mikrocontroller.net

Forum: Analoge Elektronik und Schaltungstechnik Ansteuerung Laser Diode 10mW


Autor: Bittel C. (bittel_c)
Datum:
Angehängte Dateien:

Bewertung
0 lesenswert
nicht lesenswert
hallo zusammen
Ich habe jetzt eine zeitlang hier im Forum und auch sonst noch im 
Internet gesucht, um hilfreiches für mein Problem zu finden. Ich habe 
eine Laser Diode und möchte diese über einen Schalter ein- bzw. 
ausschalten können. Als Quellspannung hätte ich 9V, 5V und 3.3V zur 
Verfügung. Die Eigenschaften der Laser Diode sieht man im beigelegten 
Datasheet: Imin = 24mA, Imax = 40mA, Umin = 1.8V, Umax = 2.5V. Nun 
möchte ich diese Laserdiode über einen LM317 steuern, um eine konstante 
Stromquelle zu haben. Als Schaltung nehme ich die beigelegte Schaltung. 
Den Konstant Strom stelle ich mit den beiden Widerständen ein (Resistor 
und Variable Resistor), das ist klar. aber wie bekomme ich es hin, dass 
die Spannung auch wirklich nicht die Umax übersteigen, z.b. bei einer 
Spannungsquelle von 9V.

Autor: Waldemar Z. (waldemar_z)
Datum:

Bewertung
-1 lesenswert
nicht lesenswert
Die Spannung stellt sich automatisch richtig ein, solange der Strom die 
40mA nicht übersteigt.

Autor: Basti (Gast)
Datum:

Bewertung
-3 lesenswert
nicht lesenswert
Da der Strom konstant ist, wird sich die Spannung in Abhängigkeit des 
Widerstandes der Laserdiode einstellen. Es gilt U=R*I.
R kann aber abhängig von der Temperatur sein die die Umgebung bzw. die 
Laserdiode im Betrieb hat.

Wird die Diode innerhalb ihrer Termischen Spezifikationen betrieben, 
sollte die Spannung nicht übermäßig groß werden. Im Notfall könnte man 
ein Z-Diode (2,5V) parallel zur Diode einbauen (in Sperrrichtung). 
Sollte die Spannung dann größer 2,5V werden, würde die Z-Diode leitend 
und der Ausgang deiner Konstantstromquelle wird kurzgeschlossen. Die 
gesammte leistung fließt dann über die Z-Diode anstatt über die 
Laserdiode.

Ich weiß nun leider nicht, ob die Laserdiode einen positiven oder 
negativen Temp. koefizient hat.

Grüße

Autor: Wolfgang (Gast)
Datum:

Bewertung
2 lesenswert
nicht lesenswert
Basti schrieb:
> Da der Strom konstant ist, wird sich die Spannung in Abhängigkeit des
> Widerstandes der Laserdiode einstellen. Es gilt U=R*I.

Welch eine mutige Aussage. Das ohmsche Gesetz gilt nur für ohmsche 
Widerstände, i.e. Widerstände mit konstantem Verhältnis von Spannung zu 
Strom. Eine Diode mit ihre nichtlinearen Kennlinie ist weit davon 
entfernt.

Autor: Waldemar Z. (waldemar_z)
Datum:

Bewertung
-5 lesenswert
nicht lesenswert
Wolfgang schrieb:
> Basti schrieb:
>> Da der Strom konstant ist, wird sich die Spannung in Abhängigkeit des
>> Widerstandes der Laserdiode einstellen. Es gilt U=R*I.
>
> Welch eine mutige Aussage. Das ohmsche Gesetz gilt nur für ohmsche
> Widerstände, i.e. Widerstände mit konstantem Verhältnis von Spannung zu
> Strom. Eine Diode mit ihre nichtlinearen Kennlinie ist weit davon
> entfernt.

Das stimmt so nicht.
Auch wenn die Kennlinie nichtlinear ist, gilt dennoch das ohmsche Gesetz 
in jedem Arbeitspunkt.

: Bearbeitet durch User
Autor: Alex W. (a20q90)
Datum:

Bewertung
0 lesenswert
nicht lesenswert
Achtung!

Der C könnte die LD killen!

