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Topic: Cnc Laser progetto in costruzione (Read 63170 times) previous topic - next topic

Etemenanki

Allora hai probabilmente preso quelli con il modulo stile Aixiz, da 12mm di diametro esterno, e la parte che tiene il diodo rifatta in rame ... sono ok, ma devi per forza usare un sistema di dissipazione di calore MOLTO efficente, perche' a 2W senza dissipatore quei diodi reggono una trentina di secondi scarsi, e con quei prezzi, non vale la pena rischiare ;)

Se non trovi un'alternativa professionale, puoi autocostruirlo (io ne ho fatti parecchi), con un piccolo aiuto da parte di un fabbro un po attrezzato se non hai accesso ad un'officina o a qualche utensile "serio" ... se ti serve posso disegnarti un sistema o due che non prevedano una macchina CNC :P
"Sopravvivere" e' attualmente l'unico lusso che la maggior parte dei Cittadini italiani,
sia pure a costo di enormi sacrifici, riesce ancora a permettersi.

leouz

Io avevo adocchiato questo diodo 1.6W 445nm... puo essere valido?
http://www.ebay.it/itm/261061448062?ssPageName=STRK:MEWAX:IT&_trksid=p3984.m1423.l2649

e unircelo a questo housing + lenti..
http://www.ebay.it/itm/250950998733?ssPageName=STRK:MEWAX:IT&_trksid=p3984.m1423.l2649

Prima mi sembra che non se ne sia parlato... ma un driver per questa taglia di diodi? i progetti in giro mi sembra che siano per laser da pochi mW...

Il concetto sarebbe questo?
http://www.ebay.it/itm/261146367201?ssPageName=STRK:MEWAX:IT&_trksid=p3984.m1423.l2649

Prima di lanciarmi in spese furiose mi farebbe piacere avere un qualche parere di qualcuno che ci capisce  ;)

niki77


... se ti serve posso disegnarti un sistema o due che non prevedano una macchina CNC :P


Ti ringrazio molto per la disponibilità, ma ho abbastanza mezzi per poter fare un buon lavoro, quello che mi manca è il tempo!
:smiley-mr-green:
Vi è una spiegazione scientifica a tutto.
La fede è solo quell'anello che si porta al dito dopo il matrimonio.

Etemenanki

> leouz: si, quei diodi sono identici a quelli che ho io in casa, me ne sono avanzati ancora 2 o 3 dagli ultimi esperimenti (ne avevo combinati 2 con un cubo polarizzato e ci avevo tirato fuori 3W abbondanti ... non ti dico quanto c'e' voluto per allinearli :P :D) .

Il portadiodo/dissipatore sembra buono, specie per quel prezzo, inoltre quella configurazione ti consentirebbe di forare e filettare il dissipatore esterno (PRIMA di montarci il diodo :P :D) per fabbricarti il sistema di fissaggio che preferisci ... in piu c'e' gia la ventolina, e la lente sembra una tripletta in vetro con antiriflesso, anche se non posso esserne sicuro al 100% ... la ghiera per la messa a fuoco e' scarsina, ma modificarla e' uno scherzo, basta un disco di gomma dura con un foro al centro ... l'unico suggerimento che ti darei e' di non limitarti ad usare la vitina di fissaggio fra i due pezzi, ma di abbondare anche con colla termoconduttiva (o almeno pasta termica), una volta che hai assemblato tutto e lo fissi definitivamente ... direi che e' ok.

Il driver e' quasi esagerato, ma mi sembra buono, c'e' gia l'ingresso per il pilotaggio TTL, quindi non dovresti modificarne uno o costruirtelo tu da zero ... va ovviamente regolato in corrente prima di connetterci il diodo, usando un carico fittizio ed un voltmetro, ma tutto quello che ti serve per costruirti il carico sono 4 o 5 diodi da 3A ed una resistenza da 1 ohm 5W.

