Selbstbau-Laserleistungsmesser

Post by **lasafreak** » Mon 08 Oct, 2007 9:28 pm

ehm
kann sein das ich gerade ne typnr duch einander haue lm386 muss es sein

des weiteren wo ich das mit dem wiederstand weis werde ich das mal testen
aber so genau kann das nicht stimmen (die hälfte geht verloren an der oberseite)

naja gleich mal testen

ich poste die results

mfg hendrik

Post by **juk** » Mon 08 Oct, 2007 9:55 pm

Na ja, die hälfte kann nicht sein, du solltest den mit Wärmeleitkleber festkleben. Die Wärmeleitung von Aluminiumoxyd-Keramik (daraus besteht die Grundplatte des Peltier-Elementes und eines SMD-Widerstandes) ist immer noch um einige Faktoren besser, als die von Luft.

Ich schätze, es gehen ca 10% verloren.

Wenn du den Widerstand (die Widerstände) auch noch mit der Schichtseite zum Peltier hin montierst, dann ist das natürlich noch besser.

Die Ergebnisse von dem Design mit dem Widerstand sind ja auf dem LF-Treffen verglichen worden und die Kalibrierung alleine mit dem Widerstand war überraschend gut. Hätte ich so nicht gedacht.

Post by **lasafreak** » Mon 08 Oct, 2007 11:40 pm

so
ich habe mal gespielt
resultate:

220 ohm wiederstand an 5 volt = 113 mW
ich hatte nur leider keine smd wiederstände deshalb habe ich das ganze mit n bischen wärmeleitpaste gemacht

raus kam das die kalibrierung von mit gerade nicht stimt

in echt sinds alles ein pahr mW mehr

(ich habe geteilt durch 27 raus kan das geteilt werden muss durch 26.4)

wie gesagt werde ich im laufe der nächsten tage mal mein bestes geben ein messgerät zu regeln (der wo ichs leien darf braucht es jetzt doch noch mal eben n pahr tage)

zur not werde ich in den holländischen herbstferien (fangen samstag an und dauern ne woche) in deutschland mal einen freak aufsuchen

weis jemand irgenwen in umgebung aurich / emden (ostfriesland) mit nem messgerät ???

mfg hendrik

Post by jp » Tue 09 Oct, 2007 4:32 pm

Wie versprochen habe ich den kompletten Schaltplan zu meinem Gerät jetzt verfügbar gemacht. Bitte um Entschuldigung, dass es etwas gedauert hat:

http://www.put-on.de/lpm

Siehe Schaltplan.

Der Schaltplan kann mit der EAGLE-Freewareversion 4.16 bearbeitet werden. Ein Leiterplatten-Layout habe ich allerdings noch nicht erstellt. Wie man sieht, ist das Gerät eigentlich sehr einfach. Meines ist mit Lochrasterplatine gebaut und die Widerstände zur Bereichsumschaltung sind direkt hinten auf die Stufenschalter gelötet. Wenn man eine Platine entwerfen möchte, dann würde ich die zwei Stufenschalter direkt auf die Platine löten, so daß man die gesamte Platine mit Schaltern an die Frontplatte schrauben kann.

Ich habe die überall gut erhältlichen LORLIN-Drehschalter vorgesehen. Leider gibt es da keinen 7-fach Umschalter, nur 6-fach. Damit ist die Batterieteststufe momentan entfallen.

Einige Erläuterungen zum Bau werde ich auch noch verfassen.

Viele Grüße
J.P.

Post by jp » Tue 09 Oct, 2007 5:37 pm

Das geht schon,

aber nur mit dem LM386 und keinem üblichen Operationsverstärker. Der LM386 ist als Audio-Verstärker gedacht und sein Verstärkungsfaktor ist intern auf 20 eingestellt. Das Erhöhen der Verstärkung mit dem Kondensator dürfte nicht gehen, weil das nur die Wechselspannungsverstärkung erhöht.

Es sollte mich aber wundern, wenn mit dem LM386 ein stabiler Offset möglich ist. Nun ja, wenn man ohnehin nur 100 Milliwatt und mehr messen will, fällt der Offset nicht ins Gewicht.

