Laser Galvo Show

[Kitti]

Hallo zusammen,

habe gerade ein Projekt, wo ich mittels STM32 uC einen Galvo laser für eine Lasershow ansteuern muss. Nun habe ich folgende Fragen:
1) welche PWM Frequenz passt am besten für meine 20kpp Galvos?
2) ich stecke noch fest bei der Software. Wie kann ich ein Programm in C# schreiben, das mir die Vektordateien auslest und Koordinaten zum uC schickt?

Bitte um kurze Rückmeldung.

Mfg
Tobias K.

[guido]

Hi,
erst mal ne Menge Grundlagen büffeln...
Galvos brauchen +/- 10V um sich zu bewegen. + nach oben / rechts und - nach unten/links.
Das erledigt eine OP Stufe. Gute, alte Analogtechnik die jeder aus den Fingern schütteln sollten.
Das Futter dieser Stufe kannst du mit einem DAC erzeugen. Manche STMs haben 2 DACs intern. Willst du PWM
nutzen muss die erst mal aufbereitet werden (L/C ).

PC Programm: Erwarte bitte keinen Copy/Paste Code. Google mal das ILDA Format. Das ist ein Standard für Laserfiles.
Dann muss das noch interpoliert und optimiert werden. Galvos mögen keine grossen Sprünge und brauchen winkelabhängig
auch Eckpunktwiederholungen. Vektorrechnung liegt dir ?

[Kitti]

Hallo,
erstmal danke für deine Antwort.
Habe auf meinem STM32 keine DAC´s verbaut, deswegen PWM. Meine Galvos brauchen eine Spannung von +-5V. Diese erzeuge ich mittels OPV Schaltungen (zuerst Subtrahierer, danach Verstärker).
PC Programm sollte eh nicht copy/paste sein .
ILDA Format ist ein guter Punkt, werde ich mir ansehen.
Jetzt noch die Frage: Welche PWM-Frequenz wäre angemessen?

MfG
Tobias K.

[tschosef]

Hallo,

was Guido meinte: typische Galvos werden (soweit ich weis ausnahmslos? **) analog angesteuert... nicht mit PWM....
siehe evtl: https://www.ilda.com/technical.htm

klar, man kann ggf. (falls DAC nicht vorhanden) per PWM und Glättung (Kondensator usw) die Analoge Ansteuerspannung auch selber zusammen fummeln, falls Du das meinst.... Galvos sind aber allgemein relatiev empfindlich... ich weis nicht, ob das eine gute Idee währe (jeglicher Brumm und jede Welligkeit würde sichtbar werden) ==> daher vielleicht doch lieber Digital Analog Converter verwenden... diese kann man ja an den uC auch anschließen...

Zu ** falls es mittlerweile schon digitale Galvos gibt (denen man den Sollwert Seriell oder Parallel sendet) dann hab ich diese Entwicklung verpennt, und bitte um Info)

viele Grüße
Erich

[random]

Der STM32 hat idR. zwei 12 Bit DACs intern, die verwendet werden sollten. Ein wenig OPV und Hühnerfutter und das rennt. PWM würd ich für Galvos nicht machen...
Ansonsten verfügen die STMs über weitaus mehr Rechenleistung als benötigt, sollte sich also locker umsetzen lassen.
Ich würde mir das ILDA Testbild einlesen und in ein einfaches XYRGB Array wandeln, für die Testausgabe.

[lasermax]

schau mal hier, da wird der Galvo mit 63 kHz PWM angesteuert:
https://www.heise.de/select/make/2017/1 ... 9314323365

[jojo]

schau mal hier, da wird der Galvo mit 63 kHz PWM angesteuert:
https://www.heise.de/select/make/2017/1 ... 9314323365

Naja, um eine Harfe mit z.B. 10 Positionen zu machen, wird das reichen.
Die Absolutposition der Strahlen ist in dem Fall total egal. Daher reicht eine Positionsauflösung von 8 Bit. Eigentlich sogar von 5 Bit oder weniger (= 32 Positionen für eine Harfe von genutzten 10 Positionen).

Für Showanwendung kannst Du das vergessen. Zumindest wenn man mehr als ein paar Beams als "Show" machen will.
Eine PWM von 63KHz bei 8Bit ermöglicht eine maximale Ausgangsfrequenz (Frequenz in der sich die Werte der PWM ändern können bzw. die Periodendauer der PWM) von T=4 Millisekunden, 1/T= 247, Frequenz = 0,5*1/T = 123 Hz. Ein gutes Galvo ist ungefähr 20mal so schnell.
Um bei 30K ILDA auszugeben benötigt man eine Ausgangsfrequenz von 2500Hz. dann wäre T=1/2*F = 200 Mikrosekunden. Eine 8 Bit PWM muss dafür auf 1,275 MHz laufen.
Eine gängige 12 Bit Auflösung müsste dafür auf 20 MHz PWM-Frequenz laufen.

Und ohne einen Tiefpassfilter (bei noch höherer nötiger PWM-Frequenz) wird die Ausgabe mit störenden Wellen von 2500Hz überlagert sein, egal wie schnell oder langsam die Ausgabe läuft.

Alles klar?

Gruß

Joachim