A proposito, nel campo dei laser TTL non e' una porta logica :P ... e' l'ingresso che ti consente di accendere o spegnere il laser lasciando l'alimentazione del driver connessa, e quindi puoi pilotarlo ad alta velocita' (in genere fino a 10KHz, i modelli migliori arrivano tranquillamente a 30KHz) mentre fai la scansione (per i vuoti nell'immagine da incidere, ad esempio) ... ;)
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niki77

Aggiornamento:

Non ho resistito e ho provato qualche secondo i laser blu da 2 w...

SENZA OCCHIALI LASCIATE PERDERE, è pericolosissimo, fanno paura!!!

In quei pochi secondi che li ho provati,ovviamente collimando alla meglio il fascio (una volta acceso mi sono reso subito conto che non era affatto il caso di vedere la sua luce anche riflessa di rinterzo quindi ho lasciato perdere la collimazione esatta) ho affettato di tutto di più.
Tanto per fare un esempio ho trapassato una tavoletta di balsa da 6mm (avete letto bene TRAPASSATO),tagliato plastica da 2 mm e inciso vetronite(ovviamente non da lato rame).

C'è da dire che anche il mio diodino rosso da masterizzatore dvd , con quella ottica, da grosse soddisfazioni  :smiley-mr-green:

Quello che secondo me serve molto, e spero di trovare qualcuno che mi aiuti a sviluppare, è un driver serio, controllato da micro, che dia la posibilità di regolare la potenza digitalmente e gestire l'accensione TTL.
Intanto che aspetto gli occhiali mi dò da fare  8)

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Etemenanki

#275
Apr 28, 2013, 03:07 pm Last Edit: Apr 28, 2013, 03:13 pm by Etemenanki Reason: 1
Il driver devi costruirlo tu o vuoi usare un sistema gia pronto ?

Come gia pronto, quello linkato da leouz ha gia l'ingresso TTL, e siccome lo dichiarano a 20KhHz, gia potresti anche usare un PWM per fargli emettere la potenza che vuoi ... se invece ti serve qualcosa di specifico, ti posso progettare uno schema con un finale mos che accetti sia un canale TTL per l'accensione, sia un'ingresso per il pilotaggio analogico ... non credo sia particolarmente complesso realizzare un driver in corrente con controllo interno, cosi ad occhio dovrebbero bastare un mos di potenza ed un paio di operazionali, piu una manciata di componenti discreti ... e magari un riferimento di tensione tipo TL34 per una maggior precisione della regolazione ...



EDIT: i laser NON FANNO PAURA ... sono le persone con in mano un laser e che non sanno cosa fare e cosa NON fare, che fanno paura ... :P :D

Scherzi a parte, non serve avere paura dei laser, la paura conduce a volte a fare piu errori, solo perche' non si pensa abbastanza ... se conosci i rischi e sai cosa non fare ( e, ovviamente, non lo fai ;) ), sperimentare con i laser e' divertente ...

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niki77


Il driver devi costruirlo tu o vuoi usare un sistema gia pronto ?


Speravo di attirare la tua attenzione etemenaki, da quello che ho capito sei una persona mooolto interessante e soprattutto con un bel bagaglio tecnico alle spalle.
Mi sarebbe piaciuto progettarne uno come già detto che sia controllato da mcu, per fare in modo di poterlo gestire via seriale, gestire anche il raffreddamento del driver stesso e del diodo in maniera intelligente , controllabile TTL , il pwm per controllarne la potenza sinceramente non mi ispira, preferisco limitare la corrente, e soprattutto abbastanza 'rock solid' per evitare di far fuori il diodo a seguito guasti.
Se hai qualcosa di interessante da cui trarre spunto sarei felice di vederlo e in caso realizzarlo e provarlo, magari viene qualcosa di buono da condividere con tutti quelli che stanno seguendo questa esperienza.
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Etemenanki

A livello di programmazione non ti posso aiutare molto (diciamo la verita', di programmazione capisco la classica mazza ... :P) , a livello di hardware ne avevo realizzati un po di tipi diversi per i miei vari diodi ... quindi in questo senso qualcosa si puo fare ...

