Лазерная установка для засветки фоторезиста от AlphaCrow

[olee]

[uquote="mial",url="/forum/viewtopic.php?p=4406112#p4406112"]Я сейчас на работе, доков на плату нет под рукой. Вечером гляну какой у меня там стаб стоит и ток на лазер измерю, что бы не быть голословным.[/uquote]

Хорошо. С вашей статистикой, я думаю, никто в теме сравнится не сможет, так что это интересно. У меня была схема, аналогичная вашей с управлением от нижнего полевика, правда на ток 150мА и напряжение питания 12В, за большими токами я никогда не гнался, свою аргументацию изложил ранее. Но эта схема работала когда я платы делал по аналогичней методе, но на 3D принтере, а там скорости в 10 раз меньше (100 мм/с), поэтому проблем с быстродействием переключения ЛД не было совсем. Когда переходил на установку что-то я побоялся управлять полевиком из-за скорости переключения, да и хотелось, чтобы ЛД был привязан к земле, у SLD3237VF (у меня это резерв) катод связан с корпусом. Поэтому решил сделать по простому с резисторами, такой вариант, по моему, у seriyvolk.

[smacorp]

[uquote="olee",url="/forum/viewtopic.php?p=4406101#p4406101"]Оказался бы я от стабилизатора тока, больно странно он себя ведет при малых падениях напряжения, ему номинально нужно Uak >= 7.5 В[/uquote]
7.5V это референсное значение, как и температура окружающего воздуха 25°С - лабораторные значения для снятия графиков для даташита, при соблюдении которых и без применения дополнительного резистора стабилизатор выдаёт минимальные заявленные 150 мА тока стабилизации. При этих референсах рассчитывается в даташите и площадь фольги для охлаждения. Фактически же Vak Max заявлен в 50V, поэтому мои 15V и, тем более, 9V mial драйвер должен есть на ура.
А вот за "больно странно он себя ведет при малых падениях напряжения" поясните, пожалуйста - не пойму, что Вы имеете ввиду и почему пришли к таким выводам.

может быть дело в том что mial использует в качестве драйвера источник стабильного напряжения и резистор? даже сам источник стабильного напряжение используется линейный, с точки зрения генерации тепла это конечно не выгодно, но с точки зрения здоровья лазера ИМХО самый надежный вариант.

У mial до 15V снижает TPS5430DDAR, потом до 9V снижает 78M09, лазером управляет UCC37322, после которого стоит NSI50150ADT4G
Вот его схема.

У меня до 15.9V снижает LM2596S-ADJ, лазером управляет IR4427S, после которого стоит NSI50150ADT4G.

Принципиальной разницы не вижу - разве что мой LM2596S-ADJ работает на более низкой частоте и нет 78M09, что, конечно, несколько облегчает жизнь NSI50150ADT4G, но не так уж сильно, чтобы без него прямо совсем никак.

[olee]

[uquote="smacorp",url="/forum/viewtopic.php?p=4406172#p4406172"][uquote="olee",url="/forum/viewtopic.php?p=4406101#p4406101"]Оказался бы я от стабилизатора тока, больно странно он себя ведет при малых падениях напряжения, ему номинально нужно Uak >= 7.5 В[/uquote]
7.5V это референсное значение, как и температура окружающего воздуха 25°С - лабораторные значения для снятия графиков для даташита, при соблюдении которых и без применения дополнительного резистора стабилизатор выдаёт минимальные заявленные 150 мА тока стабилизации. При этих референсах рассчитывается в даташите и площадь фольги для охлаждения. Фактически же Vak Max заявлен в 50V, поэтому мои 15V и, тем более, 9V mial драйвер должен есть на ура.[/uquote]

Да нет же, 7.5 В - это падение напряжения на стабилизаторе при котором изготовитель гарантирует номинальную стабилизацию тока. Там фактически внутри известная всем схема с 2-мя биполярными транзисторами и измерением тока в цепи эммитера, только в интегральном исполнении с дополнительными "финтифлюшками". Он разрабатывался под автомобили и поэтому рассчитан на выбросы до 50 В. У mial при питании 9 В за вычетом падения напряжения на ЛД 5 В (а я полагаю, что и больше при его токе) на стабилизаторе останется менее 4 В. У вас при 15 В ситуация конечно штатная.

