Laserscanner Galvos Geschwindigkeit herausfinden

[Christian M. (likeme)]

Ich habe vor langer Zeit einmal diese Scanner Einheit erworben und 
keinen Schimmer mehr wieviel kpps die haben. Weiß jemand von euch wie 
man das anhand des Typenschildes herausfinden kann?

[Pandur S. (jetztnicht)]

Wenn Google kaputt ist .. ausprobieren. Mit einem Funktionsgenerator 
dran

[Christian M. (likeme)]

Ich hab das Teil mit Shownet in Betrieb genommen, es sind >40kpps 
möglich, bei 60 hatte ich Angst das die Spiegel abfallen und man merkte 
das die Auslenkung einbrach.

[Christoph Z. (christophz)]

Wenn du wissen willst, was die Galovs wirklich können (egal was auf dem 
Typenschild oder in der Werbung steht) bzw. um sie mit anderen zu 
vergleichen lohnt sich das ILDA Test Pattern zu nutzen. Z. B. hier 
beschrieben:
http://laserfx.com/Backstage.LaserFX.com/Systems/Scanning3.html

[Ben B. (Firma: Funkenflug Industries) (stromkraft)]

Kann man sowieso nicht so genau sagen. Bei Laserprojektoren kommt das 
auf die Masse der Spiegel an (je schwerer, desto träger) auf die 
Antriebsleistung, die man hineinjagen kann, ohne die Dinger zu 
überhitzen. Mit gegebenen Umständen kommt bei Projektoren irgendwann 
eine Grenze, wo scharfe Winkel nicht mehr ausreichend gut abgebildet 
werden können und daß man das auch nicht durch Justage korrigiert 
bekommt. Diese Grenze ist subjektiv bzw. gibt bestimmt messbarere 
Mindestanforderungen was noch abgebildet werden können muss, damit man 
daraus eine bestimmte Geschwindigkeit benennen kann.

[Christian M. (likeme)]

Also alles Daumen * pi, sozusagen. Ich bin bis 90K raufgegangen und 
merkte deutliche Winkelbeschränkung, runde Kanten und ein gewisses 
Unwohlsein der Spiegel, hatte Angst die Zerbrechen. Das Pattern oben ist 
eine gute Idee für einen Vergleich untereinander.

[Rainer W. (rawi)]

Ben B. schrieb:
> Diese Grenze ist subjektiv bzw. gibt bestimmt messbarere
> Mindestanforderungen was noch abgebildet werden können muss, damit man
> daraus eine bestimmte Geschwindigkeit benennen kann.

In der Elektronik gibt es für ein lineares System mit 
Tiefpasscharakteristik den Begriff "Bandbreite", der charakterisiert, ab 
welcher Frequenz sich die Amplitude auf 71% gegenüber einem DC-Signal 
reduziert und das Ausgangssignal 45° phasenverschoben ist.

Mit "subjektiv" hat das wenig zu tun.

[Joachim M. (jmlaser)]

Der "ILDA"-Standard funktionert zur Geschwindigkeitsermittlung nur dann, 
wenn man sich auch an den Standard hält (was viele Galvohersteller zum 
"Frisieren" ihrer Angaben nicht tun).
Dazu gehört:
1. Es muss das originale ILDA-Testbild genommen werden.
2. Der Ausgabewinkel muss so eingestellt werden, dass das Testbild mit 
einem Winkel von nicht größer als 8° gescannt wird. 8° beziehen sich auf 
das innere Quadrat, nicht auf das gesamte Testbild.
3. Die Ausgabesoftware darf keine zusätzlichen Stützpunkte in die 
Ausgabe interpolieren.

Punkt 3 ist das Problem. Denn fast jede Software erzeugt für die Ausgabe 
zusätzliche Zwischenpunkte. Das geht daher so gut wie nicht, weil mehr 
Stützpunkte eine schnellere Ausgabe in Kpps ermöglichen, ohne dass das 
Galvo wirklich schneller scannt.