Mir persönlich gefällt ja die Analoganzeige besser weil man leicht erkennt wann der Wert sich stabilisiert hat. Nur sind so schöne Analoginstrumente inzwischen wahrscheinlich nur noch auf dem Schrottplatz zu finden.

Wenn man schon eine CPU im Gerät hat, könnte man ganz was feines machen, um die Wartezeit bis die Anzeige stabil ist zu verkürzen: Bei konstanter Laserleistung ist der Anstieg der Anzeige eine Exponentialfunktion. Das heisst, der angezeigte Wert steigt anfangs linear mit der Zeit und schleicht zum Schluss unendlich langsam gegen den Endwert. Man könnte die CPU eine Exponentialfunktion anpassen lassen und auf den Endwert extrapolieren. Dann würde bereits nach wenigen Sekunden der Endwert angezeigt. Im Prinzip würde es genügen die Anstiegsgeschwindigkeit der Peltier-Spannung in den ersten Sekunden auszuwerten. Die CPU müsste am plötzlichen Anstieg des Signals erkennen, dass ein Strahl auf den Messkopf gerichtet wurde und dann die Auswertung beginnen. Der Detektor muss dazu aber vorher abgekühlt sein und die Strahl-Leistung muss konstant sein, sonst geht das schief.

Viele Grüße
J.P.

juk wrote:Sagen wir mal so, eigentlich geht das gar nicht, so wie er es gezeichnet hat.

Ein OP-Amp hat Open-Loop eine riesige Verstärkung, ca 1Million fache Verstärkung. Lege ich an so einen Open-Loop beschalteten OP-Amp jetzt eine winzig kleine Eingangsspannung an, so wird die mit der Leerlaufverstärkung von 1Million verstärkt. Lege ich also 1mV an, so würde der 1000V ausspucken wollen, geht natürlich nicht, also geht der in die Begrenzung.

Außerdem ist so ein Open-Loop beschalteter OP-Amp nicht sonderlich Stabil, in jeder hinsicht...

Post by **lasafreak** » Tue 09 Oct, 2007 6:11 pm

[/quote]

hmm das miut der funktion ist überhaupt mal ne idee die ich noch garnicht gehabt habe

heute abend mal schauen

des weiteren siet man auch auf der digitalanzeige sehr gut wan der endwert erreicht ist (der bildschirm aktualisiert im 10mS takt )
ich bleibe bei digital

kann mir jemand vieleicht n print screen von dem schaltplan machen (habe leider kein eagle)

mfg hendrik

ps : weis nun jemand nen freak in ostfriesland (emden / aurich) der ein gutes messgerät hat

Post by **roadrunner98** » Tue 09 Oct, 2007 7:33 pm

Hai,

LasaFreak wrote:kann mir jemand vieleicht n print screen von dem schaltplan machen (habe leider kein eagle)

Warum lädst du dir nicht die Freeware runter?
Kannst du dir das Ding anschauen. Und auch Schaltpläne und Boardlayouts erstellen.

Gruß

Post by **lasafreak** » Tue 09 Oct, 2007 10:34 pm

und ich dachte eagle kostet geld

Post by **josch64** » Tue 09 Oct, 2007 10:59 pm

@JP:

Im D4Thing ist diese Funktion implementiert.
Man kann den Wert sogar einstellen, damit das Ergebnis
nicht über das Ziel hinausschießt.

Ich denke ehrlich gesagt, dass das der Grund für das schnellere Ansprechverhalten ist, und nicht das kleinere Peltier.
Denn die Fläche, die vom Laser erwärmt wird, ist doch immer gleich groß, oder?

Grüsse

Joachim

Post by jp » Wed 10 Oct, 2007 9:54 am

Ja,

denke auch dass es daran liegt dass das D4Thing so schnell einen stabilen Wert zeigt. Das Peltier ist zwar kleiner aber nicht sooo viel. Mein 15x15 mm "Conrad-Peltier" ist ziemlich träääääge , man kann erst nach 45 Sekunden ablesen. Ein größeres Peltierelement reagiert schon träger weil es mehr Wärmekapazität pro Fläche hat und dicker ist (mehr Wärmewiderstand pro Fläche). Aber so groß kann der Unterschied nicht sein. Beim D4Thing steht der Wert nach wenigen Sekunden.

