Лазерная установка для засветки фоторезиста от AlphaCrow

[АлександрЛ]

Схема с "подвижным порталом" при той же занимаемой площади имеет почти в 2 раза больший "рабочий ход" по координате, чем схема "с подвижным столом"..
Хотя- это кому как нравится..
Я, когда пробовал сделать ЧПУ- фрезер, тоже сделал "подвижный стол".. И потом "нарвался" на то, что при работе он не очень удобен, но делать его проще.

[stetz.anton]

Фрезер ЧПУ у меня как раз с подвижным порталом. Здесь каретка летает с дикой скоростью, хорошо бы держать это все в максимально жестком состоянии. Поэтому и выбрал подвижный стол, а габариты взял с запасом.

[-= Александр =-]

Смакетировал сегодня стабилизатор тока лазера по вот такой схеме:

Клип_5.jpg

(86.23 КБ) 1532 скачивания

Достоинство схемы - хорошее быстродействие и простая регулировка в очень широких пределах.
Недостаток - постоянный нагрев транзистора и потребление тока даже когда лазер выключен.

Два верхних PNP в генератор тока можно менять на один дарлингтон, например BDX54.
Питать операционник можно и от 12В, но при малых значениях R1 могут быть проблемы.

Ток выставляется потнециометром и контролируется тестером в точке TEST. (при включении из программы на максимальную мощность) Выставлять можно хоть на лазере, хоть на резисторе, хоть вообще на короткозамкнутом выходе - от сопротивления нагрузки там ничего не зависит.

Далее проверил на модуляцию - до 100 кГц работает четко, никаких искажений, фронты отличные. Как допилю установку - сделаю нормальную плату и как следует отлажу. В планах измерение фототока в момент засветки и плавная корректировка мощности уже силами микроконтроллера.

[smacorp]

-= Александр =-, а если Vcc будет 15V?

[-= Александр =-]

[uquote="smacorp",url="/forum/viewtopic.php?p=3310622#p3310622"]-= Александр =-, а если Vcc будет 15V?[/uquote]

Vcc можно брать любое, какое осилят транзисторы и операционник.
Причем питать операционник можно от него-же, но при условии что падение на R1 будет около 1В или больше.

[stetz.anton]

Первая партия деталек готова

[psychos]

Собрал установку, на базе струйника, пока ни чего необычного.
привода работают, энкодер работает.
не работает камера и система стабилизации тока по оптической мощности от Altium.
Пока PD оставилв воздухе, проверяю на 2х ваттном светодиоде. Он постоянно горит. не важно приходят импульсы шим или нет. пока осциллом не тыкал, завтра буду исследовать. схема в аттаче моя и автора. (у себя нашел 1 ошибочку, перекрою, но не думаю что она влияет, я на LF398 на 2й вывод подал обратку, надо на 3й, но я не думаю что это влияет на постоянное горение светодиода ...)

теперь по камере.
[uquote="Seriyvolk",url="/forum/viewtopic.php?p=2584891#p2584891"]Чтобы заработала, нужно хоть немного представлять, как идёт передача данных по USB. D+ и D- нужно подключать на соседние контакты шлейфа. Соседние с ними должны быть землёй. Также нужно помнить, что камера потребляет достаточно много, поэтому под пины питания и земли выделить хотя-бы по 3-4 контакта шлейфа. И я думаю, что при таком раскладе камера заработает на ура. [/uquote]
на сколько я понял, из цитаты Серого, 4 жилы +5в, DP, DM 4 жилы земли.

не рабоатет
Точнее камера определяется в системе(система ругается что устройство может рабоатть быстрее), но при попытке поработать с камерой на экране мы видим чёрный квадрат. с родным USB проводом работала... отключил уже ШД, укоротил провод камеры до разъёма... , всё проверял в HLDI , а так же в VLC. Безрезультатно. даже повесил по 30 Пф кандёры фильтрующие на камере на Dm DP. Прошу совета.

Завтра разложу на дощечке, сфоткаю.

......Добавлено позже
Блин, только сейчас понял, визуально на соседних, а по факту у меня DM DP разделены дорожкой земли... может по этому и споротивляется...

[smacorp]

4 жилы +5в, DP, DM 4 жилы земли.
не рабоатет

Seriyvolk прав абсолютно. Но ещё важна разводка DP и DM как дифференциальной пары. На себе проверил в одной из версий своего станка - пока нормально не развёл, камера глючила по-чёрному.

[Seriyvolk]

на сколько я понял, из цитаты Серого, 4 жилы +5в, DP, DM 4 жилы земли.

