Laserprojector/lasercurrentsourcev2

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lasercurrentsourcev2

Release status: stable [box doku]

LasersupplySMDv1.0 top.jpg
Description 3Kanal Stromquelle
Author(s)  siro
Last Version  Rev1.0 (Siro, 16. Oct. 2011 (CET))
Das Datum „Siro, 16. Oct. 2011 (CET)“ wurde nicht verstanden.

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