Драйвер для лазерного диода своими руками

2 Схемы

Принципиальные электросхемы, подключение устройств и распиновка разъёмов

Драйвер для лазерного диода — схема подключения лазера

Пишущих DVD приводов, несмотря на тотальное засилие флешек, осталось ещё очень много. Валяются многие из них нерабочие — выкидывать жалко, а куда применить непонятно… Ну хотя бы сделать самодельный 1 ваттный лазер, с помощью которого можно поджигать спички ничуть не хуже чем с помощью дорогих с Алиэкспресса. Но просто так к батарейке лазерный диод не подключить — нужен драйвер (формирователь правильного напряжения).

Схема драйвера питания лазера

Управляемую напряжением цепь источника тока можно использовать для того чтобы управлять постоянным его течением через лазерный диод. Этот простой линейный драйвер обеспечивает более чистое питание лазерного диода, чем классический PWM (ШИМ).

Параметры устройства

• Питание элемента — 3,3 В постоянного тока
• Ток нагрузки до 300 мА (при изменении схемы до 1 А)
• Плавная регулировка мощности лазера с помощью переменника

Ток лазерного диода приводит к дифференциально измеряемому падению напряжения через резистор шунта (RSHUNT), включенного последовательно с лазерным диодом. Прохождение выхода проконтролировано вводом напряжения (VIN) который приходит от регулятора Pr1 уравновешивая его.

При необходимости, ток выхода можно поднять в несколько раз изменив транзистор на более мощный (снабдив теплоотводом) и понизив сопротивление резистора шунта. Скачать рисунок платы можно по ссылке.

Предупреждаем: если вы по своей глупости выжгете глаза — мы не виноваты!

Источник

Digitrode

цифровая электроника вычислительная техника встраиваемые системы

Драйвер лазерного светодиода своими руками

По сравнению со светом обычных светодиодов лазерный свет имеет высокую концентрацию, он имеет более узкий угол обзора. Для подключения лазерного диода к электронной цепи понадобится специальная схема, называемая драйвером лазерного диода. В данном материале будет показано, как самостоятельно собрать простой драйвер лазерного диода на основе LM317.

Драйвер лазерного диода – это схема, которая используется для ограничения тока и затем подачи его на лазерный диод, чтобы он работал должным образом. Если мы напрямую подключим его к источнику питания, из-за потребности в большем токе он может не заработать или даже привести к некоторым повреждениям цепи.

Если ток будет небольшим, лазерный светодиод не будет работать из-за отсутствия достаточной мощности для включения. Таким образом, необходима схема драйвера для обеспечения правильного значения тока, при котором лазерный диод перейдет в рабочее состояние. Простому светодиоду нужен только резистор для ограничения тока, но в случае с лазерным диодом нам нужна правильная схема для ограничения и регулирования тока. Для регулирования мощности в цепи драйвера лазерного диода можно использовать LM317.

Трехвыводная микросхема LM317 представляет собой стабилизатор напряжения. На своем выходе он может выдавать от 1.25 до 37 вольт. Внешний вид LM317 с подписанными выводами представлен на изображении ниже.

LM317 является регулируемым стабилизатором, иными словами можно изменять значение напряжения на выходе в зависимости от потребностей, используя два внешних резистора, подключенных к линии регулировки (Adjust). Эти два резистора работают как цепь делителя напряжения, используемая для увеличения или уменьшения выходного напряжения. LM317 обеспечивает ограничение тока и защиту от тепловой перегрузки.

Схема драйвера лазерного диода на основе стабилизатора напряжения LM317 показана на рисунке ниже.

Ее довольно быстро можно собрать на макетной плате.

Работает схема следующим образом. Когда батарея начинает подавать напряжение, оно сначала протекает через керамический конденсатор (0.1 мкФ). Этот конденсатор используется для фильтрации высокочастотного шума от нашего источника постоянного тока и обеспечивает входной сигнал для LM317. Потенциометр (10 КОм) и резистор (330 Ом), подключенные к линии регулировки, используются в качестве схемы ограничения напряжения. Выходное напряжение полностью зависит от значения этого резистора и потенциометра. Выходное напряжение стабилизатора попадает на фильтр второго конденсатора (1 мкФ). Этот конденсатор ведет себя как балансировщик мощности для фильтрации флуктуирующих сигналов. В итоге можно регулировать интенсивность лазерного излучения, вращая ручку потенциометра.

Источник

Digitrode

цифровая электроника вычислительная техника встраиваемые системы

Как самому собрать настраиваемый драйвер лазерного диода или светодиода

Многие лазерные диоды, которые поставляются из Китая не имеют схемы защиты или драйвера. Эти диоды поставляются с простым последовательным резистором для контроля тока, что не является хорошей идеей и не является стабильным решением. Лазерные диоды должны иметь какую-то цепь постоянного тока в качестве основной защиты.

