Hallo liebes Board, ich bin auf der Suche nach einer Lösung für ein spezielles Problem und konnte bisher niemanden finden, der vor der gleichen Herausforderung stand: Für eine Lichtinstallation plane ich, eine Vielzahl von Laserdioden (Rot, 5 bzw. 7 mW) mit jeweils einem WS2811-Chip anzusteuern. Am Ende sollten etwa 150 Laser individuell gesteuert werden. Ich bin überrascht, dass scheinbar noch niemand zuvor diese Idee hatte. Aktuell habe ich einen Testaufbau, der hervorragend funktioniert. Meine Hauptsorge betrifft die Langzeitzuverlässigkeit, insbesondere weil es bisher keinen Präzedenzfall für ein solches Projekt zu geben scheint. Zur Zeit nutze ich einen Laser von einem chinesischen Anbieter, der für 5V ausgelegt ist, leider ohne weitere spezifische Daten. Für das finale Projekt plane ich jedoch, Laserdioden von Laser Components zu verwenden und diese auf eine eigene Platine zu löten. Im Moment ziehe ich die ADL-65075TL (https://asset.re-in.de/add/160267/c1/-/en/001782889DS01/DA_Laser-Components-Laserdiode-Rot-650-nm-7mW-ADL-65075TL.pdf) in Betracht. Basierend auf den technischen Daten sollte sich diese Laserdiode mit einem typischen Strom von 20mA ohne zusätzlichen Vorwiderstand mit dem WS2811 betreiben lassen, der idealerweise 18.5mA liefert. Übersehe ich hier vielleicht etwas? Meine Absicht ist es, nur einen Kanal des WS2811 zu nutzen und die Laserdioden in Strängen von jeweils 30 Stück zu verbinden. Kann jemand von euch etwas zur Lebensdauer von handelsüblichen Laserdioden sagen? Ist diese vergleichbar mit der von LEDs oder eher kürzer? Eine weitere Frage betrifft die Bauform der Laserdiode: Warum hat die Diode drei Pins? Benötige ich eine zusätzliche Optik oder ähnliches, wenn ich die reinen Dioden (wie das oben genannte Produkt) verwenden möchte und nicht die vormontierten Module, wie sie beispielsweise von Adafruit angeboten werden? Ich habe Informationen zu einem dritten Pin bei einem anderen Produkt gefunden, dort wird ein VR-Pin beschrieben: "The VR (variable resistor) is used to adjust the laser output to a desired target power". Laut den technischen Daten gibt es einen Bereich für diesen variablen Widerstand zwischen 4 und 15 KΩ. Ein Auszug: Parameter Min. Typ. Max. Variable 4 - 9 - 15 KΩ Brauche ich diesen Widerstand, wenn ich den Laser an einem Konstantstromausgang betreibe? Was bedeutet die Angabe: Forward current (PD) IFD - max. 10 mA ? Wohingegen Operating current I op - Typ. 27 mA ist? Ich freue mich auf eure Antworten und danke im Voraus.
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Die Anode der Laserdiode sitzt an 2, die Kathode an 1. Zwischen 2 und 3 sitzt noch eine Monitoring-Potodiode zum überwachen der abgestrahlten Leistung. Der threshold current liegt irgendwo um 20-25mA. Damit ist der WS2811 schonmal komplett ungeeignet, denn bei den 18,5mA fangen die Dioden noch nichtmal an zu lasen. Aber auch bei anderen Lösungen muss man aufpassen, denn bei einem Strom wo manche Exemplare genau mit Nennleistung arbeiten, sind andere hingegen viel zu dunkel und manche vielleicht sogar komplett überlastet. Darüber hinaus brauchst du für jede Laserdiode noch eine Kollimationslinse, sonst kommt da eine Keule mit ~9x28° raus, welche im passendem Abstand montiert werden möchte. Der variierte von Linse zu Linse, sprich man muss jede einzeln ausrichten. Generell gilt, dass Laserdioden ziemlich empfindliche Tierchen sind, welche viel Pflege bedürfen. Das will man sich bei 150 Stück nicht antun, weshalb ich dir 5v-Module an einfachen Schieberegistern empfehlen würde.
