Forum: Analoge Elektronik und Schaltungstechnik 2W Laser-Diode mit Arduino Uno ansteuern


von Vincenz D. (dr-inside)


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Hallo Zusammen!

Ich habe einen Arduino Uno der über einen Transistor ein Relais
schaltet was wiederum eine 2W Laser-Diode ansteuert. Vor der
Diode sitzt noch eine Treiber-Platine die den Strom begrenzt.
Spannung ist 5 Volt.

Nun möchte ich gerne den Transistor und das Relais gegen etwas
Anderes austauschen (ich dachte hier an einen MOSFET).

Ich kenne mich aber in Sachen MOSFET leider gar nicht aus. Nach
langer suche hier im Forum bin ich auf den IRLZ34N gestoßen und
wollte mal fragen ob ihr den als geeignet anseht oder ob ihr mir
eine sinnvollere alternativen empfehlen könntet. Brauch ich da
noch Vorwiderstände um den IRLZ34N anzusteuern?

Vielen Dank im Voraus.

MfG
Dr.InSide

: Bearbeitet durch User
von Mike (Gast)


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Vincenz Dreger schrieb:
> Brauch ich da noch Vorwiderstände um den IRLZ34N anzusteuern?

Da streiten sich die Geister.

Es gibt Leute, die meinen, dass unbedingt ein Pull-Down Widerstand (z.B. 
100kΩ) vom Gate nach Gnd nötig ist, damit bei Starten das Gate nicht 
irgendwo hin driftet. Auf der anderen Seite ist die Schaltung i.A. vor 
dem Starten spannungsfrei und wie soll sich dann das Gate aufladen, 
bevor der µC mit seiner Startsequenz durch ist.

Andere bestehen drauf, das zwischen steuernden µC-Pin und Gate unbedingt 
ein Widerstand zur Begrenzung des Umladestromes bei Schalten gehört 
(<100Ω)

von Vincenz D. (dr-inside)


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Ja, danke für die schnelle Antwort ...

Wenn dann werde ich das wohl mit und ohne Pull-Down ausprobieren.

Aber so richtig beantwortet das auch nicht komplett meine Frage.
Na egal, ich werde mir mal ein paar IRLZ34N bestellen und
experimentieren.

Falls noch jemand eine Idee haben sollte, gerne her damit :)

: Bearbeitet durch User
von Easylife (Gast)


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Da ich zu diesen Leuten gehöre, die beide untenstehenden Dinge ebenso 
sehe, möchte ich auch gerne darlegen, warum das Sinn macht... ;-)

Mike schrieb:
> Es gibt Leute, die meinen, dass unbedingt ein Pull-Down Widerstand (z.B.
> 100kΩ) vom Gate nach Gnd nötig ist, damit bei Starten das Gate nicht
> irgendwo hin driftet. Auf der anderen Seite ist die Schaltung i.A. vor
> dem Starten spannungsfrei und wie soll sich dann das Gate aufladen,
> bevor der µC mit seiner Startsequenz durch ist.

Das macht man deshalb, weil die meisten uCs beim Starten die I/Os 
tri-stated hält.
Das macht Sinn, da ja zum Startzeitpunkt nicht klar ist, was man I/O 
angeschlossen ist.
Da das Gate eines MosFETs sehr hochohmig ist, kann es in dieser Zeit 
also zu unbestimmten Zuständen, bis hin zu hochfrequentem Schwingen 
kommen.
Daher ist ein (relativ hochohmiger) Pulldown eine sehr sinnvolle 
Maßnahme.

>
> Andere bestehen drauf, das zwischen steuernden µC-Pin und Gate unbedingt
> ein Widerstand zur Begrenzung des Umladestromes bei Schalten gehört
> (<100Ω)

Ja. Und zwar deswegen, weil das Gate eines MosFETs ein Kondensator ist.
Mit einem Serienwiderstand schont man sowohl das Gate des MosFETs, als 
auch den Ausgangstreiber der uC. Je größer der Serienwiderstand, desto 
kleiner der Strom, aber desto größer auch der Einfluß auf das Timing.
Als guten Kompromiss setzt man in der Praxis daher irgendwas zwischen 22 
und 100 Ohm ein.

von Easylife (Gast)


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Meine Fresse, bin ich betrunken ;-)

hier nochmal in Deutsch:

Da ich zu den Leuten gehöre, die beide untenstehenden Dinge ebenso
sehen, möchte ich auch gerne darlegen, warum das Sinn macht... ;-)

Mike schrieb:
> Es gibt Leute, die meinen, dass unbedingt ein Pull-Down Widerstand (z.B.
> 100kΩ) vom Gate nach Gnd nötig ist, damit bei Starten das Gate nicht
> irgendwo hin driftet. Auf der anderen Seite ist die Schaltung i.A. vor
> dem Starten spannungsfrei und wie soll sich dann das Gate aufladen,
> bevor der µC mit seiner Startsequenz durch ist.