[mial]

Да нет же, 7.5 В - это падение напряжения на стабилизаторе при котором изготовитель гарантирует номинальную стабилизацию тока.

Ну вы не совсем правы. Там есть параметр Voltage Overhead который равен в типовом значении 1.8 Вольта. 7.5 Вольт они использовали для замера тока в импульсном режиме. Но нигде нет указания использовать именно такое напряжение. Есть правда график зависимости тока от напряжения. Но нет запрета на использование напряжения ниже 7.5 вольт. Кстати в этом же документе есть схема включения 3х светодиодов с напряжением падения на одном 3.1 В, что составляет 9.3 В общего падения. Питание указано как 12 - 20 В Что при питании 12 В составит 2.7 В катод анод.

[olee]

У меня с 12 В до 8 В сбрасывает имп. стабилизатор TPS562200 и с него уже через шлейф оно передается на драйвер, который я приводил. Неясность с работой стабилизатора тока при малых падениях напряжения, а соответственно и большая рассеиваемая мощность на нем и заставила меня перейти на схему с резисторами, у меня падение напряжения порядка 2.7 В при токе 140 мА, соответственно рассеивается порядка 380 мВт на драйвере и резисторах. Все это стоит на плате каретки, там размеры и масса ограничена, так что с охлаждением особо не разбежишься

Добавлено after 4 minutes 17 seconds:
mial я с вами не спорю, работать стабилизатор конечно будет, там же прямо написано, что начинает стабилизировать ток от 0.5 В, но правда всего 14% от номинала, при ваших 4 В все будет значительно лучше и там действительно есть графики, но 7.5 В - это что изготовитель закладывал при проектировании, все остальное как получится. У вас же работает - значит все получилось, просто могут быть нюансы, я перестраховался.

Добавлено after 6 minutes 36 seconds:
Специально посмотрел даташит. 1.8 В overhead при токе стабилизации 48% от номинала, при ваших 4 В будет примерно 80%. И посмотрите в верхнем правом углу титульной страницы, там прямо жирно написано Ireg(SS) = 150 − 350 mA @ Vak = 7.5 V. Все это не отменяет того факта, что использовать как у вас его можно, но замеры от вас будут очень любопытны.

[mial]

По графику 3.5 В = 130 мА, да и резистор у меня стоит намного меньше чем получается по таблице. И что то мне кажется что изначально я дезинформировал по величине тока, ток видимо у меня не 350 мА а в районе 250 мА. Но прошу простить, за давностью лет позабылось.
P.S. Вечером обязательно сделаю замеры, что то и самому стало любопытно.

[olee]

mial, еще крайне любопытно какой типономинал резистора стоит у вас на стабилизаторе, интересна его допустимая рассеиваемая мощность.

[mial]

Так 2512, по моему 2 ват та у него рассеиваемая.

[olee]

Спасибо, это подтверждает мою гипотезу, а то я использовал этот стабилизатор без дополнительного резистора, хотя и заложил его в плату, но руки не дошли поисследовать. И вот какой тип закладывать пришлось гадать, в даташите я этой информации не нашел.

[smacorp]

olee, по моим наблюдениям этот резистор почти не греется, поэтому 2 Вт там явно сильно излишни, хотя и я влупил 2512 на всякий случай.

[mial]

Посмотрел ток на своей установке. Ток 265 мА, напряжение 5.55В. Резистор 6.2 Ома.

[olee]

Если я правильно предположил, там будет при токе 350 мА порядка 200 мВт, при меньшем соответственно поменьше, это 1210.

[mial]

В даташите указана мощность резистора как Max Power 1W
Посчитал на мое напряжение по таблицам выходит порядка 82% от возможного максимума по току. В принципе 265 мА более чем достаточно для этой установки. Стаб не греется, лазер в облегченном режиме, что гарантирует его долгую жизнь.