Man kann (wie jemand bereits vorgeschlagen hat) die Messung auch mit 
einem Funktionsgenerator machen.
Sinusgenerator an einen Kanal und eine Linie projizieren. Die Linie soll 
beim langsamen Scannen einen Auslenkwinkel von 8° x 1,41 = 11,3° 
ergeben.
Dann die Frequenz so lange erhöhen, bis die Linie noch 70% ihrer vorigen 
Länge hat (also jetzt 8° Auslenkwinkel). Das ist die Grenzfrequenz. Da 
sollte dann irgendwas zwischen 2KHz und 4KHz herauskommen.
Diesen Wert multipliziert mit 12 ergibt die Geschwindigkeit nach ILDA 
"Kpps".

Warum Linie mit Sinussignal Auslenkwinkel 11,3°?

Weil das Quadrat des ILDA-Testbildes bei 8° bereits die -30% Grenze bei 
Maximalgeschwindigkeit markiert und der Kreisdruchmesser beim sehr 
langsamen Scannen der Diagonalen des Quadrats entspricht.

Warum Frequenz multiplizieren mit 12?

Der "Geschwindigkeitsmesser" im ILDA-Testbild ist die Kombination aus 
dem inneren Quadrat und dem Kreis.
Das Bild ist so erstellt, dass der Kreis aus 12 Punkten besteht.
Er berührt das Quadrat an den äußeren Ecken. Der Durchmesser entspricht 
also der Diagonalen des Quadrats.
Erhöht man die Scangeschwindigkeit solange, bis der Kreis die 
Seitenlinien des Quadrats berührt, also "innen" anliegt, dann wurde die 
Amplitude genau auf 70% reduziert, exakt auf 70,71%. Denn nun entspricht 
der Kreisdurchmesser der Seitenlänge des Quadrats, was bekanntlich 1 / 
Wurzel aus 2 der Diagonalen ist.
Da der Kreis aus 12 Stützpunkten besteht, muss man nun die eingestellten 
"Kpps" durch 12 teilen und erhält die Kreisfrequenz. Oder umgekehrt die 
an einem Funktionsgenerator eingestellte Sinusfrequenz x 12 nehmen um 
die "Kpps" zu erhalten.

Die kürzeste Steigzeit der Galvos erhält man, indem man aus der 
Kreisfrequenz die Periode herleitet und diese durch 2 teilt.

Beispiel gemessene Frequenz 2,5KHz. "Kpps" = 2,5 x 12 = 30 Kpps.
Steigzeit = 1 / 2,5 KHz / 2 = 0,0002s = 200µs.

Da Showlasersoftware immer zusätzliche Stützpunkte hineininterpoliert, 
und der Kreis dann bei der Ausgabe nicht aus 12 sondern z.B. aus 36 
Punkten besteht, kann man da auch mal gerne "90K" scannen, obwohl die 
Galvos nur 30 können.
Wenn man es schafft, bei seeeehr langsamer Ausgabe, die wirkliche Anzahl 
der Punkte auf dem Kreis zu zählen, kann man natürlich auch mit diesem 
Wert rechnen. Einfach die gezählte Punktanzahl / 12 und die an der 
Software angezeigten "Kpps" durch das Ergebnis teilen.
Die Funktionsgeneratormethode ist aber die genauere Methode.

Nochwas: Eine gemessene Geschwindigkeit sagt nichts über die Qualität 
der Galvos aus, z.B. Linearität, Wiederholgenauigkeit, Hysterese 
(Reibung) usw.

Jetzt ist natürlich auch klar, dass die Angabe der Frequenz bzw. "Kpps" 
immer nur in Verbindung mit dem Auslenkwinkel gültig ist.
Wenn ein Galvo mit 50K angegeben ist, kann es schon sein, dass es bei 1° 
diesen Wert erreicht, aber bei 8° nur noch 25K.

Gruß
Joachim