Das macht man deshalb, weil die meisten uCs beim Starten die I/Os
tri-stated halten.
Das macht Sinn, da ja zum Startzeitpunkt noch nicht klar ist, was am I/O
angeschlossen ist.
Da das Gate eines MosFETs sehr hochohmig ist, kann es in dieser Zeit
dadurch zu unbestimmten Zuständen kommen, bis hin zu hochfrequentem 
Schwingen.
Daher ist ein (relativ hochohmiger) Pulldown (oder Pullup) eine sehr 
sinnvolle Maßnahme, um in dieser Zeit einen definierten Zustand zu 
haben.

> Andere bestehen drauf, das zwischen steuernden µC-Pin und Gate unbedingt
> ein Widerstand zur Begrenzung des Umladestromes bei Schalten gehört
> (<100Ω)

Ja. Und zwar deswegen, weil das Gate eines MosFETs ein Kondensator ist.
Mit einem Serienwiderstand wird der Strom begrenzt, und das schont 
sowohl das Gate des MosFETs, als auch den Ausgangstreiber der uC. Je 
größer der Serienwiderstand, desto kleiner ist der (Umlade-)Strom, aber 
desto größer auch der Einfluß auf das Timing (-> Tiefpass).
Als guten Kompromiss setzt man in der Praxis daher einen 
Serienwiderstand in der Größenordnungn zwischen 22 und 100 Ohm ein.

von Easylife (Gast)


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Vincenz Dreger schrieb:
> Wenn dann werde ich das wohl mit und ohne Pull-Down ausprobieren.
>
> Aber so richtig beantwortet das auch nicht komplett meine Frage.
> Na egal, ich werde mir mal ein paar IRLZ34N bestellen und
> experimentieren.
>
> Falls noch jemand eine Idee haben sollte, gerne her damit :)

Ne, mach den Pulldown rein. 100K sind okay.

Die Schaltung ist sehr einfach.
Der MosFET ersetzt dein Relais, wichtig ist nur, dass du ihn "lowside" 
einsetzt, das heisst Source kommt an GND und die Last (Laserdiode) an 
Drain.

von Dödel (Gast)


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Hallo Leute, könnt ihr mir mal helfen? Ich bin grad ne Atombombe für die 
NSA/CIA am basteln und da ich keinen Plan hab, dachte ich mir, dass ich 
dazu nen Arduino nehmen könnte. Jetzt müsste ich wissen, wie man das mit 
dem Timing für die Implosionsladungen macht. Failsafe wäre auch nicht 
schlecht, aber nix ausser Arduino bitte.

Ne, mal ernsthaft. Mach das doch bitte ganz klassisch, mit Schalter, 
Mosfet oder Relais etc.. Wenn die die Ardiuno Gurke abstürzt oder du 
beim Proggen scheisse baust, funzelt der Laser eventuell mit 2W durch 
die Gegend und du merkst es eventuell nicht mal.

von Harald W. (wilhelms)


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Dödel schrieb:
> Hallo Leute, könnt ihr mir mal helfen? Ich bin grad ne Atombombe für die
> NSA/CIA am basteln und da ich keinen Plan hab, dachte ich mir, dass ich
> dazu nen Arduino nehmen könnte.

Am besten kaufst Du ein A-Shield. Die Software ist da meist beigepackt.

von Werner M. (Gast)


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Dödel schrieb:
> Ne, mal ernsthaft. Mach das doch bitte ganz klassisch, mit Schalter,
> Mosfet oder Relais etc.. Wenn die die Ardiuno Gurke abstürzt oder du
> beim Proggen scheisse baust, funzelt der Laser eventuell mit 2W durch
> die Gegend und du merkst es eventuell nicht mal.

Ganz klassisch würde man hinter dem Arduino einen Hardware-Watchdog 
schalten, der den Laser abschaltet, wenn der Arduino nicht artig läuft, 
z.B. ein nachtriggerbares Monoflopp, dass die Arduino-Steuersignale zur 
LD freigeben muss.

von Max H. (hartl192)


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Werner M. schrieb:
> hinter dem Arduino einen Hardware-Watchdog
Das kann der AVR doch auch ohne Zusatzhardware...

