Cnc Laser progetto in costruzione

No, e' normale che scaldi, in fondo deve dissipare 5 o 6 W in calore ... una ventolina in parte se proprio vuoi abbondare, ma tanto per il tempo che resta connesso ...

Etemenanki: Se vuoi un'esempio di CNC laser autocostruito, dai un'occhiata a questo ... 1200x900mm di area di lavoro e progettato per un tubo a CO2, per essere un progettino nato come una perdita di tempo, non c'e' male :P

Questa si che si può chiamare frankenstein laser ;)

Etemenanki: Se vuoi un'esempio di CNC laser autocostruito, dai un'occhiata a questo ... 1200x900mm di area di lavoro e progettato per un tubo a CO2, per essere un progettino nato come una perdita di tempo, non c'e' male :P

Il mio è 30 cm x 30 cm di area utile ed è più che sufficiente per ciò che devo fare :)

C.S. pronto. E' un prototipo, con qualche sbavatura ,ma qualitativamente è più che sufficiente.

Ho assemblato il tutto e cominciato a fare delle prove, ma qualcosa sembra non funzioni. Ruotando R3 ottengo valori diversi sui pin 5,6,7 di ic1, e attraverso TR1 riesco a modificare anche il valore massimo ottenibile con R3 al massimo. Per fare i test ho previsto nel circuito un pulsante, che mette a massa il nodo R18-R2, simulando l'accenzione dell'optoisolatore OK1. Premendo questo pulsante riesco a misurare al pinedino 2 di ic1 un valore direttamente proporzionale a quanto misurato prima sui piedini 5,6 e 7 sempre di IC1, ma non riesco a misurare nulla sul piedino 1, ne tantomeno sul 3. C'è stato un momento in cui ho visto un assorbimento di circa 3a sulla linea di alimentazione del diodo e la conseguente accenzione del led sul carico fittizio, ma visto che mi sembrava anomalo, ho tolto immediatamente l'alimentazione e fatto alcune verifiche. Non mi sembra di aver trovato niente di anomalo, ma il circuito continua a non funzionare e non riesco a replicare nemmeno il comportamento anomalo. Secondo me è partito qualcosa. Ho provato a verificare il mosfet, col tester, e pare buono. Ho provato anche a sostituirlo con un altro, ed in effetti il risultato è lo stesso, penso che non sia questo il componente guasto. Ora, modifiche particolari non ne ho fatte, ho solo modificato il valore di c8 da 10pf a 5.6pf (non li avevo da 10) ma non credo incida. Come faccio a testare se l'operazionale è funzionante o se è partito? Se fosse partito, come può essersi guastato? Mi spiego meglio, come posso rompere quell'operazionale montato in quella configurazione?Cosa dovrei mettere in corto per provocarne il guasto? Non conosco affatto la costruzione interna di quei dispositivi, chiedo venia! Nel frattempo dò una googolata,ma non sono sicuro di capirci qualcosa! Grazie a tutti.

Mah, visto da qui non sembrerebbe esserci nulla di particolare ... l'integrato potrebbe essersi fritto solo se la polarita' e' stata invertita, se l'uscita e' andata a massa, oppure se per qualche motivo sull'uscita che pilota il mosfet ci fosse finita l'alimentazione, non mi vengono in mente particolari situazioni ... il condensatore che hai messo in parallelo alle resistenze di potenza era segnato da 10n, non da 100, ma non ci divrebbe fare piu di tanta differenza, considerate le correnti in gioco ... quello da 10pF e' solo per cancellare ogni possibile disturbo ad alta frequenza, va bene anche 5,6pF ... e immagino tu abbia gia controllato se fra qualche pista c'e' un corto, quindi non te lo chiedo neanche ;)

Se l'operazionale e' partito, non c'e' modo di testarlo, si fa prima a cambiarlo ... per le prove successive puoi fare una cosa, prendi una lampadina da automobile di quelle degli stop e collegala al posto del carico, non ti permette di misurare nulla (per quello ti serve il carico), ma ti da un'indicazione visiva immediata senza friggerti nulla (perche' e' prevista per 12V e la stai usando a 6, quindi anche le correnti in circolo sono minori) ... per misurare la tensione che arriva sul piedino 3, dovresti usare una scala molto bassa, parliamo di pochi millivolt ... puoi provare a sostituire la resistenza R16 da 1K con una da 100 ohm, per aumentare la sensibilita' della retroazione ... e mettere tutti i trimmer a zero (verso massa) prima di dare tensione, per evitare di avere una regolazione gia piu alta del massimo alla partenza ... purtroppo da qui non posso fare tutte le misure che vorrei ...

