3,3 V Runterregeln auf 3V

[nairolf_sch]

Hallo Leute,
Erstmal ich bin ganz neu in der Elektrowelt unterwegs und mache das alles für ein Schulisches Projekt (Oberstufe P-Seminar Physik).
Der Plan ist mehrere Lasermodule über einen Arduino Mega zu steuern.
Sowohl die Laser als auch der Arduino sind bereits vorhanden, nun jedoch das Problem:
Die Module sind aus Laserpointern ausgebaut, also für max 3 V (Zwei AAA in Reihe) ausgelegt, der Arduino leifert aber 3,3V - 0,3 zuviel -  was vermutlich den Laser killt.
Über die Lasereinheit ist nichts bekannt außer, dass wenn man sie kurzzeitig an 3,3V anschließt es einen Verbrauch von 331mA anzeigt und der Lichtfleck des Lasers langsam dunkler wird.
Wie würdet ihr die 3,3 Runtergegeln?
Mit einem sehr kleinen Vorwiderstand(im 1-5 ohm bereich)? - würde hier im Dauerbetrieb nicht die Gefahr des durchbrennens sehr hoch sein?
Oder über eine Zener Diode mit passendem Schaltkreis?

Vielen Dank im Voraus,
nairolf_sch

[uwefed]

Woher nimmst Du die 3,3V?
Aus dem Stabilisator des Arduino MEGA 2560? Der kann aber nur 180mA abgeben. oder dem Arduino MEGA. der kann nur 50mA liefern.
Darum wahrscheinlich der Effekt daß der Laser langsam dunkler wird.

3,3V erreichst Du mit neuen 1,5 Alkali Batterien. Da Du aber sowieso einen oder mehrere Spannungsregler brauchst kannst Du ja einen LM317 Nehmen und die Spannung wie Du sie brauchst einstellen.
Woher willst Du die über 1 A für die Laserdioden hernehmen?
Zenerdiode ist nicht der richtige weg da bei abgeschaltenen Laser der gesamte Strom über die Z_Diode fließen mußt und dabei eine 3,3V- 1W Z-Diode wegen Überlastung kaputtgeht.

Grüße Uwe

[Rene_Merten]

AMS1117 3.0 bzw. 2.8 nehmen, der macht 800 mA. Das dein Laser mit 3.3 dunkler wird ist klar, weil die Laserdiode die 3.3V nicht abkann. Hab ich auch schon mal mit experementiert, und meine sind bei knapp 3.6V abgeschissen. Wurden dunkler, dunkler, noch dunkler, dann einmal ganz hell, und platt warense 

[Doc_Arduino]

Hallo,

für den Spannungsregler kann er aber keine 3,3V Eingangsspannung verwenden. Dann kann der noch nicht regeln. Uein muß 1,25V über Uaus liegen.

Andere Idee. Ich weis jetzt nicht welche Mindestspannung Dein Laserpointer haben muß. Aber wenn er noch mit ca. 2,7V funktioniert, dann schalte eine normale Siliziumdiode in Reihe die mindestens 1A verträgt. Damit nimmst Du konstanst zwischen (Serienstreuung) 0,5 und 0,7V weg. Die Flussspannung wird zwar immer mit 0,7V angegeben womit man auch rechnet, praktisch liegt sie aber immer etwas drunter. Aber wie hier schon erwähnt wurde. Die 3,3V kannste nicht vom Arduinoboard nehmen!
Oder hast Du schon eine zusätzliche 3,3V Spannungsquelle (Netzteil) für die Laser?

[uwefed]

Hallo,

für den Spannungsregler kann er aber keine 3,3V Eingangsspannung verwenden. Dann kann der noch nicht regeln. Uein muß 1,25V über Uaus liegen.

