Laserprojector/lasercurrentsourcev2

     

lasercurrentsourcev2 Release status: stable [box doku]
Description	3Kanal Stromquelle
Author(s)	siro
Last Version	Rev1.0

english version can be found here Laserprojector/lasercurrentsourcev2_en

Diese Seite beschäftigt sich mit der 2ten Version des Lasertreibers vom laserprojector

Bei Fragen und Anregungen schreibt mir eine email !

Konzept

3 Kanal digital einstellbare Hochfrequenz-Laserstromquelle.

Anforderungen

• Einstellbarer Offset für alle Laserdioden
• 30bit - true 1G Farben (3 Laserdioden)
• Hardware Gammakorrektur (Rev1.1?)
• VGA-Eingang mit FPGA (Sauron) (Rev1.1?)
• mehr als 10Mpixel/s
• Einstellbare Spannung an allen Dioden zur minimierung der Verlustleistung
• Einstellbarer Verstärkungsfaktor 1x-50x jede Ausgang
• Amplitude einstellbar für alle Stromquellen

• Kompatibel mit
  • LPC2103 (ARM7)
  • STM32F103 (Cortex M3)
  • Spartan3 Starter Kit

Laserdioden

• 20mW Rot : 90mA Diode Current
• 50mW Grün: 350mA Diode Current
• 450mW Blau: 600mA Diode Current

Rev 1.0

• 

  SMD version 1.0 oben

Spezifikation

• 24 V max AC/DC
• bis zu 500 - 600 mA pro Kanal TODO: messure
• bis zu 1.9W Verlustleistung pro Kanal
• bis zu 330Msps TODO: messure

• Einstellbarer Offset für alle Laserdioden
• 30bit - true 1G Farben (3 Laserdioden)

  Achtung: Gammakorrektur muss in Software geschehen - Wahrgenommer Kontrast des Auges ist viel geringer ! 6bit? pro Kanal -> 128k Farben ?

• mehr als 10MSPs
• Einstellbare Spannung an allen Dioden zur minimierung der Verlustleistung
• Einstellbarer Verstärkungsfaktor 1x-50x jede Ausgang
• Amplitude einstellbar für alle Stromquellen

Gemessen

• 150mA Amplitude
  • Slew Rate 6.5A/µs
  • output delay (rising Clock, dI/dt = 0) ~48ns
  • fall time 18.5 ns
  • max 13MSPs

Dimension

• 107mm x 80mm
• Double Layer, 0.3>mm drill, 0.15mm width

Bauteile

• Induktor:
  • L-PISM 68µ
  • L-PIS2816 680µ
  • L-PIS2816 22µ

• Spannungsregler:
  • LM2574HVM-5.0 (SIMPLE SWITCHER 5V 0.5A Step-Down Voltage Regulator)
  • LM2596TV (3.0A, 150Khz, Step-Down Switching Regulator)

• ELKO:
  • Elko SMD-Bauform, 105°C, low ESR 10µ
  • Elko SMD-Bauform, 105°C, low ESR 47µ
  • Elko SMD-Bauform, 105°C, low ESR 220µ

• Transistor:
  • NESG270034 (Stromspiegel)
  • MMDT3906VCDICT-ND (Bias)

• ADC:
  • ADV7123KSTZ50-ND (Triple Channel 10bit Parallel DAC 330Msps)

• Poti:
  • TRIMMER 100 OHM 0.125W SMD
  • TRIMMER 100K OHM 0.5W TH

• Gleichrichter:
  • DIODE SCHOTTKY 1A 60V MBS-1

Lieferanten

Digikey:

9	NESG270034-T1-AZCT-ND
1	LM2574HVM-5.0-ND
1	LM2596T-ADJ-ND
1	PCE4976CT-ND 10µ
3	PCE4951CT-ND 47µ
2	PCE5009CT-ND 220µ 
1      HS287-ND Heat Sink
1      MB16S-TPMSCT-ND Rectifier
5      277-1721-ND Connectors
1      B260-FDICT-ND DIODE 
1      MBRS360BT3GOSCT-ND DIODE
3      568-4117-1-ND Diode
3      ST32ETB101CT-ND Trimmer 100
5      MMDT3906-FDICT-ND PNP Dual
5      MMDT3904-FDICT-ND NPN Dual
3      490-2895-ND TRIMMER 100K
6      P160DACT-ND 160ohm
1      RR12P681DCT-ND 681ohm
1      RHRA-1.0-ND
1      RHRA-5.0-ND
1      805F2R0E-ND
3      WSCB-2.0CT-ND

Reichelt:

1      L-PISM 68µ
1      L-PIS2816 680µ
1      L-PIS2816 22µ 
10     X7R-G0805 100N
10     X7R-G0603 100N
1      WSL 40W
5      BL 1X20G7 2,54

Achtung: einige Bauteile fehlen !