Немного неправильно. Правильнее будет 4х5V, 2хGND, D+, D-, 2xGND. Земли можно и больше. Между D+ и D- проводников быть не должно. Не лишним будет и ферритовое кольцо на шлейф, раз такие проблемы.

[-= Александр =-]

Запустил сегодня свою установку! Огромное спасибо AlphaCrow и всем кто помогал в развитии этого проекта!
Позже приведу все в порядок и отфоткаю. Пока опишу на словах конфигурацию:
Драйвер шаговика L297 + L298
Драйвер каретки L6203
Управление лазером по моей схеме выше.
Такой вот "олдскульный" набор получился, делал на макетке.

Спойлер

Выбор комплектации местами нелогичен, но это все остатки от каких-то проектов и ставились потому что под рукой были)

Лазер стоит 20 мВт, думаю надо мощнее ставить. Какой посоветуете?

И еще вопрос: подсветку камеры каким цветом лучше сделать? Будут ли белые диоды портить фоторезист?

[HeadLess]

[uquote="-= Александр =-",url="/forum/viewtopic.php?p=3311225#p3311225"]Выбор комплектации местами нелогичен[/uquote]
Ранее писал, что для максимального согласования с линией USB (90 Ом +-10%) необходимо применять шлейф с шагом проводников 1 мм. У примененного шлейфа RC с шагом 1,27 мм волновое сопротивление 105 Ом, т.е. +16%
По разводке линий тоже писал. И Seriyvolk подтверждает, D- и D+ должны идти рядом.

[psychos]

HeadLess, пороинструктируйте по особенностям трассировки дорожек для usb на самой плате. Предыдущий Ваш пост тоже исключительно про особенности шлейфа.
по DM DP я понял, это пара не разлей вода. Что ещё ? фильтрующие кандёры по концам дорожек по 20-40пФ нужны ? вокруг пары земли на протяжении всей трассы нужны ? шаг дорожка/промежуток ?

[mr_kot]

[uquote="-= Александр =-",url="/forum/viewtopic.php?p=3310618#p3310618"]Недостаток - постоянный нагрев транзистора и потребление тока даже когда лазер выключен.[/uquote]
[uquote="-= Александр =-",url="/forum/viewtopic.php?p=3310618#p3310618"]Питать операционник можно и от 12В, но при малых значениях R1 могут быть проблемы.[/uquote]
А почему бы не использовать в качестве датчика тока R3? Тогда R1 можно вообще исключить из схемы и питание схемы снизить до 6-7 В.
Поскольку от линейного стабилизатора тока похоже никуда не деться (с импульсными что-то никак не получается), то надо стремиться к минимизации потерь на тепло.

[-= Александр =-]

[uquote="mr_kot",url="/forum/viewtopic.php?p=3311384#p3311384"]А почему бы не использовать в качестве датчика тока R3? Тогда R1 можно вообще исключить из схемы и питание схемы снизить до 6-7 В.[/uquote]

Это будет совсем другая схема. Тут у меня вся суть в том, что генератор тока работает непрерывно. Нету его включения/выключения, а значит никаких переходных процессов, отсюда высокое быстродействие. Модуляцию лазера выполняет шунтирующий транзистор, который делает это очень быстро. Если делать генератор тока с "нижним" расположением токового резистора - будет проще генератор тока, но сложнее схема модуляции. Да и просто на R3 удобно смотреть форму тока в лазере. Не надо гоняться за КПД и ограничивать питание, пусть лучше транзисторы работают в серединке, без насыщения, зато быстро и линейно.

[uquote="mr_kot",url="/forum/viewtopic.php?p=3311384#p3311384"]Поскольку от линейного стабилизатора тока похоже никуда не деться (с импульсными что-то никак не получается), то надо стремиться к минимизации потерь на тепло.[/uquote]

Импульсный тут не нужен, мощности не те. К слову тепла там не так уж и много. Драйверы моторов греются еще сильнее, но пассивного теплоотвода вполне хватает.

[HeadLess]

psychos, мои проекты с USB были с использованием шлейфов, отсюда и внимание к ним.
По разводке: материал FR4, дорожки - продолжение шлейфа 0.7/0.3, на второй стороне под линией фольга отсутствует, сама линия окружена землей с зазором 0.3 поэтому конденсаторы не использовались.
В проектах использовалась веб камера, не глючила.

[Seriyvolk]

Есть программы для расчёта длинной линии определённого волнового сопротивления для различных текстолитов. Гуглите.

