Forum: Analoge Elektronik und Schaltungstechnik Laserpointer (grün) elektronisch an-/ausschalten


von Vo W. (sensorixus)


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Hallo alle,

kann mir eventuell jemand bei folgendem Problem weiterhelfen?:

Ich versuche, einen üblichen Grün-Laserpointer getaktet 
ein-/auszuschalten.
Im Prinzip geht es mir lediglich darum, den Taster des Pointers durch 
einen elektrisch angesteuerten Schalter zu ersetzen (Taster 
kurzgeschlossen; mit Tesafilm dauergedrückt).

Bei allen bisherigen Versuchen habe ich festgestellt, dass die 
Leuchtkraft des Lasers sehr instabil ist. Es hat den Anschein, dass zu 
Beginn eines Ein/Aus-Taktprogramms (Arduino) die Helligkeit immer weiter 
nachlässt, dann teilweise wieder ansteigt und dann auf Minimalwerte 
zurückgeht.

Zuerst habe ich versucht, die Batteriezuleitung zum Laser über einen 
Transistor zu schalten. Dies ergab aber die o.g. Probleme.

Da ich annahm, dass die Transistorschaltung in Kombination mit der im 
Laserpointer eingebauten Stromregelung unkontrolliert wechselwirkt, 
beschloss ich, die Taktung über ein Relais in der Batterie-Zuleitung 
vorzunehmen.

Merkwürdigerweise aber funktioniert diese Relais-Laser-Taktung nur 
anfangs. Danach zeigen sich wieder die beschriebene Instabilität.

Möglicherweise hängt diese damit zusammen, dass das geschlossene Relais 
keinen Wiederstand von 0 sondern so ca. 1-3 Ohm hat.

Dass es sich bei der Instabilität vermutlich nicht um Temperatur-Effekte 
des Lasers handelt, vermute ich, weil

1. nur relativ kurze Impulse (5 x 1 Sek Dauer im Abstand von ca. je 1 
Sek.) gefolgt von ca. 10 Sek. Pause (dann Wiederholung) getaktet werden 
(ca. 300 mA bei ca. 3,5 V Batterie-Strom/Spannung).

2. nach Nachlassen der Leucht-Intensität eine unmittelbar nachfolgende 
gleiche Taktung jedoch manuell durch kurschließen des Relais 
durchgeführt die Original Leucht-Kraft aufweist.

Ein elektronisches Ersetzen des Laser-Tasters scheint offensichtlich 
nicht trivial zu sein. Für Tips zu Lösung des Problems wäre ich dankbar.

Grüße

von Mani W. (e-doc)


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Meistens sind die Ein/Aus Taster/Schalter von Laserpointern,
Taschenlampen usw. die Schwachstelle selbst, die Kontakte können
durch Schütteln oder aufklopfen des Gehäuses alle möglichen
Zustände annehmen...

von Hp M. (nachtmix)


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Vo W. schrieb:
> Bei allen bisherigen Versuchen habe ich festgestellt, dass die
> Leuchtkraft des Lasers sehr instabil ist.

Das liegt an der Temperaturabhängigkeit solcher DPSS Laser.
Da sind zwei Komponenten vom Warmlaufen betroffen:
Zum einen ist das der 808nm Pumplaser dessen Wellenlänge genau stimmen 
muss, damit er die Absorptionslinie des Nd-Lasers trifft, und zum 
zweiten muss auch die Temperatur des SHG-Kristalls genau zu der des 
YVO4:Nd Laser passen, damit die 1064nm Welle exakt genau so schnell 
läuft, wie die 532nm-Welle.
Kommerzielle Laser benutzen Peltier-Elemente un diese optischen Teile 
auf der richtigen Temperaur zu halten.

Du kannst nur den optimalen Betriebsstrom ausprobieren (nicht den 
maximalen!) und den Laser damit kontinuierlich laufen lassen.
Wenn du den grünen  Strahl modulieren willst, dann gelingt das mittels 
LCD, Kerrzelle, AOM, EOM, Blende, Schwingspiegel u. dgl.

P.S.:
Wenn der wackelige Taster Probleme macht, solltest du ihn einfach 
überbrücken.

: Bearbeitet durch User
von Klaus (Gast)


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Vo W. schrieb:
> Möglicherweise hängt diese damit zusammen, dass das geschlossene Relais
> keinen Wiederstand von 0 sondern so ca. 1-3 Ohm hat.

Was ist denn das für ein Relais mit einem Kontaktwiderstand von über 1 
Ohm? Wo kann man so etwas kaufen?

MfG Klaus

von Harald W. (wilhelms)


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Klaus schrieb:

> Was ist denn das für ein Relais mit einem Kontaktwiderstand von über 1
> Ohm? Wo kann man so etwas kaufen?

Vielleicht vom Schrottplatz, nachdem das Relais
1 Million Schaltvorgänge hinter sich hat.

von Vo W. (Gast)


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Danke für die Antworten !

Folgende Bemerkungen habe ich zu den Antworten:


Betreffs:
Mani W. schrieb:
> Meistens sind die Ein/Aus Taster/Schalter von Laserpointern,
> Taschenlampen usw. die Schwachstelle selbst,

Hp M. schrieb:
> Das liegt an der Temperaturabhängigkeit solcher DPSS Laser.
> Da sind zwei Komponenten vom Warmlaufen betroffen:

Ich denke beides ist hier eher nicht das Problem.
Denn wenn ich mit gedrücktem (zugeklebtem) Laser-Pointer-Taster durch 
manuelles Ein-/Ausschalten (mit Batterie-Zuleitungs-Draht)das Programm 
durchlaufen lasse, so haben die Leuchtsignale einwandfreie Qualität ohne 
Intensitäts-Schwankungen.