Harald Wilhelms schrieb:
> Am besten kaufst Du ein A-Shield. Die Software ist da meist beigepackt.
Gibt es auch den passenden Military Grade Arduino dazu?

von Vincenz D. (dr-inside)


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Easylife schrieb:

> Ne, mach den Pulldown rein. 100K sind okay.
>
> Die Schaltung ist sehr einfach.
> Der MosFET ersetzt dein Relais, wichtig ist nur, dass du ihn "lowside"
> einsetzt, das heisst Source kommt an GND und die Last (Laserdiode) an
> Drain.

Danke für die Hilfreiche Antwort! Werde ich versuchen.



Dödel schrieb:

> Hallo Leute, könnt ihr mir mal helfen? Ich bin grad ne Atombombe für die
> NSA/CIA am basteln und da ich keinen Plan hab, dachte ich mir, dass ich
> dazu nen Arduino nehmen könnte. Jetzt müsste ich wissen, wie man das mit
> dem Timing für die Implosionsladungen macht. Failsafe wäre auch nicht
> schlecht, aber nix ausser Arduino bitte.

> Ne, mal ernsthaft. Mach das doch bitte ganz klassisch, mit Schalter,
> Mosfet oder Relais etc.. Wenn die die Ardiuno Gurke abstürzt oder du
> beim Proggen scheisse baust, funzelt der Laser eventuell mit 2W durch
> die Gegend und du merkst es eventuell nicht mal.

Hm, vor Trollen scheint man wohl Nirgendwo sicher zu sein ...

Nur mal so zur Info: Der Ardiuno steuert einen X/Y Laser-Cutter/Engraver
über die GRBL-Controller Software vom PC aus. Aber wie bereits in meinem
ersten Beitrag geschrieben, schaltet der Ardiuno den Laser über ein
Relais. Das Relais ist aber für schnelle Schaltungen an manchen Stellen
einfach zu träge und das endlose Ticken des Relais geht auch irgendwann
auf die Nerven ... Daher möchte ich den Laser mit MOSFET ansteuern.

Und scheinbar gibt es hier ein paar Ardiuno-Gegner? Wie auch immer,
der Adriuno war bei dem Gerät dabei und das liegt nicht in meiner Hand,
ob der jetzt vielleicht instabil läuft oder nicht, da ich eine Open-
Source Firmware dafür verwende. Vielleicht liegts ja einfach am Können
der Programmierer, wie gut das Ding läuft? Na egal, der Ardiuno tut
bisher jedenfalls einwandfrei das was er soll und ich hatte bisher
keine Probleme damit. Soviel dazu ...

MfG.

: Bearbeitet durch User
von Gästchen (Gast)


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Vincenz Dreger schrieb:
> Hm, vor Trollen scheint man wohl Nirgendwo sicher zu sein ...

Dir ist hoffentlich klar, dass die Sicherheitsbedenken nicht 
ungerechtfertigt sind? 2W Laser sind schon sehr stark. Ein Fehler, und 
du bist blind. Nur weil etwas Sarkasmus dabei ist, muss der Inhalt nicht 
falsch sein.

von Karl O. (knorke)


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2Watt sind LSK 4! Ich hoffe Du hast eine anständige Schutzbrille gegen 
sowas. Und bitet: NIEMALS mit sowas an unverdunkelten Fenstern 
rumspielen. Draußen leben auch Menschen.

von San L. (zwillingsfreunde)


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Vincenz Dreger schrieb:
> Und scheinbar gibt es hier ein paar Ardiuno-Gegner?

Mehr als genug, aber hat schon seine berechtigten Gründe wieso hier die 
wenigsten Arduino User gerne gesehen werden.

Hier Beiepsielsweise ein aktueller Grund:
Beitrag "Arduino analoge Eingänge vergleichen"


Bei dir mache ich mir da aber weniger sorgen, scheinst zu wissen wovon 
du sprichst. Trotzdem hat er nicht ganz Unrecht, 2W Laser darf man nicht 
Unterschätzen. So ein Teil ins Auge und sagst deinem Augenlicht 
schneller Auf nimmer wiedersehn als dir lieb ist.

: Bearbeitet durch User
von Vincenz D. (dr-inside)


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Gästchen schrieb:
> Vincenz Dreger schrieb:
>> Hm, vor Trollen scheint man wohl Nirgendwo sicher zu sein ...
>
> Dir ist hoffentlich klar, dass die Sicherheitsbedenken nicht
> ungerechtfertigt sind? 2W Laser sind schon sehr stark. Ein Fehler, und
> du bist blind. Nur weil etwas Sarkasmus dabei ist, muss der Inhalt nicht
> falsch sein.