[mr_kot]

[uquote="-= Александр =-",url="/forum/viewtopic.php?p=3311490#p3311490"]Тут у меня вся суть в том, что генератор тока работает непрерывно. Нету его включения/выключения, а значит никаких переходных процессов, отсюда высокое быстродействие. Модуляцию лазера выполняет шунтирующий транзистор, который делает это очень быстро. Если делать генератор тока с "нижним" расположением токового резистора - будет проще генератор тока, но сложнее схема модуляции. Да и просто на R3 удобно смотреть форму тока в лазере. Не надо гоняться за КПД и ограничивать питание, пусть лучше транзисторы работают в серединке, без насыщения, зато быстро и линейно.[/uquote]
Ну так а в чем проблема? Вот все то же самое, "но с перламутровыми пуговицами":



Стабилизатор работает непрерывно, модуляция шунтирующим транзистором.
На макетке еще не собирал, пока только в симуляторе. Но думаю, в реале будет все то же самое.

[uquote="-= Александр =-",url="/forum/viewtopic.php?p=3311490#p3311490"]Не надо гоняться за КПД и ограничивать питание, пусть лучше транзисторы работают в серединке, без насыщения, зато быстро и линейно.[/uquote]
[uquote="-= Александр =-",url="/forum/viewtopic.php?p=3311490#p3311490"]К слову тепла там не так уж и много. Драйверы моторов греются еще сильнее, но пассивного теплоотвода вполне хватает.[/uquote]
Да дело даже не в КПД, а в том, что с нагревом изменяются параметры элементов.

[-= Александр =-]

[uquote="mr_kot",url="/forum/viewtopic.php?p=3311655#p3311655"]На макетке еще не собирал, пока только в симуляторе. Но думаю, в реале будет все то же самое.[/uquote]

Шунт 0,5 Ома - при 100 мА там будет 50 мВ от земли. Чтобы операционник правильно работал с таким напряжением - придется питать его двуполярным питанием. Ну не любят они, когда сигнал близко к одной из питающих шин.

Можно взять резистор большего сопротивления, но тогда надо смотреть режим работы шунтирующего транзистора. Кстати из соображений скорострельности лучше там ставить биполярник. В общем тоже приколов хватает, смакетируй, погляди. По-идее обе схемы имеют право на жизнь.

[uquote="mr_kot",url="/forum/viewtopic.php?p=3311655#p3311655"]Да дело даже не в КПД, а в том, что с нагревом изменяются параметры элементов.[/uquote]

Нагрев транзистора в этой схеме ни на что особо не влияет, операционник будет все компенсировать. Шунт прогреется за пару минут и устаканится, да и там дрейф будет небольшой даже на обычном угольном резисторе. Если поставить там специальный - вообще до микроампер можно стабильность получить. Но оно там нафиг не надо.

[d-dark]

[uquote="-= Александр =-",url="/forum/viewtopic.php?p=3310618#p3310618"]Смакетировал сегодня стабилизатор[/uquote]
Предложение. поставить последовательно с VT3 резистор, номинал выбрать чтоб ток через лазер при открытом транзисторе был немного меньше порога генерации. Что народ думает?

[-= Александр =-]

[uquote="d-dark",url="/forum/viewtopic.php?p=3312380#p3312380"]Предложение. поставить последовательно с VT3 резистор, номинал выбрать чтоб ток через лазер при открытом транзисторе был немного меньше порога генерации. Что народ думает?[/uquote]

Была такая мысль. Так делают для ускорения включения генерации. Но это надо в связи, там где лазер этот шурует мегагерцами в оптоволокно. Тут таких задач нету, все куда медленнее. Надо ради любопытства как-нибудь на фотодиоде посмотреть время выхода на генерацию, но думаю на наших скоростях оно заметно не будет. Да и лишняя засветка нам ни к чему. Понятно что до генерации он там светит еле-еле, но все-же пусть лучше совсем не светит, спокойнее будет.

Надо лучше подумать в сторону стабилизации оптической мощности. Дрейф там медленный, так что регулировку можно проводить редко, например после каждой строки.

Пока мысль есть такая:
1)В генераторе тока уставку даем с ЦАПа.
2)В начале или конце каждой строки, за пределами заготовки, включаем лазер и мерим фототок средствами АЦП контроллера.
3)Регулируем ЦАП чтобы загнать мощность в нужные рамки и рисуем следующую строку.

Регулировать мощность аналоговым способом на каждой вспышке конечно было бы круче, но будет довольно непросто сохранить быстродействие и ровную "полку" с генератора тока.