Allerdings braucht so eine Auswertung der Anstiegszeitkonstante ganz schön Intelligenz in der CPU (oder besser gesagt im Hirn des Programmierers). Ich könnte mir vorstellen dass es Probleme gibt, wenn man so ein Gerät benutzen will um die Leistung zu optimieren, also die Leistung dauernd schwankt. Das könnte die Software durcheinanderbringen.

Viele Grüße
Jürgen

josch64 wrote:@JP:

Im D4Thing ist diese Funktion implementiert.
Man kann den Wert sogar einstellen, damit das Ergebnis
nicht über das Ziel hinausschießt.

Ich denke ehrlich gesagt, dass das der Grund für das schnellere Ansprechverhalten ist, und nicht das kleinere Peltier.
Denn die Fläche, die vom Laser erwärmt wird, ist doch immer gleich groß, oder?

Grüsse

Joachim

Post by jp » Wed 10 Oct, 2007 10:35 am

Dachte ich mir auch schon dass nicht gleich jeder EAGLE installieren will.
Hier ist ein Screendump:

http://www.put-on.de/LPM/Schaltplan.jpg

Noch eine Anmerkung zum Schaltplan: Mit den beiden Bereichs-Trimmern R6/R7 wird das Verhältnis der beiden Skalen des Instruments eingestellt. Es gibt Instrumente mit 1/3 oder 2/5 Doppelskala. Ich habe Messbereiche 10/30/100/300... Dann muss R7 zum Beispiel 300K und R6 100K sein. Ich habe dazu Festwiderstände mit 1% Toleranz verwendet (R6=100K/R7=3x100K in Serie). Bei einem Instrument mit 2/5 Verhältnis der Skalen muss R7 2,5 mal R6 sein. Dann bekommt man Messbereiche 20/50/200/500....

Ist das Verhältnis R6/R7 eingestellt, kann man mit R8 zur Kalibrierung die Empfindlichkeit des Instruments einstellen.

Ein Digitalinstrument hätte wegen der besseren Auflösung den Vorteil, dass man die Zahl der Messbereiche drastisch reduzieren könnte. Ich würde sagen, es reichen dann zwei Bereiche: 100mW und 3Watt. Es muss ja nicht gleich eine CPU dahinterstecken, eines der üblichen billigen Digital-Einbauinstrument mit 200mV Vollausschlag genügt.

Viele Grüße
J.P.

LasaFreak wrote:

kann mir jemand vieleicht n print screen von dem schaltplan machen (habe leider kein eagle)

mfg hendrik

ps : weis nun jemand nen freak in ostfriesland (emden / aurich) der ein gutes messgerät hat[/quote]

Post by **floh** » Wed 10 Oct, 2007 10:55 am

eines der üblichen billigen Digital-Einbauinstrument mit 200mV Vollausschlag genügt.

ich würde nicht das billigste nehmen, meiner Erfahrung nach sind die nämlich ab 201mV tot. Jedenfalls verzeihen sie nix und meine Schutzdiode hatte eben was um die 0,7V rum. Bessere Messdinger haben da einen eigenen Schutz eingebaut der dann auch verhebt.

Post by **hubert** » Thu 11 Oct, 2007 12:47 pm

Der LM386 ist kein Spannungsregler, sondern ein Audioverstärker der Je nach Ausführung 300mW bis 1,2W an 4 Ohm liefert. Datenblatt: -->http://www.datasheetcatalog.com/datashe ... M386.shtml
Ist zwar nicht die optimale Auswahl für diesen Zweck, aber funktioniert.

Post by **lexa** » Sun 21 Oct, 2007 12:11 pm

Hoi

Also ich wollte mich mal ganz herzlich bei JP bedanken !!!!
Echt super, das du das Projekt hier veröffentlich hast !!