Schaltplan

• 
• 

Verlustleistung

P(T1) = Uce * Ic = 1.8W max
Uce = Ub - (Uf(Ic) + Ic * 2)

Example:

Ub = 5V
Uf(100mA) = 2.5V
Ic = 100mA
P(T1) = Ic * (Ub - Uf(Ic) - Ic * 2)
      = Ic * Ub - Ic * Uf(Ic) - Ic^2 *2
      = 0.1A * 5V - 0.1A * 2.5V - 0.1A^2 * 2
      = 0.5W - 0.25W - 0.02W
      = 0.23W

Ub = 7V
Uf(100mA) = 2.5V
Ic = 100mA
P(T1) = Ic * (Ub - Uf(Ic) - Ic * 2)
      = Ic * Ub - Ic * Uf(Ic) - Ic^2 *2
      = 0.1A * 7V - 0.1A * 2.5V - 0.1A^2 * 2
      = 0.7W - 0.25W - 0.02W
      = 0.48W

Ub = 7V
Uf(500mA) = 2.8V
Ic = 500mA
P(T1) = Ic * (Ub - Uf(Ic) - Ic * 2)
      = Ic * Ub - Ic * Uf(Ic) - Ic^2 *2
      = 0.5A * 7V - 0.5A * 2.5V - 0.5A^2 * 2
      = 3.5W - 1.25W - 0.5W
      = 1.75W

Ub = 8V
Uf(500mA) = 2.1V
Ic = 500mA
P(T1) = Ic * (Ub - Uf(Ic) - Ic * 2)
      = Ic * Ub - Ic * Uf(Ic) - Ic^2 *2
      = 0.5A * 8V - 0.5A * 2.1V - 0.5A^2 * 2
      = 4W - 1.05W - 0.5W
      = 2.45W 
 2.45W > 1.8W : use resistor in series with Laserdiode to increase Uf(Ic) !!! 

Fehler

• NESG270034 nicht verwenden, Basis und Kollektor sind vertauscht !
• Mehr 0 Ohm Widerstände verwenden
• Pin-Leisten für MP2103-Stick haben falschen Abstand
• Elko 10µF überschneidet sich mit Kühlkörper
• Kühlkörper ist zu groß
• Strom nach Einschalten zu groß. falsch konfiguriert ? falsche pinouts ?
• A3 via ist teilweise mit Masse verbunden, freikratzen erforderlich

Rev 1.1

Spezifikation

• einstellbare Hardware Gammakorrektur pro Kanal
• Vin 28 V max AC/DC
• bis zu 1A pro Kanal TODO: messure
• bis zu 3.8W Verlustleistung pro Kanal
• bis zu 330Msps TODO: messure
• Einstellbarer Offset für alle Laserdioden
• 30bit - true 1G Farben (3 Laserdioden)
• Einstellbare Spannung über alle Kanäle zur Minimierung der Verlustleistung
• Einstellbarer Verstärkungsfaktor jede Ausgang TODO
• Amplitude einstellbar für alle Stromquellen TODO

Dimension

• 85mm x 80mm
• Double Layer, 0.3>mm drill, 0.15mm width

Bauteile

• Spule:

• Spannungsregler:
  • tps54332 Adj 3,5A
  • LM2675HV +5V 1A
  • LM2675HV -5V 1A

• ELKO:

• Transistor:
  • NESG270034 (Stromspiegel)

• ADC:
  • ADV7123KSTZ50-ND (Triple Channel 10bit Parallel DAC 330Msps)

• Stromversorgung:
  • HEBW 25 :: Hohlstecker-Einbaubuchse, gewinkelt, Lötfahnen

• OpAmp
  • LMH6733

Lieferanten

Digikey:

TODO

Reichelt:

TODO

Schaltpläne

TODO

Rev 1.2

Spezifikation

TODO

• VGA-Eingang - FPGA (Sauron)
• mehr als 10Mpixel/s

Dimension

TODO

Bauteile

• Spule:

• Spannungsregler:

• ELKO:

• Transistor:

• ADC:

• Stromversorgung:

• OpAmp:

Lieferanten

Digikey:

TODO

Reichelt:

TODO

Schaltpläne

TODO