Profesjonalne rozwiązania sterowników laserowych
Sterownik laserowy dla diod laserowych - Opis produktu
Sterownik laserowy LPLDD 5A PID
Jest totrzecia wersja profesjonalnego sterownika do diod laserowych z wbudowanym cyfrowym regulatorem temperatury wykorzystującym algorytm PID. Jego rozmiary pozwalają na montaż w niewielkich urządzeniach, takich jak kompaktowe projektory laserowe. Sterownik jest dostępny w dwóch wersjach. Jedna zawiera radiator, druga jest bez niego i jest dedykowana dla użytkowników, którzy chcieliby zastosować własny radiator lub płytkę optyczną. Celowo zrezygnowaliśmy ze złącza wtykowego zasilającego obwód, ponieważ doświadczenie pokazuje, że lutowanie przewodów jest jedynym pewnym sposobem uniknięcia problemów związanych z utlenianiem się styków i powstawaniem łuku elektrycznego, zwłaszcza gdy przez przewody może płynąć prąd o natężeniu 15 A.
Pomimo niewielkich rozmiarów sterownik jest w stanie współpracować z termoparami (modułami Peltiera) takimi jak 12706, 12708, 07113 i wieloma innymi, które pobierają prąd o natężeniu do 15 A. Pomimo dużego prądu, dzięki zastosowaniu PWM, sterownik nie nagrzewa się. Zastosowany algorytm PID uczy się zachowania układu, dzięki czemu szybciej reaguje na zmiany temperatury i zapewnia większą dokładność stabilizacji. Sterownik bez problemu obsługuje wszystkie diody laserowe o mocy do 5 W, a na życzenie klienta istnieje możliwość dostosowania sterownika do wersji 10 A. Oddzielne wejście napięcia zasilania diody laserowej oraz wejście TEC umożliwiają wybór dowolnych komponentów, z którymi może współpracować sterownik. Wejście analogowe pozwala na modulację prądu płynącego przez diodę z częstotliwością do 100 kHz. Dwa potencjometry służą do ustawiania wartości maksymalnego prądu diody i prądu biasu. Trzeci potencjometr odpowiada za ustawienie temperatury zadanej w zakresie od 0 do 40 stopni Celsjusza. Możliwość zasilania diod laserowych o dowolnej długości fali oraz sterowania modułami Peltiera o napięciu znamionowym od 3,3 do 16 V i prądzie do 15 A sprawia, że sterownik ten jest naprawdę wyjątkowy i niezwykle wszechstronny. 
Nowe funkcje
- Dodane złącza śrubowe (ARK) - mniejsze rozmiary ułatwiają łączenie przewodów
- Dodana zwora testowa - możliwość załączenia sterownika bez zewnętrznego sygnału analogowego
- Dodane wyjście monitora prądu - możliwość pomiaru prądu podczas pracy urządzenia
- Dodane diody sygnalizacyjne: dioda, TEC, ostrzegawcza
Dodane etykiety na płytce - bardziej intuicyjne i łatwiejsze do ustawienia
Dane techniczne
| Maksymalny prąd TEC | 15 A |
| Napięcie zasilania TEC | 3.3 - 16 V |
| Maksymalny prąd diody | 5 A |
| Prąd ustawiony domyślnie | ~2000 mA |
| Napięcie zasilania diody laserowej | 7 - 16 V |
| Napięcie modulacji (analogowe) | 0 - 5 V |
| Maksymalna częstotliwość modulacji | 100 kHz |
| Monitor prądu | 100 m V / 1 A |
| Miękki start | TAK - 2000 ms |
| Czujnik temperatury | Termistor 10 k NTC |
| Dokładność stabilizacji temperatury | +-0.1*C |
| Wskaźnik TEC | TAK - niebieska dioda LED |
| Wskaźnik diody laserowej | TAK - czerwona dioda LED |
| Zabezpieczenie przed nadmierną temperaturą | TAK >50*C |
| Wymiary płytki | 68 mm x 45 mm |
| Rozstaw otworów montażowych | 40 mm x 50 mm |
| Typ tranzystora | N-MOSFET |
| Maksymalna ilość wydzielanego ciepła | 40 W |
Jak podłączyć sterownik lasera LPLDD 5A PID?
Podłączenie "zworki testowej" pozwala na włączanie sterownika bez zewnętrznego sygnału analogowego.
Gdy zwora offsetowa nie jest podłączona, trymer offsetowy nie działa.
Trymer temperatury umożliwia ustawienie punktu pracy TEC w zakresie 0-40 stopni Celsjusza.
Jak zasilić sterownik PID LPLDD 5A?
Dzięki podwójnej linii zasilającej sterownik możliwe jest zasilanie sterownika na różne sposoby. W celu zasilania część logiczna linii diodowej sterownika musi być zawsze podłączona do odpowiedniego napięcia 7 - 16 V. Część TEC nie może pracować samodzielnie.
- Sterownik diody laserowej z pojedynczym zasilaczem
Jeśli sterownik jest używany bez TEC, można zastosować pojedynczy zasilacz 7-16 V. Modulacja analogowa powinna wynosić 0-5 V.