Grazie Etemenanki, puntuale e preciso come sempre... La possibilità che qualcosa sia andato in corto c'è, magari qualche frammento di reoforo tranciato sul tavolo ci sta, ieri sera non avevo a portata di mano il mio utilissimo tappetino di gomma. In realtà ho fatto anche un'altra grossa cappellata, ho preso i trimmer a ciclo continuo, quindi se non sto attento ci metto un attimo a passare dal massimo al minimo :( Stasera faccio le prove che hai detto . Grazie mille ancora.

Aggiornamento :

IT WORKS !!

purtroppo ci era sfuggito un dettaglio IMPORTANTISSIMO del mio schema elettrico!!

Ho fatto un errore di cablaggio sulla seconda porta dell'operazionale scambiando gli ingressi invertente/non invertente e non funzionava una mazza.Il comportamento anomalo è stato sicuramente di altra natura e nulla a che vedere col problema reale. Difatto nessun componente infatti si è guastato, solo che non funzionava.

Tengo a precisare che lo schema di Etemenanki era, ed è tutt'ora corretto , sono io che ridisegnandolo ho scambiato i pin quindi se volete realizzare il circuito basandovi sulla mia modificata aspettate la versione definitiva! Provvederò quanto prima a modificarlo e riportare lo schema aggiornato, dopodichè a lavoro finito renderò disponibili anche i file in formato Eagle per quanti vorranno realizzarselo.

@Etemenanki Ho notato una cosa, quando il driver è in idle (ovvero non è richiesta l'emissione laser) il diodo led rimane cmq sempre acceso a bassa potenza (bassissima direi, sui 50ma di assorbimento diodo). Cosa fa si nello schema che questo accada ? Non riesco a capirlo.Eventualmente si può abbassare ancora ? Anche fino a farlo spegnere? E poi un altra cosa, secondo me strana, ma potrebbe essere normalissimo visto che di operazionali non ne sò veramente NIENTE. Tramite i due trimmer tr1 e tr2 si può modificare la corrente massima erogabile in base alla posizione di R3, ma ho notato comunque che mutuamente si influenzano. Ad esempio, se volessi impostare il valore minimo attaverso tr2 ad un valore molto basso, tipo 50ma ,anche la corrente massima regolata precedentemente attraverso tr1 cambia, si abbassa. Sembra quasi che la 'finestra' di regolazione si restringa. Ho notato anche che al di là dell'abbassamento del valore massimo, non si riesce proprio a regolare il valore minimo di corrente sotto i 70/80ma. Adesso l'ho impostato con minimo a 120ma e massimo a 1200ma , che va già molto bene, ma vorrei capire meglio come funziona . Ho fatto alcuni test col diodo blu e va benissimo (SONO ARRIVATI ANCHE GLI OCCHIALI E LI HO VOLUTI PROVARE!!! UNA MANO SANTA!!) Il mosfet non scalda una cippa, nemmeno senza aletta... forse per un uso molto intensivo si potrà intiepidire, ma scaldare non pare proprio. La prossima prova che voglio fare è alimentare il tutto con un alimentatore switching AT prelevato da una apparecchiatura elettronica che ha +12 e +5v 5a, ci possono essere problemi per la parte logica a 12v? ho visto sul datasheet che si possono alimentare fino a 32v, non dovrebbero essercene. Grazie ancora per tutto!

Scusate, ma io non ho mica capito se questo controller che avete appena fatto può funzionare anche con il PWM di arduino, oppure funziona solo con il controller cnc di Niko :cold_sweat:

Perche se mi dite qualche test con Arduino son ben disposto a farlo pure io :)

Be', allora si spiega anche perche' ti era partito a 3A ... se inverti gli ingressi dell'operazionale, ne inverti il funzionamento ... nel funzionamento normale, piu la corrente si alza, piu l'operazionale la abbassa, e viceversa ... se lo inverti, piu si alza, e piu lui la alza ... a valanga :P :D

Si, in quella configurazione i due trimmer si influenzano a vicenda, del resto la cosa era prevedibile perche' e' uno schema progettato "al volo" per usare ingressi in modo non standard ... il riferimento dallo stabilizzatore doveva essere la corrente minima, e quello dall'operazionale la massima derivata da un pwm convertito in analogica (se mi sentono quelli che fanno laser industriali, mi laserizzano subito :P :D) ... si puo fare una cosa, comunque ... se non ti serve piu usare un'ingreso PWM, si puo eliminare una sezione ed uno dei trimmer, ed usare il potenziometro al posto del trimmer collegato allo stabilizzatore, cosi avresti solo la regolazione manuale della potenza, lasciando comunque l'ingresso di spegnimento.