Ich habe es damals so gemacht (140mW LD)

5V-Regler - Widerstand - LD

Den Regler halt nach allen Regeln der Kunst (Datenblatt) anschließen.

Eine LD mit einem C nur durch nen Schutzwiderstand verbinden!

Autor: Garfield (Gast)
Datum:

Bewertung
0 lesenswert
nicht lesenswert
Den Schalter bitte unbedingt, wie im Schaltplan eingezeichnet, auf der 
Primärseite des Reglers anbringen. Wird auf der Sekundärseite 
geschaltet, killt das die LED mit hoher Wahrscheinlichkeit, da der 
Regler zunächst die maximale Spannung aufbaut, weil kein Strom fließt. 
Kommt dieser Impuls dann durch sekundäres Einschalten an die LED ist das 
tödlich. Das ist ein sehr beliebter Fehler.

Autor: Michael B. (laberkopp)
Datum:

Bewertung
1 lesenswert
nicht lesenswert
Bittel C. schrieb:
> Nun möchte ich diese Laserdiode über einen LM317 steuern,
> um eine konstante Stromquelle zu haben.

Das ist absolut ungenügend um eine Laserdiode richtig zu betreiben.

Diese Laserdiode hat eine Monitor-Photodiode, und die nicht ohne Grund.

Deren Strom soll man auswerten, um bestimmen zu können, wann die Diode 
mit dem 10mW lasert. Würde man sie mit 20mW Strahlleistung lasern 
lassen, könnte sie schon kaputt gehen.

Leider ist der Strom gar nicht so gut definiert, zwischen 0.3 und 1.5mA 
liegen Faktor 5.

Man muss also die reale Strahlintensität messen, aus ihr ermitteln 
welches der richtige Monitorstrom für 10mW ist, und dann den 
Monitorstrom den Laserstrom regeln lassen. Der Laserstrom ist keineswegs 
konstant, sondern schwankt je nach Alter und Chip-Wärme.

So sehen taugliche Schaltungen aus
https://www.repairfaq.org/sam/laserdps.htm#dpsto1
(ganz allgemein sind Schaltungen nur aus Transistoren eher geeignet als 
solche mit OpAmps)

So lange du kein Laserpowermeter hast, kannst du also so eine rohe 
Laserdiode nicht richtig einstellen.

Du musst also erst ein Laserpowermeter bauen. Das geht mit einer 
Lserdiode bekannter Leistung (also nicht dem Billigramsch aus China, mit 
10mW beworben und nur 0.1mW bringend) und einem geschwärzten 
Temperatursensor.

Kauf dir lieber ein fertiges 10mW Modul, da hat den Selektionsprozess 
und das Ausmessen und Einstellen schon der Hersteller gemacht, und der 
hat nicht blöd einen LM317 als untauglichen Stromregler eingesetzt.

Autor: Zitronen F. (jetztnicht)
Datum:

Bewertung
0 lesenswert
nicht lesenswert
Ich wuerd den Strom auf 24mA einstellen, dann sollte man ueber der 
Schwelle sein, und noch im typischen Bereich.

Der Monitorcurrent ist gut gemeint, streut aber um den Faktor 2. Ist gut 
zur Stabilisierung.

Die Leistungsmessung.. naja. Das wird nicht einfach, wenn man den 
Faecher, der da rauskommt, betrachtet. Mehr als eine BPW34 darf's ja 
sowie nicht kosten. Reflexion an der Plastikoberflaeche, in 
Abhaengigkeit des Winkels, ..

Stell einfach die 24mA ein, dann last sie, und gut ist.

Autor: Max M. (jens2001)
Datum:

Bewertung
-2 lesenswert
nicht lesenswert
Bittel C. schrieb:
> um eine konstante
> Stromquelle zu haben. Als Schaltung nehme ich die beigelegte Schaltung.

Wer hat sich die ausgedacht?

Eine Konstantstromquelle ist das mit Sicherheit nicht!
Da fehlt auf jeden Fall schon mal ein Shunt.

B.t.W. Üblicher Weise zeichnet man Schaltpläne von links nach rechts.