Как вариант, можно собрать свой драйвер лазерного диода, который обеспечивает очень точный контроль тока. Приведенный в данном материале модуль драйвера лазерного диода представляет собой отличный инструмент для управления недорогими лазерными диодами с превосходной точностью.

Приведенная схема драйвера лазерного диода может управлять диодом от 0 мА до 115 мА, обычно дешевые диоды требуют тока около 30 мА. В проекте есть встроенный многооборотный потенциометр для настройки выходного тока с большой точностью. Рекомендуется установить потенциометр на нулевой уровень, а затем подключить лазерный диод.

Проверить диод с этой схемой очень просто, первым делом нужно установить потенциометр на 0 (полностью повернуть против часовой стрелки), подать на плату 5 В постоянного тока, проверить напряжение на центральном контакте потенциометра. При 0 В последовательно подключите лазерный диод к измерителю тока, медленно поверните регулятор подстройки по часовой стрелке, чтобы установить ток в соответствии с требованиями. Для дешевых лазерных диодов требуется около 30 мА. Драйвер также может использоваться для управления светодиодами, рабочее напряжение этой цепи составляет 5 В постоянного тока, а максимальная нагрузка 115 мА..

Драйвер основан на прецизионном операционном усилителе LT1800. LT1800 – это маломощный, высокоскоростной операционный усилитель типа rail-to-rail на входе и выходе с отличными характеристиками постоянного тока. LT1800 отличается пониженным током питания, меньшим входным напряжением смещения, меньшим входным током смещения и более высоким коэффициентом усиления постоянного тока, чем другие устройства с сопоставимой полосой пропускания. LT1800 имеет входной диапазон rail-to-rail (от нулевой шины до плюсовой шины), чтобы максимизировать динамический диапазон сигнала в приложениях с низким энергопотреблением. LT1800 сохраняет свои характеристики при питании от 2,3 В до 12,6 В и рассчитан на питание 3 В, 5 В и ±5 В. Входное напряжение может выводиться за пределы напряжения источников питания без повреждения или реверсирования фазы выхода.

Принцип подключения модуля драйвера лазерного диода показан на следующем изображении.

Источник

Делаем мощный прожигающий лазер из DVD привода своими руками

Сделать мощный прожигающий лазер своими руками – несложная задача, однако, кроме умения пользоваться паяльником, потребуется внимательность и аккуратность подхода. Сразу стоит отметить, что глубокие познания из области электротехники здесь не нужны, а смастерить устройство можно даже в домашних условиях. Главное при работе – это соблюдение мер предосторожности, так как воздействие лазерного луча губительно для глаз и кожи.

Лазер – опасная игрушка, которая может нанести вред здоровью при его неаккуратном использовании. Запрещается направлять лазер на людей и животных!

Что потребуется?

Любой лазер можно разбить на несколько составляющих:

• излучатель светового потока;
• оптика;
• источник питания;
• стабилизатор питания по току (драйвер).

Чтобы сделать мощный самодельный лазер, потребуется рассмотреть все эти составляющие по отдельности. Наиболее практичным и простым в сборке является лазер на основе лазерного диода, его и рассмотрим в данной статье.

Откуда взять диод для лазера?

Рабочий орган любого лазера – это лазерный диод. Его можно купить почти в любом магазине радиотехнике, либо достать из нерабочего привода для компакт-дисков. Дело в том, что неработоспособность привода редко связана с выходом из строя лазерного диода. Имея в наличии сломанный привод можно без лишних затрат достать нужный элемент. Но нужно учесть, что его тип и свойства зависят от модификации привода.

Самый слабый лазер, работающий в инфракрасном диапазоне, установлен в CD-ROM дисководах. Его мощности хватает только для считывания CD дисков, а луч почти невидим и не способен прожигать предметы. В CD-RW встроен более мощный лазерный диод, пригодный для прожига и рассчитанный на ту же длину волны. Он считается наиболее опасным, так как излучает луч в невидимой для глаза зоне спектра.

Дисковод DVD-ROM оснащён двумя слабыми лазерными диодами, энергии которых хватает только для чтения CD и DVD дисков. В пишущем приводе DVD-RW установлен красный лазер большой мощности. Его луч виден при любом освещении и может легко воспламенять некоторые предметы.

В BD-ROM стоит фиолетовый или синий лазер, который по параметрам схож с аналогом из DVD-ROMа. Из пишущих BD-RE можно достать наиболее мощный лазерный диод с красивым фиолетовым или синим лучом, способным к прожигу. Однако найти для разборки такой привод достаточно сложно, а рабочее устройство стоит дорого.

Самым подходящим является лазерный диод, взятый из пишущего привода DVD-RW дисков. Наиболее качественные лазерные диоды установлены в LG, Sony и Samsung приводах.