Ich Arbeite (Privat und Beruflich) seit 20 Jahren mit Laser und besitze
entsprechende Schutzbrillen und letzten Monate hatte ich auch wieder die 
jährliche Laserschutz-Unterweisung. Und zufälligerweise Arbeite ich auch
bei einem der größten deutschen Hersteller für optische Sensoren.

Also keine sorge, ich weiß also was ich tue, ich kenne mich nur nicht
mit MOSFET's aus, weil ich kein Entwickler bin. Und Elektronik-Bastler
bin ich schon länger eher nur noch nebenher.

Nur weil Jemand mal eine Frage stellt, sollten sich hier nicht gleich
diverse Leute dadrüber lustig machen. Besonders wenn sie keine Ahnung
von den Hintergründen haben. Ich wollte hier keinen Roman über das
schreiben, was ich tue. Ich wollte einfach nur eine kurze Antwort haben.
Aber die habe ich ja inzwischen.

: Bearbeitet durch User
von Harald W. (wilhelms)


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Vincenz Dreger schrieb:

> Ich Arbeite (Privat und Beruflich) seit 20 Jahren mit Laser und besitze
> entsprechende Schutzbrillen und letzten Monate hatte ich auch wieder die
> jährliche Laserschutz-Unterweisung.

Wenn das wirklich stimmt (was wir ja nicht überprüfen können),
ist es ja gut. Aber hier im Forum schlagen auch immer wieder
Leute auf, die Projekte verwirklichen wollen, die weit über
Ihren Kenntnissen liegen. Da sind ein paar kritische Fragen
sicherlich angebracht. Gerade bei Arduino-Nutzern findet man
oft Leute, die glauben, man kann alles mit Software machen
und von der meist wesentlich komplizierteren Hardware keine
Ahnung haben (Mein Shield macht das schon).
Gruss
Harald

von Vincenz D. (dr-inside)


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Harald Wilhelms schrieb:
> Wenn das wirklich stimmt (was wir ja nicht überprüfen können),
> ist es ja gut. Aber hier im Forum schlagen auch immer wieder
> Leute auf, die Projekte verwirklichen wollen, die weit über
> Ihren Kenntnissen liegen. Da sind ein paar kritische Fragen
> sicherlich angebracht. Gerade bei Arduino-Nutzern findet man
> oft Leute, die glauben, man kann alles mit Software machen
> und von der meist wesentlich komplizierteren Hardware keine
> Ahnung haben (Mein Shield macht das schon).

Ich habe auch nichts gegen kritische Fragen, das ist ja Ok.
Aber wenn einem da gleich einer mit Atrombomben basteln für
CIA/NSA kommt und sich so abfällig äußert, dann nervt das
schon etwas.

: Bearbeitet durch User
von Vincenz D. (dr-inside)


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Hat mit 100k Pull-Down Widerstand von Gate zu GND und
mit 100 Ohm von Gate zum µC Pin bestens geklappt.

von Horst H. (horst_h44)


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Nimm doch gleich einen integrierten Treiber für die Laser Diode. Die 
lassen sich direkt mit dem Mikrocontroller-Ausgang ansteuern und 
schalten Spike- frei. Beispiele findest Du hier: 
http://www.ichaus.de/wp4_schnellelasertreiber und 
http://www.ichaus.de/appnote_laser .

von Vincenz D. (dr-inside)


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Horst H. schrieb:
> Nimm doch gleich einen integrierten Treiber für die Laser Diode. Die
> lassen sich direkt mit dem Mikrocontroller-Ausgang ansteuern und
> schalten Spike- frei. Beispiele findest Du hier:
> http://www.ichaus.de/wp4_schnellelasertreiber und
> http://www.ichaus.de/appnote_laser .

Ja, schön und gut, aber ich verwende den Treiber, der mit
der Laser-Diode mitgeliefert wird. Der hat aber leider keinen
Steuer-Eingang, sonst wäre ich erst gar nicht auf die Idee
gekommen das vorhandene Relais gegen ein MOSFET zu tauschen.
Ich will mich da auf keine Experimente einlassen, die die
Diode vielleicht zerstören könnten. Die Dioden sind ja sehr
sensibel.

Trotzdem sind die Links Brauchbar, falls ich in Zukunft mal
selbst etwas mit Laser-Dioden basteln sollte. Danke.

: Bearbeitet durch User
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