Schon mach, nach einer justage mit Leistungsmesser, mein ALC 70mW mehr

Greetz Axel

Post by **hubert** » Fri 26 Oct, 2007 3:27 am

Hallo,
ich hab mir leider die falschen Peltierelemente besorgt, da scheinen die einzelnen Elemente zu jeweils 4 in Reihe und davon mehrere parallel geschaltet zu sein, wodurch die Ausgangsspannung unterschiedlich ist, wenn ich nur einen kleinen Punkt oder eine größere Fläche beleuchte. Abhilfe habe ich geschaffen, indem ich eine passende Kupferplatte(15*15*5mm) mit Wärmeleitkleber auf das Peltier geklebt habe, die die Wärme verteilt.
Als Verstärker benutze ich einen high precision low offset low drift OPAMp von Microchip, ich hoffe mal daß damit die Messung genau genug ist.
Das ganze ist an einem PIC 18F4550 angeschlossen, die Software muss noch erweitert werden.
Bisher habe ich nur andere Messbereiche implementiert. Frequenz, Pulsweite, Temperatur, Luxmeter, Spannung 0..5V, Kapazität.

Post by **gento** » Fri 26 Oct, 2007 3:58 am

must Du Überall , immerzu , Dein Allwissendes ,könnte,kann,womöglich, weiss nix abgeben ? @Kamen´/Hubert

Gento

Post by **hubert** » Sat 27 Oct, 2007 12:01 am

Ok, ich habs nunmal so gemacht, aber falls es keinen interessiert und weil ich null Bock auf weitere dummdreiste Kommentare hab, werd ich nur noch was von mir geben, wenn ich gefragt werde.
Freu dich, Gento, jetztz bist du wieder der Allwissende

Post by **gento** » Sat 27 Oct, 2007 2:45 am

irgendwas , was bei bei Dir Lasertechnisch geht @Hubert, über Mot1 Qualität ?

Abgesehen vom in der Kammer Träumen .

Gento

Post by **lexa** » Sat 27 Oct, 2007 9:37 am

Morgen

Ich kenne jetzt Zwar nicht die Vorgeschichte, zwischen euch beiden.
Aber wäre es schlimm wenn nicht?

Ist es jetzt schon eineVorraussetzung für Anmeldung im Forum mindestens 200mW RGB und k12 zu haben

axel

Post by **equal** » Sun 28 Oct, 2007 11:18 am

Hallo Laseristen,

das Konzept von JP für ein kalorisches Leistungsmessgerät ist wirklich gut. Beim Nachbau hatte ich das grundsätzliche Problem die notwendige Spannungsverstärkung zu dimensionieren. Nirgendwo fand ich eine Dokumentation der zu erwartenden Ausgangsspannung eines Peltier Elements bei einer gegebenen Temperaturdifferenz. Auch stellte ich mir die Frage: ist das Verhältnis der aufgebrachten Wärmeleistung zur Ausgangsspannung wirklich linear?

Da ich denke das die Ergebnisse meiner Messungen von allgemeinem Interesse sind, möchte ich sie hier veröffentlichen:

Kühlkörper 2,3 Kelvin/Watt
Peltierelement TEC1-1703 von Conrad Bestellnummer 193550
Heizwiderstände: 10 mal 10 Ohm 1/8 Watt = 100 Ohm 1,25 Watt aufgeklebt mit Wärmeleitkleber

Heizspannung - Heizleistung - Ausgangsspannung
2,24 Volt - 50 mW - 5,7 mV
3,16 Volt - 100 mW - 11,3 mV
4,47 Volt - 200 mW - 21,9 mV
6,32 Volt - 400 mW - 43,5 mV

Wie man sieht ist das Verhältnis zwischen aufgebrachter Wärmeleistung und Ausgangspannung ausreichend linear. Bei Verwendung eines Digital Messinstruments mit dem Messbereich 0-1999 mV ergibt eine Spannungsverstärkung von knapp 10 einen Messbereich von 0-1999 mW.

Vielen Dank an JP für sein gut ausgearbeitetes Konzept.

Gruß ... equaL (Erik)

Post by **lasafreak** » Fri 09 Nov, 2007 2:11 am

so leute ich kicke das topic mal

alsooooo das messgerät scheint gut zu funktionieren

(habe abgeglichen mit nem neuen lasermodul

)