Considera prima di tutto una cosa, siccome quei diodi, data l'alta potenza di uscita, NON incorporano alcun fotodiodo di controllo, non e' possibile realizzare un driver con controlli a retroazione (il che significa, fra l'altro, che non e' possibile, a meno di un'assemblaggio meccanico particolarmente complesso, leggere  la potenza effettivamente emessa ... sarebbe necessario usare uno specchietto dicroico all'1%, oppure una lastrina di vetro sottile, per riflettere una parte della luce emessa su un fotodiodo messo a parte, ecc ... non molto pratico), quindi in genere la potenza di quei tipi di diodi si regola "ad occhio" mediante la regolazione della corrente, basandosi su tabelle di emissione pubblicate da hobbysti che hanno gia sperimentato (e fritto diodi) in quel senso ... anche perche' poi leggere la potenza effettiva richiede un LPM, e non credo sia il caso di comperarne uno apposta ... io un paio li ho costruiti nel tempo, ma non e' una realizzazione semplice, e richiedono anche quelli una taratura ...

Quindi, come base del driver, serve un mosfet di potenza, possibilmente con la maggiore corrente disponibile ... non perche' debba regolarne tanta, ma perche' per i mosfet, piu la corrente sopportata e' alta, e piu in genere la RdsON e' bassa (resistenza interna del mosfet in conduzione) ... e questo si riflette sia sull'efficenza, sia sulla dissipazione di calore ... giusto come esempio, se per comandare 2A su 12V uso un IRFU220N, che regge tranquillamente 5A, ma ha una RdsON di 600milliohm, mi farebbe cadere 2*0.6=1.2V, e dissiperebbe in calore 1.2*2=2.4W ...  se per fare la stessa cosa invece usassi un'esagerato IRL7833, che regge 150A ed ha una RdsON di 4.5 milliohm, mi farebbe cadere 2*0.0045=0.009V, e mi dissiperebbe in calore 0.009*2=0.018W ... una bella differenza ;)

Per quanto riguarda invece il controllo via seriale, io non mi fiderei ... quando si tratta di usare laser di potenza relativamente elevata, io preferisco sempre la connessione diretta ed il controllo diretto ... se la seriale va in tilt mentre il laser e' acceso, che succede al pezzo che c'e' sotto ? ;) ... meglio pilotaggio diretto dall'MCU, se proprio si deve ... per le temperature ed i controlli anche ...

Per quanto riguarda la regolazione della luminosita' in PWM, non preoccuparti, che e' lo stesso sistema che usano nei proiettori da cui estraggono quei diodi ... sono pilotati in PWM oltre i 100KHz senza alcun problema (un diodo laser lo puoi pilotare anche ad 1MHz senza creargli alcun problema, se il tuo driver rispetta tutti i parametri richiesti), quindi usare il PWM di arduino, o meglio ancora un semplicissimo circuitino PWM con un 555 o simile, magari pilotato da un'uscita analogica di arduino, e' la soluzione piu semplice ... se poi ci si aggiungono un paio di porte logiche, hai la possibilita' di implementare tutta la circuiteria di controllo e sicurezza a bordo macchina ...
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niki77

Diciamo che per il controllo seriale ci siamo fraintesi, io non intendevo controllare 'live' l'emissione tramite seriale bensì rendere configurabili i parametri del driver stesso tramite seriale , ma il controllo in lavorazione rimarrebbe TTL.
Concordo pienamente sull  utilizzo di un MOS sovradimensionato, e sull impossibilità di fare un controllo sulla reale luminosità emessa, ma penso che limitando la corrente e stando un po più prudenti rispetto ai valori massimi consigliati si abbia già un bel controllo.
Per la programmazione del firmware non ci sono problemi.
Quello che serve adesso è uno schema affidabile dove con un segnale pwm si possa andare a variare la corrente massima erogabile dal driver e la possibilità di modulare questa corrente al diodo tramite un segnale TTL fino a qualche kHz.
Se hai qualcosa per le mani e vuoi condividerlo a me farebbe molto comodo.
Grazie
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Etemenanki