Inoltre, anche riducendo la tua R8 da 100 a 10 ohm per chiudere il piu possibile, rimane sempre la caduta sul transistor che non permette all'ingresso non invertente dell'operazionale di andare a zero ed interdire tutto completamente, quindi resta una minima corrente ... ammetto che non gli avevo dato particolare peso, dato che quei diodi iniziano ad emettere in modo coerente solo oltre i 70 / 80 mA, ma anche tenerli in quello stato di mezza emissione non coerente non e' il massimo ... bisognerebbe riprogettare il tutto, o al limite traslare i riferimenti ad un valore leggermente inferiore alla massa (oppure il riferimento a zero ad un valore un po superiore), ma con una singola alimentazione non e' semplice ... dammi un po di tempo per vedere se si puo fare senza ribaltare completamente lo schema.

EDIT: Leouz, in origine era previsto per usare il pwm da arduino, poi e' stato modificato ... si puo fare, ma con uno schema un po diverso, e va comunque testato.

Etemenanki: ... dammi un po di tempo per vedere se si puo fare senza ribaltare completamente lo schema.

Senza fretta , guarda che va comunque benissimo, si tratta solo di finezze!!

A proposito invece, una cosa importante... a livello di scariche elettrostatiche (dannosissime per il diodo laser) possiamo fare qualcosa per questo circuito oppure è abbastanza sicuro di suo? Che ne sò, avevo pensato ad un relè che col suo contatto NC mette in corto i terminali del diodo quando il driver è spento, è una catsata ?

EDIT: alcuni test col 'puntino' :grin:

http://www.youtube.com/watch?v=KMlEa_GqM_0&feature=youtu.be

No, a livelo di scariche elettrostatiche e' protetto dai componenti in parallelo al diodo laser (la resistenza da 1K le azzera, il condensatore si prende cura di eventuali picchi in frequenza molto alta (spikes), ed il diodo dei possibili picchi inversi (ma non delle inversioni di polarita', non regge abbastanza corrente) ... il massimo che puoi fare e' montare quei 3 componenti direttamente nel modulino del laser, cosi e' protetto anche quando lo scolleghi dalla schedina del driver ... o al limite montare semplicemente altri due componenti, una resistenza ed un condensatore, dentro nel modulo, ci dovrebbero stare, e questo proteggerebbe abbastanza bene il diodo quando non e' connesso.

Il rele' e' meglio escluderlo, sarebbe sempre molto piu lento del driver, cosi quando lo accendi c'e' la possibilita' che il driver veda per un'istante un corto e spari la corrente al massimo, e poi quando si apre spara una botta sul diodo laser ... parliamo di microsecondi, ma quei diodi a volte sono abbastanza permalosi ... :P

Se poi vuoi usare un'alimentatore da PC, ti consiglio di aggiungere un po di elettrolitici, perche' quei "cosi" (:P) non sempre sono filtrati in modo decente, o meglio ancora un filtro CLC, usando come bobina magari uno dei toroidi tolto da un'alimentatore per PC rottamato, recuperato da qualche riparatore.

La parte del controllo puo tranquillamente funzionare anche a 12V, ovviamente le tarature sarebbero da ricontrollare ... avevo scelto i 9V perche' cosi comportava l'uso di un regolatore che avrebbe stabilizzato il tutto un po meglio, ma se hai una sorgente a 12V gia stabile, va bene anche quella.

Dalla tua prova "del puntino" vedo che sembra non emettere troppa potenza quando e' in idle, se non ti infastidisce avere l'emissione minima in quelle condizioni, potresti usarlo come raggio guida per centrare il punto di origine dell'oggetto da incidere (un po come i laser rossi che vengono sovrapposti al fascio IR in un'incisore, per controllare dove punta) ... magari controllando se la sostituzione della R8, da 100 a 10, te lo riduce un po senza pregiudicare niente altro ...