Andere Idee. Ich weis jetzt nicht welche Mindestspannung Dein Laserpointer haben muß. Aber wenn er noch mit ca. 2,7V funktioniert, dann schalte eine normale Siliziumdiode in Reihe die mindestens 1A verträgt. Damit nimmst Du konstanst zwischen (Serienstreuung) 0,5 und 0,7V weg. Die Flussspannung wird zwar immer mit 0,7V angegeben womit man auch rechnet, praktisch liegt sie aber immer etwas drunter. Aber wie hier schon erwähnt wurde. Die 3,3V kannste nicht vom Arduinoboard nehmen!
Oder hast Du schon eine zusätzliche 3,3V Spannungsquelle (Netzteil) für die Laser?

Weder die 3,3V noch die 5V des Arduinos sind für den Betrieb mehrerer Laserdiode (3V, 300mA) geeignet. die 3,3V nicht mal für 1 Laserdiode. Dies weder bei USB-Betrieb (max 500mA vom PC und 500mA sicherung auf Arduino) noch mit externen Netzeteil (Spannungstabilistor auf Arduino überhitzt). Du mußt auf alle fälle ein externes Netzteil haben.
Grüße Uwe

[jurs]

Weder die 3,3V noch die 5V des Arduinos sind für den Betrieb mehrerer Laserdiode (3V, 300mA) geeignet. die 3,3V nicht mal für 1 Laserdiode. Dies weder bei USB-Betrieb (max 500mA vom PC und 500mA sicherung auf Arduino) noch mit externen Netzeteil (Spannungstabilistor auf Arduino überhitzt). Du mußt auf alle fälle ein externes Netzteil haben.

So isses.

Ich finde übrigens die völlige Unbedarftheit mancher Bastler, die mit Hochleistungs-Lasermodulen hantieren, äußerst erschreckend.

Vor allem, da ein Erblinden droht, wenn der Laserstrahl solcher Hochleistungs-Lasermodule das ungeschützte Auge trifft. Denn man muss ja befürchten, dass diese Bastler die Vorschriften und Spezifikationen zur Lasersicherheit genau so wenig kennen und beachten wie die Spezifikation zur Stromentnahme am 3.3V Pin des Arduino Boards.

Ich hoffe dann immer: Hoffentlich trifft bei solchen Basteleien wenigstens keine Unbeteiligten, wenn sich durch einen Unfall mal wieder jemand ohne Ahnung von Vorschriften und Spezifikationen mit einem Hochleistungslaser das Augenlicht ausknipst!

[nairolf_sch]

Ok vielen Dank für eure zahlreichen Antworten und ja natürlich kenne ich mich nicht aus, aber jeder fängt mal klein an.
Ihr müsst das ganze so sehen, ich wurde von meinem Lehrer ins Kalte Wasser geschmissen und er selbst kann darin nichtmal schwimmen  
Zum Thema Gefahr mit Laserlicht. Ich benutze bei Versuchen eine Laserschutzbrille mit einem Filter passend zum ? des Lasermoduls und später wird alles in einer Vitrine  mit Plexiglasfenstern (sind aus extra Laserschutzkunststoff) verwendet.

Ich habe nun den Plan 2 Stromkreise einzurichten:
Erster Stromkreis für den Arduino, dieser steuert nun mit einem Mosfet(bzw später 8, also für jeden Laser einen) den zweiten Stromkreis, der genau 3V vom Netzteil (Outlputleistung bis zu 3A für später 8 Laser) bekommt und in dem dann auch meine Laser angeschlossen sind.
Wie finder ihre diese Idee? Ist das so möglich?

MfG
nairolf_sch

[Mardetuino]

Du verwendest beim Experimentieren mit Knopfzellen-Lasern eine Schutzbrille?
Welche Wellenlänge hat der Laser?

Knopfzellenpointer sind meistens sowieso nur mit einem Widerstand anstatt einer Treiberschaltung ausgestattet.Strombegrenzend sind hier auch noch die Knopfzellen einberechnet...

Evtl. solltest du über eine KSQ nachdenken.

Welche Laser verwendest du? Link? Foto?

[nairolf_sch]

Ja ich verwende eine Schutzbrille, da das ganze wie gesagt Schulisch ist und die meiste Zeit eben in der Schule mit Anwesenheit eines Lehrers gearbeitet wird, ist das eine Grundvoraussetzung gewesen.

