Ansteuerung CO2 Laser durch Control Board RF Laser

[Conny G. (conny_g)]

Hallo,

hätte gerne Eure Ideen für Alternativen zu unten beschriebenen 
Lösungsansatz.

Aber erstmal, worum es geht.

Ich habe mir vor einem Jahr ziemlich günstig einen alten 100W 
Industrielaser von SEI Baujahr 2005 gebraucht (korrekter wäre wohl: 
runtergeranzt ;-) ) gekauft.

Natürlich trat nun ein, was man dabei befürchten muss: die RF Laserröhre 
hat kürzlich den Dienst eingestellt.

Da eine neue  Ersatz  Reparatur unerschwinglich sind (10.000 Euro) 
rüste ich die Maschine um auf eine CO2 Glasröhre mit 90 Watt, das geht 
für etwas unter 1.000 Dollar inkl Versand in guter Qualität aus China.

Das Controlboard und alles drumherum - Mechanik, PC, Software, 
Endschalter, ... - kann alles bleiben, die Schnittstelle ist nur die 
Steuerung des Lasers, d.h. An, Aus und Leistung.

Vom Control Board bekomme ich:
- GND
- Enable, 0 oder 5V. Der Laser darf feuern, es gibt keine 
Fehlerkonditionen (Türschalter, Kühlwasserdruck, Überhitzung, Not-Aus 
etc)
- PWM -5 / +5V (also eine 5V Wechselspannung Rechteck) mit variabler 
Frequenz und Duty Cycle 0-50% für Leistung 0-100%. Heisst also: 0V Laser 
aus, sonst an und Leistung wie Duty Cycle.

Das Netzteil / der Controller des neuen CO2 Glas-Lasers möchte haben:
- GND
- WP (TTL): Laser darf feuern, wenn Low (keine Fehlerkonditionen)
- On/Off (TTL): Laser an/aus
- IN: 20kHz 0/5V PWM zur Regelung der Leistung, Duty Cycle 0-100% für 
Leistung 0-100%

D.h. WP hängt am „Enable“ (invertiert) und ich muss aus der +/-5V PWW 
zwei Signale generieren: On/5V und die Pwm für die Leistung. Dort gilt 
es die 50% Duty Cycle auf die 100% zu mappen.

Ich hätte das nun so angegangen:
- Mikrocontroller-Schaltung
- die +/-5V PWM über zwei Wege an den uC: einmal über einen 
Gleichrichter, denn dann wird daraus das On/Off
  Zum anderen über eine Diode nur den positiven Teil an einen 
Timer-Capture Port
- am Timer Capture Port bei steigender Flanke loszählen, bei fallender 
Flanke den Counterstand merken (DC_ein) und bei steigender Flanke den 
Counterstand merken (Zyklus_gesamt)
- der zweite Counterstand gibt mir den ganzen Zyklus, also die 
Eingangsfrequenz, der erste Counterstand den Duty Cycle eingehend
- ich würde den PWM Ausgang (20kHz) einschalten, wenn der Eingang über 
Gleichrichter auf 5V liegt, sonst aus
- und den Duty Cycle ausgehend würde ich mit oben gemessenen 
Counterständen berechnen: DC_aus = DC_ein / (Zyklus_gesamt/2)
  und ihn bei jeder steigenden Flanke eingehend setzen

Soweit so gut, ich meine dass das schonmal funktionieren würde. Getestet 
wird dieses Wochenende.

Jetzt zu meiner Frage:

Seht ihr hier noch andere ggf elegantere Lösungen ohne Mikrocontroller?
Analog oder mit Logik-ICs, was weiß ich?

[Conny G. (conny_g)]

Habs jetzt einfach so gemacht wie beschrieben, mit Mikrocontroller und 
Takte zählen.

In Trockenübung mit einem Frequenzgenerator als Input statt dem SEI 
Control Board funktioniert meine Steuerungsübersetzung schon einmal. Der 
Frequenzgenerator macht genau, was der SEI tut.

Eingang 1 kHz mit Duty Cycle 0-50%, Ausgang 32kHz mit Duty Cycle 0-100%.

Video:
https://youtu.be/X7XymWpVeK0

Das mit dem Gleichrichter braucht’s gar nicht, fehlendes PWM Signal 
bekomme ich durch Overflow des Zählcounters mit. Wenn ein Eingangssignal 
da ist kommt es nie zum Overflow, weil ich den Timer/Counter immer 
zurücksetze.
Also Counter Overflow - Laser aus.