon, wozu C2 da ist ;-) Was ich nicht weiß (aber was du unbedingt um deines Lasers wegen wissen solltest) ist, auf welchem Potential das Gate von Q1 liegt, wenn Q2 sperrt. (einfach mal nachmessen...) Uhu U. schrieb: > Träte der Zustand ein, den du beschreibst, würden bei 5 V ca. 100 mA > durch den Laser gejagt Ganz so schlimm ist es nicht: in dem Fall begrenzt nämlich nicht Q1 den Strom: durch den Spannungsabfall am Laser bleibt nicht mehr gar so viel Spannung für die "Vorwiderstände" (44Ohm) übrig. Falk B. schrieb: > Um das zu verhindern hatte der seelige Jim Williams (RIP) mal einen > Lasertreiber gebaut, der sowohl dem Treibertransistor den Saft abgedreht > als auch der Ist-Wert Messung 100% Strom vorgegaukelt hat. Trickreich... Ich hab damals (in meiner Diplomarbeit, vor einigen Jahrzehnten) den Laser per Default kurzgeschlossen (mit einem parallel liegenden FET). Wenn die Stromquelle am Anfang rumzicken sollte floss der Strom über den FET und ließ den Laser kalt. Erst wenn die Stromquelle stabil war, wurde der parallele Strompfad langsam abgeregelt, so dass der Strom auf den Laser überwechselte.
Falk B. schrieb: > Reicht aber nicht. Das hat der Achim S. schon richtig erkannt. Ich sorge dafür, dass der ganze Laser-Apparat zu Beginn stromlos ist. Der µC bekommt sein Power-on-Reset und alle Ausgänge sind hochohmig, das Gate von Q2 liegt auf Source-Potential => es kann nichts passieren. Dann initialisiert der µC und zieht dabei /Disable von hochohmig auf niederohmig GND und /5Von auf 1, der OpAmp ist stromlos => es kann nichts passieren. Dann kommt irgendwann der Aufruf, der das Startprotokoll ankickt: - /5Von auf 0, PWM auf 0 (der wird dabei ganz abgeschaltet, um die Restsauereien zu unterdrücken, die FastPWM bei 0 noch produziert) - Einschwingpause - /Disable hochohmig - Einschwingpause - Start der Rampenfahrt bis zum Sollwert. (Das dauert bei 15 mA ca. 30 ms) Ich sehe nicht, wie dabei C2 aus dem Ruder laufen könnte.
Achim S. schrieb: > Ich weiß schon, wozu C2 da ist ;-) Was ich nicht weiß (aber was du > unbedingt um deines Lasers wegen wissen solltest) ist, auf welchem > Potential das Gate von Q1 liegt, wenn Q2 sperrt. (einfach mal > nachmessen...) Das ist so lange egal, wie Q2 sperrt. Bevor der aufgemacht wird, wird das Gate von Q1 mit dem /Disable auf GND geknüppelt. Damit ist das Gatepotential von Q1 bekannt.
@ Uhu Uhuhu (uhu)
>Ich sehe nicht, wie dabei C2 aus dem Ruder laufen könnte.
Wenn deine PWM 0V ausgibt, der OPV aber -5mV Offsetspannung hat
(Toleranz), dann "sieht" der OPV 5mV Sollwert. Der IST-Wert ist aber 0V,
weil der Treibertransistor gesperrt ist. Der Integrator versucht das
auszugleichen und rennt bis nach V+ am Ausgang des OPV. Wenn du dann den
Treibertransistor freigibst, schaltet der voll durch.
Eben das verhindert die Schaltung von Jim Williams, imdem er eine
riesige IST-Spannung vorgaukelt. Soviel Offsetspannung hat kein OPV ;-)
Damit rennt der Integrator am Ausgang nach GND. Das ist ein sicherer
Ausgangspunkt zur Freigabe des Treibertransistors.
@ Uhu Uhuhu (uhu) >Das ist so lange egal, wie Q2 sperrt. Bevor der aufgemacht wird, wird >das Gate von Q1 mit dem /Disable auf GND geknüppelt. Aber nicht die Ausgangsspannung vom OPV! Der übernimmt dann!
D.h, ich müsste den invertierenden Eingang des OpAmp noch mit einem weiteren (invertierten) Disable auf 5 V klemmen.
Da bin ich gerade dabei. Mir ist nicht ganz klar, was die Diode zwischen der Basis von Q1 und dem Eingang macht.
@ Uhu Uhuhu (uhu) >Da bin ich gerade dabei. Mir ist nicht ganz klar, was die Diode zwischen >der Basis von Q1 und dem Eingang macht. Die zieht den Sollwerteingang runter, wenn der Laser ausgeschaltet ist.
Lurchi schrieb: > In der Spannungs-Strom Kennlinie sollte es beim Übergang zum Lasern auch > einen kleinen Knick geben (die Spannung steigt nicht mehr so stark an). Das wurde jetzt bereits 3x genannt.
M. W. schrieb: > Das wurde jetzt bereits 3x genannt. Da kommt's nun auf ein 4. Mal auch nicht mehr an. Viel wichtiger ist, daß seine Augen morgen noch den Sonnenaufgang erkennen können... MfG Paul
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Mit der entsprechenden Programmerweiterung und der Verdrahtung sollte auch der Fall beherrscht werden: Im abgeschalteten Zustand: - Disable 1 - PWM wird als Port-Ausgang geschaltet und auf 0 gesetzt Eingeschaltet: - Disable hochohmig Der Rest wie gehabt.
Paul B. schrieb: > Viel wichtiger ist, daß seine Augen morgen noch den Sonnenaufgang > erkennen können... Wozu? Ist natürlich Quatsch - eine Schutzbrille ist unabdingbar, aber das weiß Uhu.. auch. Ehrlich geschrieben verstehe ich die Diskussion nicht so recht - ich nutze IC-Haus Chips und bin sehr zufrieden. Aber da bin ich wohl zu wenig Ingenieur ... :-)
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