Non c'e' problema per condividere, dammi solo il tempo per convertire i miei schemi in una forma un po piu leggibile (io in genere uso il programma CAD "carta&matita", ma il suo formato di file risulta spesso un po difficile da comprendere, a quelli che non sono abituati a decifrare geroglifici egizi ... o, se preferisci metterla in un'altro modo, la mia calligrafia fa leggermente schifo :P :D)

Ora sto bestemmiando un po con la contabilita', ma oggi pomeriggio te ne disegno uno o due, poi mi dirai se vanno bene o se ti servono modifiche.

A proposito, il PWM di arduino che frequenza massima puo dare ? ... non e' che arriva almeno a 10KHz ?
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niki77

Grazie della disponibilità e soprattutto non avere fretta, meglio se prima te la sbrighi con la contabilità!!

Se vuoi mettere qualche geroglifico egizio posso disegnare io gli schemi elettrici su Eagle :smiley-mr-green:

Comunque, non sò di preciso come funziona il pwm di arduino, mi pare che di default sia configurato per 500hz , ma si possa variare la frequenza ed arrivare anche  > 10khz , ma non ci metto le mani sul fuoco.

A cosa serve una frequenza di pwm cosi elevata da arduino? io pensavo di utilizzare il suo pwm semplicemente per regolare la corrente del driver, utilizzando il valore medio del segnale pwm stesso condizionato da una apposita rete RC.


Vi è una spiegazione scientifica a tutto.
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Etemenanki

Capito, volevi usarlo come una specie di uscita proporzionale ... ma in questo modo dovresti usare una modulazione analogica, che e' un po meno precisa senza retroazione ... ma si puo fare lo stesso, potrei prevederlo gia nel driver, con un secondo ingresso di accensione/spegnimento separato ... si, in quel caso 500Hz sono piu che sufficenti.

Io invece pensavo che volessi usare l'ingresso di modulazione TTL sia per la regolazione sia per lo spegnimento, che sarebbe la soluzione piu efficente, per questo parlavo di frequenza di PWM alta ... perche' in quel caso, se tu usi una frequenza di modulazione troppo bassa e tracci ad esempio una linea ad una certa velocita', ti ritrovi con una linea fatta da una serie di segmenti, anziche' continua.
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niki77

#282
Apr 29, 2013, 11:50 am Last Edit: Apr 29, 2013, 12:01 pm by niki77 Reason: 1
Mh, capisco che il mio potere di comunicazione prossimo allo zero non aiuti.
La verità è che molto probabilmente solo io nella mia contorta testa ho chiaro cosa voglia fare!  :smiley-mr-green:

Per fare maggior chiarezza dividerei il driver in 2 parti,
Parte 1:  l'alimentatore , o meglio dire il generatore di corrente costante
Parte 2: il modulatore .

Quello che mi aspetto dalla parte 1 è che si possa regolare la corrente massima erogabile dal driver attraverso il pwm di arduino, ed avevo pensato di assolvere a questa funzione con un operazionale la cui uscita pilota un transistor adeguatamente dimensionato e dissipato



Questo è il circuito che ho simulato per la parte 1.
Con un valore di 2v all'ingresso non invertente dell'operazionale si ha in uscita una corrente massima di 2A (anche eccessiva).
Ora quello che non sò, e mi piacerebbe tanto sapere , è come calcolare il valore medio di un segnale pwm attraverso la sua frequenza,ampiezza e duty cycle  XD

EDIT: I valori di R2 e C1 dovrebbero essere rispettivamente di 20k e 10uf per la frequenza standard di arduino ottenendo così un range 0-5v.
Siccome il range 0-5v è troppo ampio per questo uso, si dovrebbe fare in modo da poterlo restringere per aumentare la risoluzione nella  regolazione.
Si può fare?

