Laserprojector/lasercurrentsourcev2: Unterschied zwischen den Versionen

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K (diode current)
 
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{{ProjektInfoBox
 
{{ProjektInfoBox
|name        = laserprojectorv2
+
|name        = lasercurrentsourcev2
|status      = experimental
+
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Diese Seite beschäftigt sich mit der 2ten Version des Lasertreibers vom [[laserprojector]].<br>
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english version can be found here [[Laserprojector/lasercurrentsourcev2_en]]<br><br>
'''Es werden noch Mitstreiter gesucht !'''
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Diese Seite beschäftigt sich mit der 2ten Version des Lasertreibers vom [[laserprojector]]<br>
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'''Bei Fragen und Anregungen schreibt mir eine email !'''
  
 
== 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
 
*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/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)]
 
**[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-SPAR3A-SK-UNI-G.htm Spartan3 Starter Kit]
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**[http://www.xilinx.com/products/boards-and-kits/HW-SPAR3-SK-UNI-G.htm Spartan3 Starter Kit]
  
 
== Laserdioden ==
 
== Laserdioden ==
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== Rev 1.0 ==
 
== Rev 1.0 ==
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<gallery>
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Datei:LasersupplySMDv1.0 top.jpg| SMD version 1.0 oben
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</gallery>
  
=== Specification ===
+
=== Spezifikation ===
  
 
*24 V max AC/DC
 
*24 V max AC/DC
*up to 500 - 600 mA per channel '''TODO: messure'''
+
*bis zu 500 - 600 mA pro Kanal '''TODO: messure'''
*up to 1.9W power draw per channel
+
*bis zu 1.9W Verlustleistung pro Kanal
*up to 330Mhz '''TODO: messure'''
+
*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>
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*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 ===
 
=== Dimension ===
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=== Bauteile ===
 
=== Bauteile ===
 
*Induktor:  
 
*Induktor:  
**L-PISR 68µ
+
**L-PISM 68µ
 
**L-PIS2816 680µ
 
**L-PIS2816 680µ
 
**L-PIS2816 22µ  
 
**L-PIS2816 22µ  
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**DIODE SCHOTTKY 1A 60V MBS-1
 
**DIODE SCHOTTKY 1A 60V MBS-1
  
=== Supplier ===
+
=== Lieferanten ===
 
Digikey:
 
Digikey:
  10 NESG270034-T1-AZCT-ND
+
  9 NESG270034-T1-AZCT-ND
 
  1 LM2574HVM-5.0-ND
 
  1 LM2574HVM-5.0-ND
 
  1 LM2596T-ADJ-ND
 
  1 LM2596T-ADJ-ND
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  1      HS287-ND Heat Sink
 
  1      HS287-ND Heat Sink
 
  1      MB16S-TPMSCT-ND Rectifier
 
  1      MB16S-TPMSCT-ND Rectifier
  10    277-1721-ND Connectors
+
  5      277-1721-ND Connectors
 
  1      B260-FDICT-ND DIODE  
 
  1      B260-FDICT-ND DIODE  
 
  1      MBRS360BT3GOSCT-ND DIODE
 
  1      MBRS360BT3GOSCT-ND DIODE
  10     568-4117-1-ND Diode
+
  3     568-4117-1-ND Diode
 
  3      ST32ETB101CT-ND Trimmer 100
 
  3      ST32ETB101CT-ND Trimmer 100
 
  5      MMDT3906-FDICT-ND PNP Dual
 
  5      MMDT3906-FDICT-ND PNP Dual
 
  5      MMDT3904-FDICT-ND NPN Dual
 
  5      MMDT3904-FDICT-ND NPN Dual
  10    490-2895-ND TRIMMER 100K
+
  3      490-2895-ND TRIMMER 100K
  10    P160DACT-ND 160ohm
+
  6      P160DACT-ND 160ohm
  1x 10  RR12P681DCT-ND 681ohm
+
  1      RR12P681DCT-ND 681ohm
 
+
1      RHRA-1.0-ND
 +
1      RHRA-5.0-ND
 +
1      805F2R0E-ND
 +
3      WSCB-2.0CT-ND
 
Reichelt:
 
Reichelt:
  1      L-PISR 68µ
+
  1      L-PISM 68µ
 
  1      L-PIS2816 680µ
 
  1      L-PIS2816 680µ
 
  1      L-PIS2816 22µ  
 
  1      L-PIS2816 22µ  
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  5      BL 1X20G7 2,54
 
  5      BL 1X20G7 2,54
  
=== Schematics ===
+
Achtung: einige Bauteile fehlen !
 +
 
 +
=== Schaltplan ===
 
<gallery>
 
<gallery>
 
  Datei:Lasersupply smd190811.png
 
  Datei:Lasersupply smd190811.png
 
  Datei:Lasersupply smdpcb190811.png
 
  Datei:Lasersupply smdpcb190811.png
 
</gallery>
 
</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 ==
 
== Rev 1.1 ==
  
=== Specification ===
+
=== Spezifikation ===
  
'''TODO'''
+
*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 ===
 
=== Dimension ===
  
*100mm x 80mm
+
*85mm x 80mm
*Double Layer, 0.3>mm drill, 0.15mm width
+
*Double Layer, 0.3>mm drill, 0.15mm width  
  
 
=== Bauteile ===
 
=== Bauteile ===
*Induktor:  
+
*Spule:  
  
*Spannungsregler:
+
*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:
 
*ELKO:
  
 
*Transistor:
 
*Transistor:
 +
** NESG270034 (Stromspiegel)
  
 
*ADC:
 
*ADC:
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**HEBW 25 :: Hohlstecker-Einbaubuchse, gewinkelt, Lötfahnen
 
**HEBW 25 :: Hohlstecker-Einbaubuchse, gewinkelt, Lötfahnen
  
=== Supplier ===
+
 
 +
*OpAmp
 +
**[http://search.digikey.com/us/en/products/LMH6733MQ%2FNOPB/LMH6733MQ-ND/1576993 LMH6733]
 +
 
 +
=== Lieferanten ===
 
Digikey:
 
Digikey:
 
  '''TODO'''
 
  '''TODO'''
Zeile 153: Zeile 250:
 
  '''TODO'''
 
  '''TODO'''
  
=== Schematics ===
+
=== 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