Autor: DanVet (Gast)
Datum:

Bewertung
0 lesenswert
nicht lesenswert
Wenn es sicher funktionieren soll:
www.ichaus.de
Laserdioden sind nachtragend, wenn sie einmal falsch betrieben wurden 
und lasern dann nicht mehr....

Autor: Zitronen F. (jetztnicht)
Datum:

Bewertung
0 lesenswert
nicht lesenswert
> Eine Konstantstromquelle ist das mit Sicherheit nicht! Da fehlt auf jeden Fall 
schon mal ein Shunt.

Der LM317 stabilisiert die Spannung zwischen Ausgang und 
Referenzterminal auf ca 1.2V. Der Widerstand dort macht effektiv den 
Shunt. Der so beschaltete LM317 ist eine Stromquelle.
Allerdings sollte man sie nicht auf einen Kondensator wirken lassen. Der 
Kondenser gehoert raus.

Eine gute Stromquelle ist es nicht, von gar nichts her, macht aber etwa 
was der Poster will.

Autor: Max M. (jens2001)
Datum:

Bewertung
-3 lesenswert
nicht lesenswert
Sapperlot W. schrieb:
> Der Widerstand dort macht effektiv den
> Shunt.

BULLSHIT!

Autor: Laserpointer (Gast)
Datum:

Bewertung
0 lesenswert
nicht lesenswert
Wenn ich die elektrischen Daten so lese, stimmen die fast wörtlich mit 
den Daten dieser $0,79 Laserdioden überein.

https://www.aliexpress.com/item/1Pc-New-Electric-6...

Da ist einfach ein Vorwiderstand drin, wie bei einer LED. Mehr Mühe 
machen die sich bei Laserpointern und Werbegeschenken nicht.

Autor: Michael B. (laberkopp)
Datum:

Bewertung
0 lesenswert
nicht lesenswert
Laserpointer schrieb:
> Wenn ich die elektrischen Daten so lese, stimmen die fast wörtlich mit
> den Daten dieser $0,79 Laserdioden überein.

Bloss wenn man mal auf das Bild gucken würde, dann würde sofort 
auffallen, daß es völlig unterschiedliche Laserdioden sind, schon das 
Gehäuse ist komplett anders, und die Monitordiode fehlt auch.

Chinesische Laserpointer verwenden oft 10mW Laserdioden die durch 
Vorwiderstand mit sicheren 0.1mW betrieben werden, da steht ja auch nur 
" < 5mW" . Kann eh kein Kunde auseinanderhalten, und wenn sie die als zu 
dunkel erkennen, dann kaufen sie sich dann halt angebliche 100mW in 
grün.

: Bearbeitet durch User
Autor: Zitronen F. (jetztnicht)
Datum:

Bewertung
0 lesenswert
nicht lesenswert
> Autor: Max Mustermann (jens2001)
>> Sapperlot W. schrieb:
>> Der Widerstand dort macht effektiv den Shunt.
>
>BULLSHIT!

aha. Datenblatt gelesen und verstanden ?

Autor: Thomas B. (thombde)
Datum:

Bewertung
0 lesenswert
nicht lesenswert
Jedenfalls sollte die LD sorgfältig gegen Wackelkontakte gesichert sein.
Sonst will der 317 bei Unterbrechung den  Strom nachregeln und zieht die 
Spannung hoch.
Am besten alles verlöten.
Steckbrett wäre mir schon zu unsicher.

Autor: Hp M. (nachtmix)
Datum:

Bewertung
0 lesenswert
nicht lesenswert
Michael B. schrieb:
> Laserpointer schrieb:
>> Wenn ich die elektrischen Daten so lese, stimmen die fast wörtlich mit
>> den Daten dieser $0,79 Laserdioden überein.
>
> Bloss wenn man mal auf das Bild gucken würde, dann würde sofort
> auffallen, daß es völlig unterschiedliche Laserdioden sind, schon das
> Gehäuse ist komplett anders, und die Monitordiode fehlt auch.