Also der Laser hat 532 nm und hat 2mW Lichtleistung.
Hier ein foto des Moduls nach dem Zerlegen, falls das hilft

Nach erstellen des Bildes wurde aber noch der Taster ausgelötet und überbrückt, außerdem die Feder abgezwickt, plus und minus kabel angelötet, das ganze in Heißkleber schön verpackt und schrumpfschlauch drumrum.

Soll die KSQ die Laser versorgen oder den Arduino/beide?
Warum eine Konstantstromquelle? (damit bei Spannungsspitzen die Laser nicht durchschmoren?)

Sollte dieser Entwurf grundsätzlich funktionieren? natürlich müsste der Widerstand noch berechnet werden und man bräuchte die richtige Zener-Diode


VIELEN Dank für eure Hilfe!!!

MfG

nairolf_sch

[Mardetuino]

Deine Schutzbrille bringt nichts!

532nm sind Grün. Da es sich um einen gepumpten Laser (DPSS: Infrarotlaser hinter zwei Kristallen) handelt, emmitiert er auch im infraroten Spektrum mit der 10fachen Leistung.

Brillen müssen auf den Laser angepasst sein, sonst kannst du sie vergessen. Die Wellenlängen vom Laser müssen bekannt sein, um einen ausreichenden Schutz der Brille gewährleisten zu können.

Das was du da machst ist höchst gefährlich! Ein roter Laser mit 2mW wäre gerade noch verwendbar aber kein grüner Billiglaser!
Das sollte deinem Lehrer schon bewusst sein. Lass die Finger davon.

...
2. Es wird der Infrarot-Filter entfernt. In den Lasern sind standardmäßig Filter verbaut, die das Austreten der IR-Strahlung aus Pumpdiode bzw. Laserkristall verhindern. Diese kann bei ninigen zig-Milliwatt liegen. Somit wird beim Nachmessen der Leistung beispielsweise ein Wert von 100mW angezeigt. Dabei ist der anteil an UNSICHTBARER IR-Strahlung 80mW.
...

[fckw]

532nm sind Grün. Da es sich um einen gepumpten Laser (DPSS: Infrarotlaser hinter zwei Kristallen) handelt, emmitiert er auch im infraroten Spektrum mit der 10fachen Leistung.

Das was du da machst ist höchst gefährlich! Ein roter Laser mit 2mW wäre gerade noch verwendbar aber kein grüner Billiglaser!
Das sollte deinem Lehrer schon bewusst sein. Lass die Finger davon.

Ich habe zwar auch kein Plan von Laser(-pointer!), aber bei mir in der Arbeit sind in jedem Besprechungsraum solche Pointer in rot und grün.
Ich dachte sogar dass die grünen weniger Ausgangsleistung brauchen, weil man die Farbe besser wahrnehmen kann.
Geht von solchen Pointer wirklich eine Gefahr aus? Speziell den "grünen", wegen dem infraroten Teil den du erwähnst.
Das man da nicht direkt reinschaut,sollte heute hoffentlich jedem bewußt sein.
Und ich meine jetzt auch keine billig importe aus fern Ost die dann mittels Webvideotut. frisiert werden...

[udoklein]

Geht von solchen Pointer wirklich eine Gefahr aus?

Das hängt von der Handhabung ab. Wenn Du die Pointer in die Nase steckst um ein Nashorn zu imitieren und dabei vor Lachen ausrutschst kannst Du Dich schwer verletzen. Wenn Du die Dinger aus dem 20. Stock jemand auf den Kopf fallen laesst, dann bekommt er sicher mindestens eine dicke Beule. Und wenn Du versuchst wie lange Du ohne Zwinkern in den Strahl schauen kannst, dann hast Du hinterher wohl schon einen Netzhautschaden.

Wenn Du die Dinger so verwendest wie sie gedacht sind geht das Risiko gegen Null.