[olee]

Вот про мощность резистора я видимо пропустил, спасибо. По даташиту и ток у вас должен быть 325 мА, так что думаю 1210 вполне хватит раз уж мы пошли на отклонение от номинального режима, можете измерить падение напряжения на своем резисторе, тогда и рассеиваемая мощность будет понятна. Насчет облегченного режима для лазера не уверен, но 3 года говорят сами за себя. В любом случае спасибо за информацию, со стабилизатором стало немного яснее.

[mial]

Не, сейчас уже не могу, стол занят. Не забуду, завтра измерю.

[olee]

[uquote="mial",url="/forum/viewtopic.php?p=4406406#p4406406"]Не, сейчас уже не могу, стол занят. Не забуду, завтра измерю.[/uquote]
Да это не обязательно, просто может прояснить немного внутреннего устройства. Я, скорее всего, все равно применять его не буду, у меня очень маленький BLDC мотор таскает каретку, поэтому масса каретки критична, по скорости проблем нет, а вот для ускорения это важно, поэтому я и собираюсь сделать вторую модификацию каретки, которая будет весить раза в 1.5 меньше текущей, которая и так весит 75 г в сборе с кареткой от MGN9.

Для меня этот стабилизатор тока мало отличается от резистора при малых падениях напряжения на нем. Например, при ваших 3.5 В падения он мало отличается от резистора порядка 30 Ом, конечно не считая, что он подавляет выбросы и в любом случае ток не превысит заданного, но для меня это не критично. А резистор весит меньше

[smacorp]

Чисто для информации - спросил у продавца S06J с Али какой ток он рекомендует для данного лазера. Ответ ниже.

И он совпадает с рекомендацией продавца с Ebay. И по косвенным признакам это таки разные продавцы, но почему-то с похожими мнениями.

[rv3bj]

[uquote="olee",url="/forum/viewtopic.php?p=4406412#p4406412"]у меня очень маленький BLDC мотор таскает каретку,[/uquote]
А можно поподробнее как вы собираетесь управлять BLDC мотором? В оригинальной конструкции используется DC мотор с регулированием скорости ПИД регулятором.

[olee]

[uquote="smacorp",url="/forum/viewtopic.php?p=4406475#p4406475"]Чисто для информации - спросил у продавца S06J с Али какой ток он рекомендует для данного лазера. Ответ ниже.

И он совпадает с рекомендацией продавца с Ebay. И по косвенным признакам это таки разные продавцы, но почему-то с похожими мнениями. [/uquote]
Давайте все-таки свернем обсуждение S06J, оно начинает напоминать спор, в котором не может быть единственно верного мнения. Не я, не вы не обладаем достоверной информацией от производителя. Информация от продавцов, я надеюсь вы это понимаете, не релевантна чуть более чем полностью.

Я свое представление о параметрах этого ЛД сложил на основе того где он применялся по назначению по аналогии с таким же по назначению ЛД от Сони. Все мои поиски в интернете по параметрам этого ЛД неизменно приводили на известный зарубежный форум любителей лазерных фонариков/указок. Там кто-то получил доступ к большому количеству блю-рей приводов под разборку и снял характеристику пары образцов этого ЛД просто прогнав его до тока 500 мА. ЛД не сгорел (хотя судя по обсуждению план был его догнать до разрушения), выдал мощность около 700 мВт, после этого за ним в интернете и закрепилась слава 700 мВт лазерного диода. На их измерения по мощности ориентируюсь и я, мне просто ее нечем померять достоверно.

