Laserprojector/lasercurrentsourcev2: Unterschied zwischen den Versionen

Aktuelle Version vom 15. März 2012, 22:07 Uhr

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[Bearbeiten | Quelltext bearbeiten]

3 Kanal digital einstellbare Hochfrequenz-Laserstromquelle.

Anforderungen[Bearbeiten | Quelltext bearbeiten]

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

Laserdioden[Bearbeiten | Quelltext bearbeiten]

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

Rev 1.0[Bearbeiten | Quelltext bearbeiten]

SMD version 1.0 oben

Spezifikation[Bearbeiten | Quelltext bearbeiten]

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[Bearbeiten | Quelltext bearbeiten]

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

Dimension[Bearbeiten | Quelltext bearbeiten]

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

Bauteile[Bearbeiten | Quelltext bearbeiten]

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[Bearbeiten | Quelltext bearbeiten]

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[Bearbeiten | Quelltext bearbeiten]

Verlustleistung[Bearbeiten | Quelltext bearbeiten]

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[Bearbeiten | Quelltext bearbeiten]

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[Bearbeiten | Quelltext bearbeiten]

Spezifikation[Bearbeiten | Quelltext bearbeiten]

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[Bearbeiten | Quelltext bearbeiten]

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

Bauteile[Bearbeiten | Quelltext bearbeiten]

Spule:

Spannungsregler:

ELKO:

Transistor:
- NESG270034 (Stromspiegel)

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

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

OpAmp
- LMH6733

Lieferanten[Bearbeiten | Quelltext bearbeiten]

Digikey:

TODO

Reichelt:

TODO

Schaltpläne[Bearbeiten | Quelltext bearbeiten]

TODO

Rev 1.2[Bearbeiten | Quelltext bearbeiten]

Spezifikation[Bearbeiten | Quelltext bearbeiten]

TODO

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

Dimension[Bearbeiten | Quelltext bearbeiten]

TODO

Bauteile[Bearbeiten | Quelltext bearbeiten]

Spule:

Spannungsregler:

ELKO:

Transistor:

http://search.digikey.com/us/en/products/MAX2602ESA%2B/MAX2602ESA%2B-ND/1937618 http://search.digikey.com/us/en/products/STD70N03L/497-6188-1-ND/1654102

ADC:

Stromversorgung:

OpAmp:

Lieferanten[Bearbeiten | Quelltext bearbeiten]

Digikey:

TODO

Reichelt:

TODO

Schaltpläne[Bearbeiten | Quelltext bearbeiten]