- Sterownik diody laserowej z TEC i dwoma zasilaczami.
Jeśli sterownik pracuje z TEC, można użyć podwójnego zasilacza. Jeden dla diody laserowej powinien mieć napięcie 7-16 V, a drugi dla TEC 3,3-16 V. Modulacja analogowa powinna wynosić 0-5 V.
- Sterownik diody laserowej z TEC i pojedynczym zasilaczem.
Jeśli użyty jest zasilacz 7-16 V, może on zasilać zarówno diodę laserową, jak i TEC. Modulacja analogowa powinna wynosić 0-5 V.
Podłączanie TEC do sterownika
Jeśli TEC zostanie podłączony zgodnie z poniższym rysunkiem, strona z etykietą będzie zimna podczas pracy sterownika. Jeśli podłączy się przewody w odwrotnej kolejności, strona bez etykiety będzie zimna.
Sprawdzanie prądu ustawionego na sterowniku
Sterownik jest wyposażony w monitor prądu. Bezpieczny test prądu można przeprowadzić bez użycia diody laserowej. Zamiast diody laserowej należy użyć rezystora obciążenia testowego (0,5-1 Ω 5 W) z diodą krzemową, a następnie sprawdzić/ustawić prąd za pomocą monitora prądu. Regulacja prądu za pomocą "trymera prądu". Każde 100 mV zmierzone woltomierzem/oscilloskopem oznacza, że przez diodę laserową przepływa prąd 1A.
Możliwe jest również sprawdzenie/ustawienie prądu za pomocą diody laserowej. W takiej sytuacji pomiar jest taki sam jak poprzednio.
Zalecamy sprawdzanie/ustawianie prądu za pomocą rezystora obciążenia testowego, ponieważ jest to znacznie bezpieczniejsze i nie uszkodzi diody laserowej.
Zalecenia i wymagania
Minimalne napięcie wejściowe diody powinno być większe lub równe 7V, w innych sytuacjach jest ono określone wzorem:
Vin = 0,4* I + Vd + 0,6 V
Vin - napięcie wejściowe
Vd - napięcie robocze diody
I - pożądany prąd maksymalny
Przy stosowaniu diod podczerwieni o dużej mocy należy zastosować większy radiator. Należy pamiętać, że przy zastosowaniu diody 2 V o prądzie 5 A wraz z zasilaczem 12 V wytwarza się bardzo dużo ciepła (5 A * (12 V - 2 V)) = 50 W ciepła. Dlatego do tego rodzaju pracy należy stosować zasilanie 7,5 V.
Wejście modulacyjne może być używane jako wejście TTL z poziomami logicznymi 0 V i 5 V lub jako wejście analogowe. Modulacja analogowa oznacza, że przy użyciu napięcia 2,5 V na wejściu ANG uzyskuje się 50% mocy wyjściowej, analogicznie przy użyciu napięcia 4 V uzyskuje się 80% mocy wyjściowej itd.
Należy bardzo uważać, aby nie spowodować zwarcia między + (VCC) zasilacza i - (GND) wejścia analogowego, ponieważ cienka ścieżka analogowa GND może zostać nieodwracalnie uszkodzona.
MOSFET/MOSFET-y muszą być odizolowane od radiatora/płyty za pomocą podkładki silikonowej oraz plastikowej tulei. Zwarcie między MOSFET-em a radiatorem/płytką może spowodować uszkodzenie sterownika i być niebezpieczne dla diody laserowej.
Zaleca się stosowanie kabli zasilających o przekroju co najmniej 0,5 mm2.
Ochrona
Obwód odpowiedzialny za zasilanie diody laserowej jest zabezpieczony przed odwrotną polaryzacją. Wysokoprądowa dioda Schottky'ego o bardzo niskim napięciu wyjściowym zabezpiecza diodę laserową przed podłączeniem odwrotnego napięcia, co ma na celu ochronę często najdroższej części całego urządzenia - diody laserowej. Z kolei niskie napięcie zasilania nie powoduje nadmiernych strat ciepła podczas normalnej pracy.
Wejście analogowe jest chronione przez diodę Zenera 5V1 w przypadku pojawienia się napięcia wyższego niż 5 V. Mimo wszystko wejście to nie powinno być używane z wyższymi napięciami.
Nad prawidłowym działaniem całego systemu czuwa mikrokontroler.
Na początku mikrokontroler sprawdza połączenie z termistorem. Jeśli termistor nie jest używany, miga dioda LED OSTRZEŻENIE, ale sterownik nadal działa. Jeśli połączenie z termistorem zostanie utracone podczas normalnej pracy, mikrokontroler wyłącza obwód zasilania diody laserowej i nie pozwala na jej dalsze ładowanie. Wyłącza również diodę LED DIODE i włącza diodę LED WARNING. Wyłączona zostaje również linia TEC. Taka sama sytuacja ma miejsce, gdy termistor osiągnie temperaturę powyżej 50 stopni Celsjusza.
Sterownik jest wyposażony w dwusekundowy układ miękkiego startu, który ma za zadanie chronić diodę laserową przed skutkami włączenia.