Насколько я понимаю, максимально допустимая мощность - это все больше про ресурс работы ЛД. Производители ориентируются на ресурс 5000 - 6000 часов. Если попытаться снять с ЛД больше, он очевидно проработает меньше и параметры будут деградировать быстрее, все зависит от конкретного образца (как повезет) и нормальных испытаний никто в таких режимах не проводил. Я аргументировал ранее почему считаю, что мощности ЛД выше 200-250 мВт для нашей задачи не нужны, но могу понять зачем mial разгоняет его до 350 мВт - у него другие требования к результату. Достоверно оценить достаточность глянца для маски я не могу, я не специалист и опыт по самостоятельному изготовлению плат у меня мизерный по сравнению с вами и тем более mial, а профессионально изготовленные платы, с которыми я сталкивался за свою профессиональную карьеру, по мне все блестят одинаково, до знакомства с этой темой я даже не задумывался об этом.

Поэтому предлагаю обсуждение S06J закруглить, все привели свои аргументы и каждый сам может принять для себя взвешенное решение. В любом случае, настаивать на том, что моя точка единственно верная, я не буду.

Добавлено after 42 minutes 47 seconds:
[uquote="rv3bj",url="/forum/viewtopic.php?p=4406519#p4406519"][uquote="olee",url="/forum/viewtopic.php?p=4406412#p4406412"]у меня очень маленький BLDC мотор таскает каретку,[/uquote]
А можно поподробнее как вы собираетесь управлять BLDC мотором? В оригинальной конструкции используется DC мотор с регулированием скорости ПИД регулятором.[/uquote]
Я не собираюсь им управлять, я уже им управляю. Я ранее писал, что у меня установка отличается от оригинально и по механике и по электронике, поэтому у меня прошивка микроконтролера своя, написанная мною. Она работает на STM32F401 (BlackPill) просто по тому, что они на али стали дешевле, чем платы на STM32F103. Ну и вкусности там есть дополнительный, например, 32 битные таймеры.

Для меня установка - это "разминка" для мозгов и рук, свои потребности по изготовлению плат я вполне мог закрыть с помощью 3D принтера, работающего по аналогичной схеме но с на порядок меньшей скоростью, что я и делал до этого. Поэтому мне интересно в установке прежде всего какие-то дополнительные возможности и улучшения, а не возможность собрать ее по чьему-то образцу и заняться изготовлением плат.

Когда я начал читать эту тему, то при обсуждении мотора каретки сразу бросилось в глаза, что задача просится под BLDC: самое главное уже есть энкодер относительно жестко связанный с углом поворота оси двигателя. Основная проблема была найти BLDC с малым Kv порядка 400-700 rpm/V и желательно с креплением со стороны оси (outrunner BLDC как правило крепятся с обратной стороны, получается большое плечо). И мне попался вот такой мотор SOBL23-1207, к сожалению, сейчас они похоже не доступну, по крайней мере на али. Он очень маленький, корпус диаметром 23 мм, длинной 12 мм, но рассчеты показывали, что его вполне должно хватить, если таскать легкую каретку по рельсе типа Hiwin ( у меня MGN9).

Я собрал на профиле и рельсе стенд с массогабаритным аналогом каретки и отработал все алгоритмы движения по оси Х. Естественно у меня там реализован ПИД, без него никакой равномерной засветки просто не будет. Более того, у меня разгон и торможение каретки сделано на S-кривой, что существенно уменьшило вибрацию и потребляемый ток, при 12 В мотор с драйвером при возвратно поступательном движении на 170 мм на скорости 1000 мм/с потребляет порядка 250 мА, при резком торможении потребление было порядка 420 мА. Все это я потом перенес в установку, естественно пришлось исследовать протокол обмена по USB и добавлять работу с шаговиками и прочии мелочи.

Вот фотография мотора (это запасной ), еще должен подойти такой мотор C2830-15, он подойдет для более массивной каретки и оси Х с большим трением, но я с ним подробно не возился, лежит пока.

[rv3bj]

Очень интересное решение. Только я не понял ПИД реализован по скорости или по положению. Используете ли вы энкодерную ленту или только энкодер на оси двигателя. Было бы хорошо, если бы вы выложили видео со своего макета.
К сожалению у меня нет опыта использования BLDC моторов. Я всегда считал, что для их управления необходим контроллер, формирующий фазные напряжения. Вы используете контроллер? Если да то как он реализован? Очень интересно.