TODO

@@ Zeile 1: / Zeile 1: @@
 {{ProjektInfoBox
-|name        = laserprojectorv2
+|name        = lasercurrentsourcev2
-|status      = experimental
+|status      = stable
-|image       = laser.jpg
+|image       = LasersupplySMDv1.0 top.jpg
-|description = Projektor der 2 sich drehende Spiegel zur Ablenkung eines modulierten Laserstrahls nutzt
+|description = 3Kanal Stromquelle
 |author      = siro
 |username    = siro
-|version     = -<br>
+|version     = Rev1.0
-|update      = '''[[Benutzer:Siro|Siro]] 17:27, 18. Jan. 2011 (CET)'''
+|update      = '''[[Benutzer:Siro|Siro]], 16. Oct. 2011 (CET)'''
 |platform    =
@@ Zeile 14: / Zeile 14: @@
 }}
-== Laser Projector v2==
+english version can be found here [[Laserprojector/lasercurrentsourcev2_en]]<br><br>
+Diese Seite beschäftigt sich mit der 2ten Version des Lasertreibers vom [[laserprojector]]<br>
+'''Bei Fragen und Anregungen schreibt mir eine email !'''
-Diese Seite beschäftigt sich mit der 2ten Version des Laserprojektors, sollte Version 1.0 funktionieren.
-'''Es werden noch Mitstreiter gesucht !'''
 == Konzept ==
-Zusätzlich zur blauen Farbe soll dieser Projektor alle Farben darstellen können.
+Kanal digital einstellbare Hochfrequenz-Laserstromquelle.
-Es werden ein '''blauer''', '''roter''' und '''grüner''' Laser benötigt. Außerdem wird ein schnellerer Asyncronmotor benötigt ( >400 U/s) und ein größeres Spiegelrad (Durchmesser > 10cm).
-Die Ansteuerung sollte einfacher und kostengünstiger sein.
-'''Anforderungen'''
+== Anforderungen ==
 *Einstellbarer Offset für alle Laserdioden
-*Hardware Gammakorrektur
+*30bit - true 1G Farben (3 Laserdioden)
-*VGA-Eingang - FPGA (Sauron)
+*Hardware Gammakorrektur (Rev1.1?)
+*VGA-Eingang mit FPGA (Sauron) (Rev1.1?)
 *mehr als 10Mpixel/s
-*16M Farben (3 Laserdioden)
+*Einstellbare Spannung an allen Dioden zur minimierung der Verlustleistung
-*Servos für Bildjustierung
+*Einstellbarer Verstärkungsfaktor 1x-50x jede Ausgang
+*Amplitude einstellbar für alle Stromquellen
+*Kompatibel mit
+**[https://www.mikrocontroller.net/articles/MP2103-Stick:_Ein_Mini-Mikrocontroller-Board_mit_USB_und_bis_zu_4MB_Datenspeicher LPC2103 (ARM7)]
+**[https://www.mikrocontroller.net/articles/MP32F103-Stick:_Ein_Mini-Mikrocontroller-Board_mit_USB_und_bis_zu_4MB_Datenspeicher STM32F103 (Cortex M3)]
+**[http://www.xilinx.com/products/boards-and-kits/HW-SPAR3-SK-UNI-G.htm Spartan3 Starter Kit]
+== Laserdioden ==
+*20mW Rot : 90mA Diode Current
+*50mW Grün: 350mA Diode Current
+*450mW Blau: 600mA Diode Current
+== Rev 1.0 ==
+<gallery>
+ Datei:LasersupplySMDv1.0 top.jpg| SMD version 1.0 oben
+</gallery>
+=== 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) <p style="color:red"><b>Achtung: Gammakorrektur muss in Software geschehen - Wahrgenommer Kontrast des Auges ist viel geringer ! 6bit? pro Kanal -> 128k Farben ?</b></p>
+*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
-'''Bauteile'''
 *Spannungsregler:
-**TPS6735 (FIXED NEGATIVE 5ĆV 200ĆmA INVERTING DC/DC CONVERTER)
+**LM2574HVM-5.0 (SIMPLE SWITCHER 5V 0.5A Step-Down Voltage Regulator)
-**LM2574/LM2574HV (SIMPLE SWITCHERTM 0.5A Step-Down Voltage Regulator)
+**LM2596TV (3.0A, 150Khz, Step-Down Switching Regulator)
-*OpAmp:
-**LMH6703
+*ELKO:
-**LMH6733
+**Elko SMD-Bauform, 105°C, low ESR 10µ
-**Als Lasertreiber:
+**Elko SMD-Bauform, 105°C, low ESR 47µ
-*** OPA2677
+**Elko SMD-Bauform, 105°C, low ESR 220µ
-*** TS617IDT
+*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:
+	NESG270034-T1-AZCT-ND
+	LM2574HVM-5.0-ND
+	LM2596T-ADJ-ND
+	PCE4976CT-ND 10µ
+	PCE4951CT-ND 47µ
+	PCE5009CT-ND 220µ
+      HS287-ND Heat Sink
+      MB16S-TPMSCT-ND Rectifier
+      277-1721-ND Connectors
+      B260-FDICT-ND DIODE
+      MBRS360BT3GOSCT-ND DIODE
+      568-4117-1-ND Diode
+      ST32ETB101CT-ND Trimmer 100
+      MMDT3906-FDICT-ND PNP Dual
+      MMDT3904-FDICT-ND NPN Dual
+      490-2895-ND TRIMMER 100K
+      P160DACT-ND 160ohm
+      RR12P681DCT-ND 681ohm
+      RHRA-1.0-ND
+      RHRA-5.0-ND
+      805F2R0E-ND
+      WSCB-2.0CT-ND
+Reichelt:
+      L-PISM 68µ
+      L-PIS2816 680µ
+      L-PIS2816 22µ
+     X7R-G0805 100N
+     X7R-G0603 100N
+      WSL 40W
+      BL 1X20G7 2,54
+Achtung: einige Bauteile fehlen !
+=== Schaltplan ===
+<gallery>
+ Datei:Lasersupply smd190811.png
+ Datei:Lasersupply smdpcb190811.png
+</gallery>
+=== 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:
+**[http://www.ti.com/lit/ds/symlink/tps54332.pdf tps54332 Adj 3,5A]
+**[http://www.national.com/pf/LM/LM2675.html#Overview LM2675HV +5V 1A ]
+**[http://www.national.com/pf/LM/LM2675.html#Overview LM2675HV -5V 1A ]
+*ELKO:
 *Transistor:
-**FZT653 (Offset)
+** NESG270034 (Stromspiegel)
-**BDP 948 SMD (Offset)
-**ZDT649 DUAL NPN transistors
-**2SC4200/2SC3595 -- no supplier ?
-**switching: MCH6102,MCH6202 (Digikey: 869-1176-1-ND)
 *ADC:
-**ADV7123KSTZ50-ND
+** ADV7123KSTZ50-ND (Triple Channel 10bit Parallel DAC 330Msps)
-*Laserdiode:
-**Blue:
-**Red:
-**Green:
-*Relais:
-**HJR-4102-L 5V :: DIL-Miniaturrelais HJR-4102 5V, 1 Wechsler 5A
 *Stromversorgung:
 **HEBW 25 :: Hohlstecker-Einbaubuchse, gewinkelt, Lötfahnen
-** LT3092
+*OpAmp
+**[http://search.digikey.com/us/en/products/LMH6733MQ%2FNOPB/LMH6733MQ-ND/1576993 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:
+http://search.digikey.com/us/en/products/MAX2602ESA%2B/MAX2602ESA%2B-ND/1937618
+http://search.digikey.com/us/en/products/STD70N03L/497-6188-1-ND/1654102
+*ADC:
+*Stromversorgung:
+*OpAmp:
+=== Lieferanten ===
+Digikey:
+ '''TODO'''
+Reichelt:
+ '''TODO'''
+=== Schaltpläne ===
+ '''TODO'''