-edit-
habe jetzt nochmal checken können mit meinem neuen blauen der 105 macht (gemessen mit lasercheck) mein messgerät hat 106 angezeigt
-edit-

also wie versprochen gibts jetzt den source code
ne beschreibung wie man alles auf den controller bekomt mache ich wenn ich zeit habe auch noch

für leute die sich mit µC auskennen:
ich habe mit bascom avr gearbeitet, man muss im source code noch angeben mit welcher zahl das ganze rechnen passiert (ZEILE 80)

damit man die zahl berechnen kann muss man einmal den code einfach so wie er ist auf den controller werfen.
dan einmal einschalten und im debug mode reingehen (einer der 3 schalter)
dan einmal schauen was für eine zahl aufm display steht
aufschreiben!
dan in zb nen 50mW laser halten und warten bis die zahl stillsteht
wieder ablesen und aufschreiben

der rest der berechnungen stehen im script

(wie man die richtige zahl berechnet steht als comment dran

)

nun wünsch ich allen die selber bauen wollen viel erfolg

in der zip ist alles was man braucht (schaltpläne und code)

PS: wer hilfe braucht darf sich gerne bei mir melden, entweder hier im topic , per pm oder auf msn

ICH GEBE KEINE GARANTIE DAS ALLES RICHTIG IST !!! wer wegen dem schaltplan sein lcd oder sonst was sprengt ist selber schuld

Post by **kollimann** » Mon 26 Nov, 2007 4:53 pm

So ich habe meine erste Version der Harware mal fertig. Ichg bin noch nicht richtig glücklich damit, aber kommt Zeit kommt Rat.

Platine ist nicht größer als das Display selbst und wird per Steckverbindung hinten auf das Display gesteckt.

[/list]

Post by **fl-consult** » Mon 26 Nov, 2007 10:36 pm

Hi,

dann mach ich hier auch mal mit

Heute ist mein Leistungsmessgerät fertig geworden.
Leider nur auf Lochraster (hatte keine Lust ein Layout zu machen und das Ätzbad aufzubauen).

Hab nur ein Problem im Vergleich mit dem Die4Laser Messgerät bemerkt:
Wenn man den Laser vom Sensor nimmt, dauert es ewig bis er wieder auf "Null" kommt.
Wie kann man das Problem beheben (Hardware oder Software verändern?)
Da ich mich erst seit einigen Tagen mit dem Thema Atmel befasse, bin ich leider noch nicht so fit

Hier mal einige Bilder vom Aufbau und Gerät.

PS: den Sensor hab ich mit hitzefester (Ofen schwarz) matten Farbe lackiert - geht ganz gut.

Als Anschluss hab ich mich für eine 8-polige Buchse entschieden.
Pin 1-5 zum proggen
Pin 7 und 8 für den Sensor

Datenkabel weg, Sensor ran - alles über einen Anschluss

Viel Spass beim basteln

Gruß, Frank

Post by **lasafreak** » Wed 28 Nov, 2007 9:42 am

BOA EY der letzte ist aj geil ^^

da hat wohl jemand ne neue soft gemacht ????

Post by **thomasf** » Sun 02 Dec, 2007 3:32 pm

hi,

nicht schlecht nicht schlecht.

aber nochmal eine frage wo kauft man denn am besten solche kleinen peliers?

gruß thomas

Post by **fl-consult** » Sun 02 Dec, 2007 4:13 pm

Hi Thomas,

ich kenne nur eine Quelle für kleine Peltierelemente:

http://www.peltierelement.de/gruppe.php ... 1&SGrpID=3

Da kosten allerdings 2 Stück mit 8mm x 10mm satte 52 Euro + MwSt !!!!

@ all:
Auch von mir die Frage:
Wo kann man die Teile günstiger einkaufen?

Danke

Gruß, Frank

Post by **guido** » Sun 02 Dec, 2007 4:30 pm

Hallo Frank,

für die Grösse ist das recht günstig....
Frag mal unseren Mr. Burns was der an Peltiers einsetzt

Conrad 15x15mm gibs für nen 10er aber die dürften dann
wohl zu träge sein denke ich...

Post by **fl-consult** » Sun 02 Dec, 2007 6:29 pm

Hallo Guido,

genau dieses Problem hab ich hier.
Peltier mit 15x15mm aus der Bucht für 5 Euro - sehr träge.

Dann werd ich morgen mal bei Peltierelement.de den 2er Satz bestellen.

