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))

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