[jurs]

Also der Laser hat 532 nm und hat 2mW Lichtleistung.

Forget it!
Und beachte das Posting von mde110, der sich damit offenbar gut auskennt!

Du hast oben den Leistungsbedarf gepostet: 3,3V / Verbrauch 331mA = 1,09 W Aufnahmeleistung
Grünlaser haben ca. 10% Wirkungsgrad.

Das sind ganz klar die Leistungsdaten eines 100 mW Lasers!
(Laser-Lichtleistung plus Laser-Infrarotleistung)

Mach mal folgenden Versuch:
Nimm mal einen normalen roten Laserpointer (<5 mW, wenn er in Deutschland für Lehrzwecke als Zeigestockersatz legal ist) und versuche damit mal, Muster in eine Tafel Schokolade zu schmelzen. Und dann nimm mal Deinen 100 mW Grün-Laser und versuche nochmal, Muster in die Schokolade zu brennen (möglichst nicht dabei hinsehen). Dann wirst Du schon sehen, dass Dein Grünlaser ca. die zwanzigfache Laserleistung von einem relativ ungefährlichen Laser in einem Laserpointer hat.

Normale Laserpointer brennen keine Muster in Schokolade.

Dein Grünlaser-Dingen ist brandgefährlich, damit kannst Du vermutlich sogar Streichhölzer auf Entfernung anzünden.

Und wenn der Strahl versehentlich ins Auge geht, auch mit Deiner Schutzbrille, dann gehen die Brennspuren nicht durch die Schokolade oder entzünden ein Streichholz, sondern dann gehen die Brennspuren durch die Netzhaut, und dann gibt es auf der Netzhaut nicht nur einen "blinden Fleck" (normal, hat jeder Mensch), sondern dann gibt es "blinde Brandspuren" quer durch die Netzhaut mit ganz sicher mehr oder minder starker Beeinträchtigung des Sehvermögens, was sich nicht mehr regeneriert.

Selbst vor diesen Grünlasern in 10 mW Ausführung wurde bereits gewarnt:
http://www.elektor.de/elektronik-news/warnung-gefahrliche-grune-laserpointer!.1497737.lynkx

Und Du hast einen 100 mW Laser! Bei der Abstrahlung im Infrarotbereich hilft noch nicht mal der automatische Schließreflex des Augenlids bei Blendung: Der Schließreflex kommt erst, wenn die Schädigung der Netzhaut schon da ist. Und gefährlich ist nicht nur die direkte Strahlung, sondern auch Reflektionen: Spiegelnde Metall- und Glasflächen (z.B. "Fenster") können je nach Einfallswinkel erhebliche Mengen der Strahlung in völlig unvorhergesehene Richtungen reflektieren.

[uwefed]

Außerdem haben nach neusten Erkenntnissen nicht alle Menschen einen Schließreflex des Augenlids bei Blendung der bei geringen Leistungen (1mW) Netzhautschäden verhindert.
Zusammenfassend: was ist dann eine "gesunde" Lösung? Ein <1mW roter Diodenlaser aus einem Pointer?

Viele Grüße Uwe

[jurs]

Zusammenfassend: was ist dann eine "gesunde" Lösung? Ein <1mW roter Diodenlaser aus einem Pointer?

Laut einschlägiger Unfallverhütungsvorschriften
http://www.iap.tu-darmstadt.de/lto/lp/laserschutz/lss_frame_4.html
gelten in Deutschland Lasergeräte bis einschließlich Laserklasse 3A als ungefährlich (solange man nicht durch "optische Instrumente" wie etwa ein Mikroskop in das Laserlicht blickt).

In diese Klasse fallen (handelsübliche und in Deutschland für Lehrzwecke zugelassene) rote Laserpointer mit 1 bis 5 mW Laserleistung. Mit denen sind im Normalfall aufgrund des Lidschließreflexes und wegen der geringen Leistung keine Schädigungen zu erwarten, und Augenschädigungen daher überhaupt nur möglich, wenn man bewußt längere Zeit direkt in den Laserstrahl blickt.