Patrick L. schrieb: > Basierend auf den technischen Daten sollte sich diese Laserdiode mit > einem typischen Strom von 20mA ohne zusätzlichen Vorwiderstand mit dem > WS2811 betreiben lassen, der idealerweise 18.5mA liefert. Übersehe ich > hier vielleicht etwas? Ja, das ist ein digitaler Ausgang. Der schaltet nur ein und aus. Du brauchst zwingend eine Strombegrenzung (Vorwiderstand). Die 18,5mA sind nur der Strom den du erwarten kannst. Mehr kann der WS2811 nicht. Meine Absicht ist es, nur einen Kanal des WS2811 > zu nutzen und die Laserdioden in Strängen von jeweils 30 Stück zu > verbinden. Das wird zumindest schwierig. Der Ausgangspin verträgt maximal 12V. Du benötigst aber 30 x 2,2-2,5V also ca. 72V. Damit kannst du nicht mehr ein und aus schalten, sondern nur noch-hell dunkel modulieren. Du schaltest also nur noch zwischen 72V und 60V um. Davon würd ich dir dringend abraten, das ist für dich viel zu kompliziert. Mit "normaler " beschaltung kann jeder Pin 4 Laserdioden, 4 x 2,5V und 2 V für den Vorwiderstand. Da ja jeder WS2811 drei Pins dafür hat, ist das auch nicht wirklich aufwendig. Aber um Größenordnungen einfacher. > Kann jemand von euch etwas zur Lebensdauer von handelsüblichen > Laserdioden sagen? Ist diese vergleichbar mit der von LEDs oder eher > kürzer? Kann ich konkret auch nicht zu sgen. Das hängt aber ganz massiv vom Einsatzzweck ab. Bei halber Helligkeit sind ja nur noch 10% Verlustleistung. da ist die Lebensdauer sehr sehr sehr groß. > Eine weitere Frage betrifft die Bauform der Laserdiode: Warum hat die > Diode drei Pins? Benötige ich eine zusätzliche Optik oder ähnliches, > wenn ich die reinen Dioden (wie das oben genannte Produkt) verwenden > möchte und nicht die vormontierten Module, wie sie beispielsweise von > Adafruit angeboten werden? Das ist eine Photodiode, also ein Lichtsensor. Zum Regeln der Helligkeit. Das wird in den meisten Anwendungen benötigt. > Was bedeutet die Angabe: Forward current (PD) IFD - max. 10 mA ? > Wohingegen Operating current I op - Typ. 27 mA ist? PD bedeutet _P_hoto_D_iode. Das ist also die Spezifikation für die mit eingebaute Photodiode.
Benjamin K. schrieb: > Bei halber Helligkeit sind ja nur noch 10% > Verlustleistung. da ist die Lebensdauer sehr sehr sehr groß. Das ist ein weit verbreiteter Irrtum. Im Unterschied zu LEDs fangen Laserdioden erst oberhalb der Laserschwelle richtig an zu arbeiten, wo die Ausgangsleistung dann im Vergleich zur Eingangsleistung überproportional stark zunimmt. Betrachtet man die typische ADL-65075TL bei 25°, kommen bei ~27mA die maximalen 7mW raus. Bei ~22mA sind es mit 3,5mW hingegen nur die Hälfte. Nimmt man gleiche Spannung an, reduziert sich also die optische Leistung um die Hälfte, die Einganggsleistung hingegen nur um 18,5%.
Patrick L. schrieb: > Basierend auf den technischen Daten sollte sich diese Laserdiode mit > einem typischen Strom von 20mA ohne zusätzlichen Vorwiderstand mit dem > WS2811 betreiben lassen, der idealerweise 18.5mA liefert. Übersehe ich > hier vielleicht etwas? Meine Absicht ist es, nur einen Kanal des WS2811 > zu nutzen und die Laserdioden in Strängen von jeweils 30 Stück zu > verbinden. > Kann jemand von euch etwas zur Lebensdauer von handelsüblichen > Laserdioden sagen? Ist diese vergleichbar mit der von LEDs oder eher > kürzer? Oje, du hast so gar keine Ahnung von Lasern. Dein Laser ist unter 25mA vielleicht einfach nur AUS (threshold current, kein lasern, nur eine LED). Und über 28mA vielleicht einfach nur in Nanosekunden KAPUTT, soviel zur Lebensdauer. Dass 650nm nicht so hell wie 630nm erscheinen, kommt dazu. Die Laserdiode ist mit ihrer eingebauten Photodiode vorgesehen zur Stromregelung, und der Strom muss nach der OPTISCHEN Leistung eingestellt werden: Man lässt also die Laserdiode auf ein Laserpowermeter (hast du natürlich nicht) strahlen, erhöht langsam den Vergleichswert für den produzierten Photostrom, BIS die Laserpower 7mW beträgt, den sich dabei ergebenden Photodiodenstrom notiert man, ob sich dabei 0.1 oder 0.3mA ergeben weiss man nicht, hängt vom Exemplar ab, aber eines mit 0.1mA bis auf 0.3mA raufzudrehen, also 21mW optische Leistung, führt auf jeden Fall zu kurzer Lebensdauer, eventuell nur Nanosekunden Lebensdauer. Vergiss rohe Laserdioden, man braucht sowieso eine Optik. Du solltest fertige Lasermodule mit Modulationseingang nutzen, denn ohne Modulationseingang können die der PWM des WS2811 nicht folgen, da sind i.A. zu grosse Kondensatoren in der Regelung. Ja, das ist teurer, aber wenigstens sind dann nicht gleiche alle kaputt (bzw. bei deinen 18mA leuchten nur wie schlechte LED von 1970).
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