Profesjonalne sterowniki laserowe
Sterownik lasera 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 rozmiar pozwala na montaż w niewielkich urządzeniach, takich jak kompaktowe projektory laserowe. Sterownik dostępny jest w dwóch wersjach. Jedna zawiera radiator, druga jest go pozbawiona i dedykowana jest użytkownikom, którzy chcieliby wykorzystać własny radiator lub płytkę optyczną. Celowo zrezygnowaliśmy ze złącza wtykowego zasilającego układ, ponieważ z doświadczenia wiemy, że lutowanie przewodów jest jedynym pewnym sposobem na uniknięcie problemów związanych z utlenianiem się styków i wyładowaniami łukowymi, szczególnie 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 do 15 A prądu. 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 z łatwością obsługuje wszystkie diody laserowe o mocy do 5 W, a na życzenie klienta możliwe jest dostosowanie sterownika do wersji 10 A. Oddzielne wejście napięcia zasilania diody laserowej i wejście TEC umożliwiają wybór dowolnych komponentów, z którymi sterownik może współpracować. 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 polaryzacji. 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 czyni ten sterownik naprawdę wyjątkowym i niezwykle wszechstronnym. 
Nowe funkcje
- Dodano złącza śrubowe (ARK) - mniejszy rozmiar ułatwia podłączenie przewodów
- Dodano zworkę testową - możliwość włączenia sterownika bez zewnętrznego sygnału analogowego
- Dodano wyjście monitora prądu - możliwość pomiaru prądu podczas pracy urządzenia
- Dodano diody sygnalizacyjne: dioda, TEC, ostrzegawcza
Dodano 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 przegrzaniem | TAK >50*C |
| Wymiary płytki | 68 mm x 45 mm |
| Rozstaw otworów montażowych | 40 mm x 50 mm |
| Typ tranzystora | N-MOSFET |
| Maksymalne rozpraszane ciepło | 40 W |
Jak podłączyć sterownik laserowy LPLDD 5A PID
Podłączenie "zworki testowej" umożliwia włączenie sterownika bez zewnętrznego sygnału analogowego.
Gdy zworka Offset nie jest podłączona, trymer Offset nie działa.
Trymer temperatury umożliwia ustawienie punktu pracy TEC w zakresie 0-40 stopni Celsjusza.
Jak zasilić sterownik PID LPLDD 5A?
Dzięki podwójnej linii zasilania sterownika możliwe jest zasilanie sterownika na różne sposoby. W celu zasilania, część logiczna linii diodowej drivera musi być zawsze podłączona do odpowiedniego napięcia 7 - 16 V. Część TEC nie może pracować samodzielnie.
- Driver diod laserowych z pojedynczym zasilaczem
Jeśli driver jest używany bez TEC, można użyć pojedynczego zasilacza 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 wynosić 7-16 V, a drugi dla TEC powinien wynosić 3,3-16 V. Modulacja analogowa powinna wynosić 0-5 V.
- Sterownik diody laserowej z TEC i pojedynczym zasilaczem.
Jeśli używany 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 kable zostaną podłączone w odwrotnej kolejności, strona bez etykiety będzie zimna.
Sprawdzanie prądu ustawionego na sterowniku
Sterownik jest wyposażony w monitor prądu. Bezpieczny test natężenia 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. Reguluj prąd za pomocą "trymera prądu". Każde 100 mV zmierzone za pomocą woltomierza/oscyloskopu oznacza, że przez diodę laserową przepływa prąd o natężeniu 1 A.
Możliwe jest również sprawdzenie/ustawienie prądu za pomocą diody laserowej. W takiej sytuacji pomiar jest taki sam jak poprzednio.
Zalecamy sprawdzenie/ustawienie 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 wyższe lub równe 7V, w innych sytuacjach jest ono określone wzorem:
Vin = 0,4* I + Vd + 0,6 V
Vin - napięcie wejściowe
Vd - napięcie pracy diody
I - pożądany prąd maksymalny
W przypadku stosowania diod podczerwieni o dużej mocy należy użyć większego radiatora. Należy pamiętać, że użycie diody 2 V o prądzie 5 A wraz z zasilaczem 12 V wytwarza dużo ciepła (5 A * (12 V - 2 V)) = 50 W ciepła. Dlatego do tego typu operacji należy stosować zasilanie 7,5 V.
Wejście modulacji może być używane jako wejście TTL z poziomami logicznymi 0 V i 5 V lub jako wejście analogowe. Modulacja analogowa oznacza, że używając 2,5 V na wejściu ANG uzyskuje się 50% mocy wyjściowej, analogicznie używając 4 V uzyskuje się 80% mocy wyjściowej itd.
Należy bardzo uważać, aby nie spowodować zwarcia między + (VCC) zasilania i - (GND) wejścia analogowego, ponieważ cienka ścieżka analogowa GND może zostać nieodwracalnie uszkodzona.
MOSFET/MOSFETY muszą być odizolowane od radiatora/płyty za pomocą silikonowej podkładki oraz plastikowej tulei. Zwarcie między MOSFET a radiatorem/płytką może uszkodzić sterownik i może być niebezpieczne dla diody laserowej.
Zalecamy 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 ekstremalnie niskim napięciu przewodzenia zabezpiecza diodę laserową przed podłączeniem napięcia wstecznego w celu ochrony często najdroższej części całego urządzenia - diody laserowej. Z kolei niskie napięcie przewodzenia nie powoduje nadmiernych strat ciepła podczas normalnej pracy.
Wejście analogowe zabezpieczone jest diodą Zenera 5V1 na wypadek pojawienia się napięcia wyższego niż 5V. Mimo wszystko wejście to nie powinno być wykorzystywane przy wyższych napięciach.
Nad prawidłowym działaniem całego systemu czuwa mikrokontroler.
Na początku mikrokontroler sprawdza połączenie z termistorem. W przypadku braku termistora miga dioda WARNING, 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 obciążenie. Wyłącza również diodę LED DIODE i włącza diodę LED WARNING. Wyłączana jest również linia TEC. Taka sama sytuacja ma miejsce, gdy termistor osiągnie temperaturę powyżej 50 stopni Celsjusza.
Sterownik jest wyposażony w dwusekundowy miękki start zaprojektowany w celu ochrony diody laserowej przed efektami włączenia.