Nicht nur das.
Die LD von Thorlabs ist ein 780nm Infrarot Laser, während es sich bei 
dem Zeug von Aliexpress um die üblichen ungekapselten roten 650nm 
Lasermodule für Laserpointer handelt.
In letzern ist gewöhnlich nur ein (passend ausgesuchter) Vorwiderstand 
für die  LD drin, und die Lebensdauer de LD braucht die der Knopfzellen 
im Laserpointer kaum zu übertreffen, weil die Batterien kaum je erneuert 
werden. Wenn die Batterie leer ist, kommt das Spielzeug halt in die 
Tonne.

Autor: Wolfgang (Gast)
Datum:

Bewertung
1 lesenswert
nicht lesenswert
Waldemar Z. schrieb:
> Das stimmt so nicht.
> Auch wenn die Kennlinie nichtlinear ist, gilt dennoch das ohmsche Gesetz
> in jedem Arbeitspunkt.

Na das möchte ich mal sehen.

Am Arbeitspunkt hast du die differentielle Proportionalität zwischen 
Strom und Spannung - nennt sich auch Kennliniensteigung.

Dafür verwendet man aber üblicherweise ΔU und ΔI als Bezeichnung.

Autor: Wolfgang (Gast)
Datum:

Bewertung
0 lesenswert
nicht lesenswert
Michael B. schrieb:
> Chinesische Laserpointer verwenden oft 10mW Laserdioden die durch
> Vorwiderstand mit sicheren 0.1mW betrieben werden, da steht ja auch nur
> " < 5mW" .

Dann verrate mal, wie du bei einer 10mW Laserdiode mit 0.1mW über die 
Laserschwelle rüber kommen willst. Die liegt bestimmt keinen Faktor 100 
von der Nennleistung weg. Schon eine LD, bei der der Schwellstrom einen 
Faktor 2 unter dem Nennstrom liegt, wird als "Low threshold current" 
beworben.

Autor: Waldemar Z. (waldemar_z)
Datum:

Bewertung
-1 lesenswert
nicht lesenswert
Wolfgang schrieb:
> Waldemar Z. schrieb:
>> Das stimmt so nicht.
>> Auch wenn die Kennlinie nichtlinear ist, gilt dennoch das ohmsche Gesetz
>> in jedem Arbeitspunkt.
>
> Na das möchte ich mal sehen.
>
> Am Arbeitspunkt hast du die differentielle Proportionalität zwischen
> Strom und Spannung - nennt sich auch Kennliniensteigung.
>
> Dafür verwendet man aber üblicherweise ΔU und ΔI als Bezeichnung.

Es gibt den statischen Widerstand (dieser ist immernoch U/I) und den 
dynamischen (den differentiellen Widerstand). Und für beide zusammen 
gilt in jedem Arbeitspunkt das ohmsche Gesetz, denn sobald sich ein 
Arbeitspunkt eingestellt hat, ändert sich am Widerstand nichts!

: Bearbeitet durch User
Autor: Michael B. (laberkopp)
Datum:

Bewertung
0 lesenswert
nicht lesenswert
Wolfgang schrieb:
> Dann verrate mal, wie du bei einer 10mW Laserdiode mit 0.1mW über die
> Laserschwelle rüber kommen willst.

Du verwechselst Leistungsaufnahme mit Strahlleistungsabgabe.

Autor: Wolfgang (Gast)
Datum:

Bewertung
0 lesenswert
nicht lesenswert
Waldemar Z. schrieb:
> Und für beide zusammen gilt in jedem Arbeitspunkt das ohmsche Gesetz,
> denn sobald sich ein Arbeitspunkt eingestellt hat, ändert sich
> am Widerstand nichts!

Jetzt wird es abenteuerlich. Was hat der eine mit dem anderen zu tun.

Dumm, dass z.B. bei einer Diode die Kennline am Arbeitspunkt durch eine 
Gerade approximiert wird, die nicht durch den Ursprung führt. Damit 
benimmt sie sich eben genau nicht wie ein ohmscher Widerstand, dessen 
Kennlinie bekanntlich genau durch den Ursprung geht und eine konstante 
Steigung besitzt.

Michael B. schrieb:
> Du verwechselst Leistungsaufnahme mit Strahlleistungsabgabe.

Nein, eine Laserdiode, die mit so geringer Leistung betrieben wird, 
arbeitet als Leuchtdiode und denkt gar nicht daran, zu lasen.