Betreffs:

Klaus schrieb:
> Was ist denn das für ein Relais

Harald W. schrieb:
> Vielleicht vom Schrottplatz,

Sorry, hier muss ich mich korrigieren.
Ich habe festgestellt, dass das Messgerät bei kurzgeschlossenen 
Messkontakten bereits einen Widerstand von 1,1 Ohm anzeigt. Schaltet man 
das geschlossene Relais zwischen die Kontakte, so misst man 1,7 Ohm, 
d.h. das Relais hat einen Widerstand von ca. 0,6 Ohm, immerhin bei 300 
mA ein Spannungsabfall von 0,3 x 0,6 = 0,18 V.

Könnte dieser Widerstand eventuell den Einschaltprozess 
(Hochfahr-Prozess) der Laser-Elektronik behindern?

Grüße

von Einhart P. (einhart)


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Vorsicht mit langen Einschaltzeiten bei billig Laserpointern. Gerade die 
etwas leistungsfähigeren > 20mW sind nur für kurze Einschaltdauer 
gebaut.

von Boris O. (bohnsorg) Benutzerseite


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Im ominösen Früher haben wir Optokoppler für soetwas benutzt und den 
Schalter überbrückt (meist liefert der Drucktaster irgendeinen 
definierten Pegel an irgendeinen Enable-Eingang). Wer noch verrückter 
ist und etwas in die Zuleitung einschleifen will, der nimmt einen 
PNP-Transistor und ganz moderne Elektronikfachleute behelfen sich mit 
entsprechend tauglichen MOSFETs. Die gibt es mittlerweile auch für 
Drain-Source-Spannungen von 3V und weniger (und reinen Schaltbetrieb). 
Das kann man auch in div. Hacking-Anleitungen bunt bebilderter Magazine 
sehen.

von Vo W. (sensorixus)


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Liebe alle,

nochmals danke für die Kommentare. Ich denke, ich habe die Ursache des 
Problems gefunden und festgestellt, wie leicht man sich an scheinbar 
Selbstverständliches gewöhnt, das aber nicht selbstverständlich ist.

Ich hatte es bisher meist mit den üblichen hochohmigen elektronischen 
Schaltungen zu tun.

Im vorliegenden Falle des Laser-Betriebs mit ca. 300 mA und 3,6 V 
Versorgungs-Spannung ergibt sich ein resultierender Widerstand des 
Lasers von nur ca. 3,6 / 0,3 = 11 Ohm.

Dass ich das Relais mit Stromzuführungen auf einem Breadboard aufgebaut 
hatte, hielt ich bisher nicht für erwähnenswert, ist aber von 
entscheidender Bedeutung.

Denn ich stellte fest, dass bei der geringsten Berührung der 
Zuleitungs-Drähte zum Breadboard schwankende Widerstände von 0,3 bis 2 
Ohm auftreten, für Zu- und Ableitung also 0,6 - 4 Ohm. Und das ist viel 
für einen niederohmigen Verbraucher.

Man muss nur einfach die grundsätzlichen Regeln beachten, wonach sich 
die Spannung eines Stromkreises proportional auf die in Reihe 
geschalteten Widerständen verteilt:
Danach können diese Wackelkontakte locker mal ca. (4/(11+4)) * 3,6 = ca. 
1 V von den vorhanden 3,6 V verkonsumieren. Klar, dass der Laser das mit 
Intensitätsschwankungen quittiert.

Bei normalen hochohmigen Schaltungen hingegen fallen Schwankungen von 
wenigen Ohm gar nicht ins Gewicht.

Um es kurz zu machen:
Ersatz der Breadboard Strom-Zuleitungen zum Laser durch stabile Kontakte 
haben das Problem gelöst und der Laser lässt sich jetzt stabil steuern 
(übrigens auch ohne Relais direkt über einen Transistor entsprechender 
Leistung = niederohmig).

Grüße

von W.A. (Gast)


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Vo W. schrieb:
> Denn ich stellte fest, dass bei der geringsten Berührung der
> Zuleitungs-Drähte zum Breadboard schwankende Widerstände von 0,3 bis 2
> Ohm auftreten, für Zu- und Ableitung also 0,6 - 4 Ohm.

Ich hoffe, du hast diese Widerstandswerte nicht mit deinem Multimeter im 
Widerstandsmessbereich ermittelt, sondern bei anständigem Stromfluss 
über denn Spannungsabfall. Dem Multimeter würde ich im unteren Ω-Bereich 
nicht über den Weg trauen, auch wenn im Display eine Stelle für die 
Anzeige der dΩ reserviert ist.

von Vo W. (sensorixus)


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Sorry für meine verspätete Antwort und Danke für den guten Hinweis.

In der Tat habe ich den Widerstand mit einem zwar hochwertigen aber für 
diesen Zweck sicher nicht idealen Multimeter gemessen.

Direkte Spannungsmessung unter Strom ergibt tatsächlich kleinere 
Spannungs-Schwankungen als über die Widerstandsmessung ermittelt nämlich 
nur ca. bis zu 0,3 V (wäre bei ca. 0,3 A ca. 1 Ohm).

Dennoch vermute ich, dass diese Schwankungen Ursache der wechselnden 
Intensität der Laser ist, da mit vernünftigen Kontakten die Leuchtkraft 
ca. konstant bleibt.

Danke nochmals
und
Grüße

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