Ciao,

In realtà non riesco a rendermi conto se sia poca, è comunque molto ben visibile. Non è deleterea perchè fa molto comodo oltre che come raggio 'guida' anche per collimare bene il fascio(p.s. l'ottica usata in quel video è la peggiore delle 3 che ho in casa :D), solo che penso riduca comuque anche se di poco la vita del diodo stando sempre accesa. Per la protezione contro l'inversione non c'è problema, se lo connetto al contrario sono un cojone, ed è pure giusto che faccio fuori un diodo da 30€. Per il resto, scariche elettrostatiche, spikes e varie, se mi dici che è sufficiente quel tipo di protezione mi fido. Come consigliato monterò i componenti direttamente ai piedi del diodo, non ci sono problemi di spazio , ci sta tutto alla grande. Pensa che il tipo che me l'ha 'spacciato' in una versione ci ha inquattato dentro anche un driver da quasi 2A :fearful: L'alimentatore switching non è proveniente da un pc, ma da uno switch da rack della us.robotics, mi sembra fatto un tantino meglio, in tutti i casi prevederò l'installazione di capacità filtro maggiorata, per il filtro clc valuterò prima la qualità dell'alimentazione, ma credo che possa essere sufficiente così.

Ora è il caso di pensare seriamente al dissipatore,ma per quello devo avere tempo per andare nell'officina di un amico, non posso mettermi a tornire a fresare in casa adesso, faccio troppo rumore!

Stasera intanto se riesco provo a vedere se il segnale del cnc controller riesce ad accendere il fascio. Per ora l'ho provato solo con lo switch di test che ho aggiunto, la parte opto è l'unica non testata.

Se posso darti un consiglio per quanto riguarda la dissipazione.. ho fatto alcune prove visto che inizialmente avevo la tua stessa ottica... Ottica infilata dentro a vari dissipatori da transistor TO-(qualcosa) funzionava ma non benissimo e si scaldava troppo... Tubino da 2.5mm di rame avvolto a coprire quasi tutta l'ottica, ci facevo circolare l'ari funzionava ma usciva caldissima, stesso tubino ma con circolazione d'acqua, funziona decisamente bene :)

ratto93: Tubino da 2.5mm di rame avvolto a coprire quasi tutta l'ottica, ci facevo circolare l'ari funzionava ma usciva caldissima, stesso tubino ma con circolazione d'acqua, funziona decisamente bene :)

L'ottica?? che intendi per ottica? A me scalda molto il cuore dell'housing, ovvero il pezzo di rame tornito dove è stato pressato il diodo, ma anche questo conto di rifarlo, ho intenzione di fare un blocco di rame dove alloggiare il diodo tutto di un pezzo con adeguate intercapedini dove far circolare del liquido, cercando di lasciare tra il diodo e le scanalature la minor quantità di rame possibile per fare in modo che il trasferimento termico sia migliore. Anche qui urge disegnino cad...

Ehm ... possibile, ma non esattamente semplice, specie se vuoi usare il sistema press-fit per fissare il diodo al dissipatore.

Io personalmente, se vuoi rifare il portadiodo, ti consiglio questo sistema

al centro vedi quel piccolo cilindretto di ottone filettato all'esterno con la ghiera, e' quello che tiene pressato il diodo nella parte dissipatrice ... ne ho alcuni, ma non ho una camera che funziona decentemente per fare una foto dettagliata, comunque si intuisce lo stesso il funzionamento, hai la sede del diodo da 5,2mm, poi c'e' un pezzo di foro filettato da 6 o 7 mm come la ghiera, la ghierettina si avvita dietro il diodo e lo tiene a posto pressato, ed i fili escono al centro (non e' indispensabile rifare quella ghiera in quel modo, basta un pezzo di barretta filettata, forato al centro e con un paio di tacche per il cacciavite, o un dado saldato ad un'estremita :) ) ... se hai accesso a qualche macchina, e' replicabile abbastanza facilmente ... l'unica cosa che forse non e' cosi facile da trovare e' il maschio M9x0.5 per filettare il portalente.

Non ho un programma cad meccanico, ma se riesco ad installare corel posso fare qualcosa di simile.

Etemenanki: ... l'unica cosa che forse non e' cosi facile da trovare e' il maschio M9x0.5 per filettare il portalente.

Sta arrivando... :grin:

9x0.5 e 11x0.5

Comunque ero più per pressarlo il diodo, avevo intenzione di fresare il foro in maniera tale da creare interferenza tra le parti e arrivare all'accoppiamento tra le parti riscaldando la parte forata quello che basta per far entrare il diodo a pressione (ovviamente non va scaldata troppo altrimenti mi gioco il diodo prima della partenza!!) Il sistema che hai linkato è buono, un pò più macchinoso , ma niente di irrealizzabile. 8) Ne avevo visti in giro, è una soluzione che terrò in considerazione.