Quello che invece mi aspetto dalla parte 2 , e non ho la più pallida idea di come fare, è che si possa modulare attraverso un segnale TTL, continuo o pwm, l'alimentazione generata tramite lo stadio precedente.
Il segnale TTL che andrà a modulare l'emissione del diodo , sia esso continuo o pwm, NON deve essere generato internamente dal driver, ma bensì proviene da fonti esterne (nel mio caso è il cnc controller a generare il segnale necessario all'accensione/spegnimento del laser, in modalità continua, o pwm a secondo delle necessità)

Spero di essere stato più comprensibile!  ;)
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Etemenanki


...
Quello che mi aspetto dalla parte 1 è che si possa regolare la corrente massima erogabile dal driver attraverso il pwm di arduino
...
Quello che invece mi aspetto dalla parte 2 , e non ho la più pallida idea di come fare, è che si possa modulare attraverso un segnale TTL, continuo o pwm, l'alimentazione generata tramite lo stadio precedente
...


No, avevo capito piu o meno, ma l'errore di base e' in questa parte del ragionamento.

Con i laser, NON si puo prima regolare la corrente massima, e poi modularla con un secondo circuito, perche' intervengono un po di fattori critici, non ultimo il fatto che la giunzione del laser, nel range attivo, si comporta come una resistenza nonlineare da pochissimi ohm, per cui basta che il tuo circuito di modulazione sbagli di pochi millivolt, per sballare la corrente finale anche di 1A o simili, ed in piu la stessa variazione di temperatura del diodo ne cambia i valori, influenzando ulteriormente il tutto ... per cui la rete di regoolazione deve agire direttamente sul diodo, non attraverso un'altro circuito.

L'unico modo per pilotare correttamente un diodo laser (senza usare un chip driver dedicato dal costo assurdo :P) e' che il regolatore di corrente sia l'ultimo stadio connesso direttamente al diodo, e tutte le modulazioni avvengano attraverso la sua regolazione diretta ... quindi, sia il segnale in PWM (esterno, non generato dal driver) che il segnale TTL, o l'ingtresso analogico, agiscono direttamente sul riferimento del regolatore di corrente, non sulla corrente gia regolata.

A livello di principio, lo schema che hai postato e' corretto come regolatore di corrente (a parte usare il mosfet al posto del transistor ed un TL34A come riferimento di tensione stabile), poi va modificato in modo che la modulazione avvenga prima del regolatore, ma quello e' abbastanza facile.

Oggi ti posto un'esempio che avevo gia realizzato in passato.
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niki77



Con i laser, NON si puo prima regolare la corrente massima, e poi modularla con un secondo circuito, perche' intervengono un po di fattori critici, non ultimo il fatto che la giunzione del laser, nel range attivo, si comporta come una resistenza nonlineare da pochissimi ohm, per cui basta che il tuo circuito di modulazione sbagli di pochi millivolt, per sballare la corrente finale anche di 1A o simili, ed in piu la stessa variazione di temperatura del diodo ne cambia i valori, influenzando ulteriormente il tutto ... per cui la rete di regoolazione deve agire direttamente sul diodo, non attraverso un'altro circuito.



Chiarissimo...

Quote

A livello di principio, lo schema che hai postato e' corretto come regolatore di corrente (a parte usare il mosfet al posto del transistor ed un TL34A come riferimento di tensione stabile), poi va modificato in modo che la modulazione avvenga prima del regolatore, ma quello e' abbastanza facile.


Non uso i mosfet perchè ....  :( ... non li sò usare!
Mentre invece non ho trovato niente sul  TL34A.
Non è che hai sbagliato sigla?

Per il resto attendo i tuoi schemi.

Grazie ancora.
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