Laserprojector/lasercurrentsourcev2: Unterschied zwischen den Versionen

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{{ProjektInfoBox
 
{{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
 
|author      = siro
 
|username    = 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    =  
 
|platform    =  
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}}
 
}}
  
== 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 ==
 
== Konzept ==
  
Zusätzlich zur blauen Farbe soll dieser Projektor alle Farben darstellen können.
+
3 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
 
*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
 
*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:
 
*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:
 +
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 ===
 +
<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:
 
*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:
 
*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:
 
*Stromversorgung:
 
**HEBW 25 :: Hohlstecker-Einbaubuchse, gewinkelt, Lötfahnen
 
**HEBW 25 :: Hohlstecker-Einbaubuchse, gewinkelt, Lötfahnen
** LM 334 TO92
+
 
 +
 
 +
*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'''

Aktuelle Version vom 15. März 2012, 23:07 Uhr

     
lasercurrentsourcev2

Release status: stable [box doku]

LasersupplySMDv1.0 top.jpg
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]

3 Kanal digital einstellbare Hochfrequenz-Laserstromquelle.

Anforderungen[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

Laserdioden[Bearbeiten]

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

Rev 1.0[Bearbeiten]

Spezifikation[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]

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


Dimension[Bearbeiten]

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

Bauteile[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]

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]

Verlustleistung[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]

  • 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]

Spezifikation[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]

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

Bauteile[Bearbeiten]

  • Spule:
  • ELKO:
  • Transistor:
    • NESG270034 (Stromspiegel)
  • ADC:
    • ADV7123KSTZ50-ND (Triple Channel 10bit Parallel DAC 330Msps)
  • Stromversorgung:
    • HEBW 25 :: Hohlstecker-Einbaubuchse, gewinkelt, Lötfahnen


Lieferanten[Bearbeiten]

Digikey:

TODO

Reichelt:

TODO

Schaltpläne[Bearbeiten]

TODO

Rev 1.2[Bearbeiten]

Spezifikation[Bearbeiten]

TODO

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

Dimension[Bearbeiten]

TODO

Bauteile[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]

Digikey:

TODO

Reichelt:

TODO

Schaltpläne[Bearbeiten]

TODO