Be', il principale vantaggio e' che non ti devi costruire una pressetta per incastrarci il diodo ... il secondo vantaggio (anche se si spera di non averne mai bisogno), e' che se per caso ti si frigge il diodo non devi usare la mazzetta per sostituirlo :P.

Poi c'e' da considerare un dettaglio a cui in genere nessuno pensa, e cioe' il trasferimento termico e le possibili vie termiche ... quando fai la sede del diodo da 5,2mm, lo spigolo interno e' difficile farlo "a spigolo" :P ... in genere resta sempre un minimo di rotondita' di raccordo (tanto che in alcuni disegni meccanici di tenute che avevo visto, si "tagliava" in diagonale un qualche decimo, in modo da creare un "vuoto" nel punto in cui la parte andava accoppiata a contatto ... e' vero che si parla di centesimi, ma considera anche che parliamo di un diodo che deve dissipare parecchia potenza in calore, e che per trasferirla ha soltanto la parte del case da 5.2mm a contatto con il resto, che non e' molta ... ci sono un paio di sistemi per aumentare il trasferimento termico, ma dipende dalle macchine che hai a disposizione.

Diciamo che ho a disposizione molto di più di quello che serve, perche tanto per fare uno o due pezzi non è che mi metto a fare un programma per il centro di lavoro , me li farò a mano, tornio e fresa, penso sia più che sufficiente. Per l'accoppiamento termico concordo che ogni decimo è prezioso, proprio a tal proposito ritengo che la pressata sia migliore in quanto si va a sfruttare la malleabilità del rame che può deformarsi quel tanto che basta a far raggiungere la massima superficie di contatto col diodo stesso. Però è una mia opinione, magari altri la pensano diversamente.

No, no, a livello di principio e' giusto, un diodo pressato nel rame ha una maggiore efficenza in fatto di conduttivita' termica nel punto in cui e' pressato, questo e' corretto ... pero' non dimentichiamoci anche il fatto che il punto di pressione e' in fondo un'anello di contatto del diametro di 5.6mm (in genere 5.56, meno qualcosa nei punti delle tacche), alto in genere 1.15mm ... se fai il calcolo della superficie totale di contatto, ti accorgi che, per quanto buono possa essere il contatto, la superficie e' comunque un po scarsina ...

Se invece progetti la sede del diodo per sfruttare tutto il possibile, puoi arrivare a raddoppiarla, ed usando un filo di pasta termica per riempire i minimi gap che possono rimanere, aumentare di parecchio il trasferimento termico ... non ho installato un cad meccanico, ma posso simulare alcune sezioni usando eagle (se mi sentono i programmatori di eagle a fare una cosa simile mi friggono con la 220 :P) ... comunque ignora la schifezza di disegno e cerca di immaginarle come sezioni meccaniche, con i punti relativi al bordo del diodo in contatto, e non distanziati ;)

Ne ho misurati un paio di quelli che ho qui, il barilotto e' largo 3.6, e la linguetta dove e' saldato alla base e' 4.3, questi spazi non si possono usare, ma se fai il foro passante da 4.5, ti resta utilizzabile un'anello di un'altro mezzo millimetro (la parte di diodo che verrebbe pressata contro la sede dal fissaggio a vite) ... piu ovviamente il trasferimento provocato dallo stesso fissaggio a vite sulla parte inferiore del diodo ... tenendola lunga 4 o 5 mm ed usando un filetto sottile, e della pasta termica sia sul diodo che sul filetto, e facendo la parte esterna molto precisa (quasi a pressione, in fondo :P), il trasferimento termico complessivo dovrebbe almeno raddoppiare ... ovviamente prevedendo adeguati spessori del metallo in corrispondenza dei punti di contatto.

L'unico problema che mi viene in mente e' la difficolta' a lavorare il rame, ci ho provato un paio di volte (a manom, non ho macchine a casa), e si e' sempre comportato piuttosto male ... non collabora per niente :P :D

sezioni.png|1092x611

Bhe, potrei usare entrambe le tecnologie, prima presso il diodo in sede poi avvito dietro la flangia che oltre a spingere mi aumenta di un pò la superfice di contatto.

Comunque tornando al lato elettrico... è molto complicato riuscire a regolare meglio il range di corrente senza stravolgere tutto? Avevi detto che rinunciando all'ingresso pwm si poteva lavorare sul ref del regolatore.... se ci volessi rinunciare? :drooling_face: Grazie