Autor: Waldemar Z. (waldemar_z)
Datum:

Bewertung
0 lesenswert
nicht lesenswert
> Dumm, dass z.B. bei einer Diode die Kennline am Arbeitspunkt durch eine Gerade 
approximiert wird, die nicht durch den Ursprung führt. Damit benimmt sie sich eben 
genau nicht wie ein ohmscher Widerstand.

Dir ist aber schon bekannt, dass der differentielle Widerstand auch in 
Ohm angegeben wird? Also ohmscher Widerstand...
Wie die Kennlinie aussieht, spielt keine Rolle...

Autor: Wolfgang (Gast)
Datum:

Bewertung
0 lesenswert
nicht lesenswert
Waldemar Z. schrieb:
> Dir ist aber schon bekannt, dass der differentielle Widerstand auch in
> Ohm angegeben wird?

Ja, welche Einheit soll man sonst verwenden. Auch der differentielle 
Widerstand ist ein Quotient aus Spannung und Strom.

Wolfgang schrieb:
> Am Arbeitspunkt hast du die differentielle Proportionalität zwischen
> Strom und Spannung - nennt sich auch Kennliniensteigung.

Waldemar Z. schrieb:
> Wie die Kennlinie aussieht, spielt keine Rolle...

Am Arbeitspunkt wird meist die einfachste Approximation für deren 
Verlauf verwendet - eine tangential zur Kennlinie verlaufende Gerade. 
Mit zunehmendem Abstand werden bei gekrümmter Kennlinie die Fehler 
größer und Signale werden nichtlinear verarbeitet.

Du kannst den "statischen" Widerstand am Arbeitspunkt benennen, vom 
Verhalten eines ohmschen Widerstandes ist es bei gekrümmter Kennlinie 
aber weit entfernt.

Nimm beispielsweise eine Tunneldioden, die in einem Bereich der 
Kennlinie einen negativen differentiellen Widerstand besitzt. Trotzdem 
wirst du keinen Arbeitspunkt finden, an dem der "statischen" Widerstand 
negativ wird.

Nicht jede Größe, die die Einheit Ohm trägt, ist deshalb ein ohmscher 
Widerstand.

Autor: Waldemar Z. (waldemar_z)
Datum:

Bewertung
0 lesenswert
nicht lesenswert
@Wolfgang

Ist ein Punkt eine Linie?

Autor: H-G S. (haenschen)
Datum:

Bewertung
0 lesenswert
nicht lesenswert
Sagt mal sind diese youtube-Videos wo die einen DVD-Brenner-Laser 
gefährlich tunen Fake ?

Autor: Dieter F. (jim_quakenbush)
Datum:

Bewertung
0 lesenswert
nicht lesenswert
Waldemar Z. schrieb:
> Ist ein Punkt eine Linie?

Eher selten :-)

Antwort schreiben

Die Angabe einer E-Mail-Adresse ist freiwillig. Wenn Sie automatisch per E-Mail über Antworten auf Ihren Beitrag informiert werden möchten, melden Sie sich bitte an.

Wichtige Regeln - erst lesen, dann posten!

  • Groß- und Kleinschreibung verwenden
  • Längeren Sourcecode nicht im Text einfügen, sondern als Dateianhang

Formatierung (mehr Informationen...)

  • [c]C-Code[/c]
  • [avrasm]AVR-Assembler-Code[/avrasm]
  • [code]Code in anderen Sprachen, ASCII-Zeichnungen[/code]
  • [math]Formel in LaTeX-Syntax[/math]
  • [[Titel]] - Link zu Artikel
  • Verweis auf anderen Beitrag einfügen: Rechtsklick auf Beitragstitel,
    "Adresse kopieren", und in den Text einfügen




Bild automatisch verkleinern, falls nötig
Bitte das JPG-Format nur für Fotos und Scans verwenden!
Zeichnungen und Screenshots im PNG- oder
GIF-Format hochladen. Siehe Bildformate.
Hinweis: der ursprüngliche Beitrag ist mehr als 6 Monate alt.
Bitte hier nur auf die ursprüngliche Frage antworten,
für neue Fragen einen neuen Beitrag erstellen.

Mit dem Abschicken bestätigst du, die Nutzungsbedingungen anzuerkennen.