Gruß, Frank

Post by **hubert** » Mon 03 Dec, 2007 12:23 am

Auch auf die Gefahr hin, daß ich wieder nen dummen Spruch bekomme....
Das Pelztier im 2 er Set von Ebay hab ich auch.
dauert bei 100mW bis 1W ca. 1min bis sich ein stabiler Wert einstellt.
Den 1. Kopf habe ich mit Kerzenruß geschwärzt, allerdings hat sich an einigen Stellen auch Wachs abgesetzt, da wird dann ein Teil der Strahlung reflektiert.
dann habe ich das 2. Pelztier genommen, einen neuen Kopf gebaut und das Peltier mit Zeichentusche geschwärzt, das klappt sehr gut. Die Widerstände zum Abgleich habe ich beim 2. nicht auf das Peltier geklebt, weil die die Farbe nicht annehmen.
Über das Peltier habe ich ein kleines Kästchen mit nem Rohr gebaut um Einflüsse wie Luftzug zu vermindern.
Z.Zt. benutze ich zur Anzeige immer noch ein güstiges Panelmeter (3€) mit 2000mV Anzeigebereich. Als OP einen TC913b mit automatischem Offsetabgleich.
Ein kleiner Tipp zum Abgleich, die Leistung am Widerstand nicht über die Spannung einstellen, da dabei durch den Spannungsabfall in den Zuleitungen weniger Leistung an den Widerständen ankommt als berechnet. Genauer ist es, wenn man den benötigten Strom berechnet und damit die Leistung einstellt.

Post by **Dr. Burne** » Mon 03 Dec, 2007 8:23 am

Hi,

mal ne Frage am Rande, wieviel Geld und Zeit habt ihr schon in das Projekt gesteckt?

Was mich persönlich nerven würde ist die lange Ansprechzeit.

Gruß Stefan

Post by **roadrunner98** » Mon 03 Dec, 2007 11:03 am

Hai,
ich hab auch mal ne Frage,
hat schon mal einer mit NiCrNi Fühlern experimentiert?
Die Dinger sind ja sehr empfindlich und die ansprechzeit
auch sehr akzeptabel!
Wenn nicht werd ich's wohl demnächst mal testen.

Gruß

icelase · Post by **icelase** » Fri 01 Feb, 2008 4:00 pm

moin moin

,

also das Projekt scheint ja "geglückt" zu sein und das Messgerät was zu taugen

Werde es mir deshalb bald nachbauen

Gibt es sonst noch irgendwelche dinge auf die man achten muss?

Gruss,
Frank

Post by **stoppi** » Tue 05 Feb, 2008 1:09 pm

Hallo an alle!

Habe das Leistungsmessgerät auch nachgebaut.

Der Zusammenhang zwischen Heizleistung und Thermospannung ist nahezu ideal linear, nur gebe ich zu bedenken, dass meiner Meinung nach im Gegensatz zum Laserstrahl beim Erhitzen über die Widerstände mehr Energie übertragen wird. Beim Laserstrahl ist der Reflexionsgrad bei weiten nicht 0%. Demzufolge zeigt das Gerät für Laserstrahlen eine zu geringe leistung an.

Habe dann einfach über Laserpointer "bekannter" Leistung kalibriert. Bin aber mit der Funktionsweise sehr zufrieden.

Jetzt fehlen nur noch anständige Laser und ein Scanner. Die Leistung kann ich ja nun zumindest einigermaßen bestimmen. Logische Bastelreihenfolge, oder nicht....

Liebe Grüße und bis zum nächsten Projekt, Christoph

Post by **Dr. Burne** » Tue 26 Feb, 2008 3:52 pm

Hi,

habe mal einen interessanten Link dazu gefunden.

Dort sieht man auch, warum man bei typischen Coherent Sensoren mittig auf den Kopf strahlen sollte.

http://www.coherent.com/Applications/in ... PageID=119

Gruß Stefan

Post by **werner_b** » Mon 03 Mar, 2008 8:48 pm

Hallo zusammen,

für die, die noch nachbauen wollen:

Es gibt das "Conrad-Apotheken-Element" 15 X 15 mm auch hier

_ Südpfalz !!_

für die Hälfte vom Geld

! 5 € !

Auch andere Größen sind dort sehr günstig.

Gruß W.

http://www.wimo.com/cgi-bin/verteiler.p ... nte_d.html

www.LaserFreak.net

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Geht schon

Re: Geht schon

Re: Geht schon

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