Чем выше скорость записи DVD привода, тем мощнее установлен в нем лазерный диод.

Разбор привода

Имея перед собой привод, первым делом снимают верхнюю крышку, открутив 4 винта. Затем извлекают подвижный механизм, который находится в центре и соединён с печатной платой гибким шлейфом. Следующая цель – лазерный диод, надёжно впрессованный в радиаторе из алюминиевого или дюралевого сплава. Перед его демонтажем рекомендуется обеспечить защиту от статического электричества. Для этого выводы лазерного диода спаивают или обматывают тонкой медной проволокой.

Далее возможны два варианта. Первый подразумевает эксплуатацию готового лазера в виде стационарной установки вместе со штатным радиатором. Второй вариант – это сборка устройства в корпусе переносного фонарика или лазерной указки. В этом случае придётся приложить силу, чтобы раскусить или распилить радиатор, не повредив излучающий элемент.

Драйвер

К питанию лазера необходимо отнестись ответственно. Как и для светодиодов, это должен быть источник стабилизированного тока. В интернете встречается множество схем с питанием от батарейки или аккумулятора через ограничительный резистор. Достаточность такого решения сомнительна, так как напряжение на аккумуляторе или батарейки меняется в зависимости от уровня заряда. Соответственно ток, протекающий через излучающий диод лазера, будет сильно отклоняться от номинального значения. В результате на малых токах устройство будет работать не эффективно, а на больших – приведёт к быстрому снижению интенсивности его излучения.

Оптимальным вариантом считается использование простейшего стабилизатора тока, построенного на базе LM317. Данная микросхема относится к разряду универсальных интегральных стабилизаторов с возможностью самостоятельного задания тока и напряжения на выходе. Работает микросхема в широком диапазоне входных напряжений: от 3 до 40 вольт.

Аналогом LM317 является отечественная микросхема КР142ЕН12.

Для первого лабораторного эксперимента подойдет схема, приведенная ниже. Расчет единственного в схеме резистора производят по формуле: R=I/1,25, где I – номинальный ток лазера (справочное значение).

Иногда на выходе стабилизатора параллельно диоду устанавливают полярный конденсатор на 2200 мкФх16 В и неполярный конденсатор на 0,1 мкФ. Их участие оправдано в случае подачи напряжения на вход от стационарного блока питания, который может пропустить незначительную переменную составляющую и импульсную помеху. Одна из таких схем, рассчитанная на питание от батарейки “Крона” или небольшого аккумулятора, представлена ниже.

На схеме указано примерное значение резистора R1. Для его точного расчета необходимо воспользоваться вышеприведенной формулой.

Собрав электрическую схему, можно сделать предварительное включение и как доказательство работоспособности схемы, наблюдать ярко-красный рассеянный свет излучающего диода. Измерив его реальный ток и температуру корпуса, стоит задуматься о необходимости установки радиатора. Если лазер будет использоваться в стационарной установке на больших токах длительное время, то нужно обязательно предусмотреть пассивное охлаждение. Теперь для достижения цели осталось совсем немного: произвести фокусировку и получить узконаправленный луч большой мощности.

Оптика

Выражаясь по-научному, пришло время соорудить простой коллиматор, устройство для получения пучков параллельных световых лучей. Идеальным вариантом для этой цели будет штатная линза, взятая из привода. С её помощью можно получить довольно тонкий луч лазера диаметром около 1 мм. Количества энергии такого луча достаточно, чтобы насквозь прожигать бумагу, ткань и картон в считаные секунды, плавить пластик и выжигать по дереву. Если сфокусировать более тонкий луч, то данным лазером можно резать фанеру и оргстекло. Но настроить и надежно закрепить линзу от привода достаточно сложно из-за ее малого фокусного расстояния.

Намного проще соорудить коллиматор на основе лазерной указки. К тому же в её корпусе можно поместить драйвер и небольшой аккумулятор. На выходе получится луч в диаметре около 1,5 мм меньшего прожигающего действия. В туманную погоду или при обильном снегопаде можно наблюдать неимоверные световые эффекты, направив световой поток в небо.

Через интернет-магазин можно приобрести готовый коллиматор, специально предназначенный для крепления и настройки лазера. Его корпус послужит радиатором. Зная размеры всех составных частей устройства, можно купить дешевый светодиодный фонарик и воспользоваться его корпусом.

В заключение хочется добавить несколько фраз об опасности лазерного излучения. Во-первых, никогда не направляйте луч лазера в глаза людей и животных. Это приводит к серьёзным нарушениям зрения. Во-вторых, во время экспериментов с красным лазером надевайте зелёные очки. Они препятствуют прохождению большей части красной составляющей спектра. Количество света, прошедшее сквозь очки, зависит от длины волны излучения. Смотреть со стороны на луч лазера без защитных средств допускается лишь кратковременно. В противном случае может появиться боль в глазах.

Источник