Vorstellung, Frage zu 808nm LD

[zunke]

Hallo Laserfreaks,
mein Name ist Gerhard, bin aus Rostock und habe 57 Lenze auf dem Buckel. Von Beruf Dreher, beschäftige ich mich seit etwa 10 Jahren mit Modell- und dem damit verbundenen Maschinenbau. Zum Laser bin ich eigentlich durch das eindrucksvolle Video mit dem Sekonic SPL460 gekommen, der da ein paar Eidechsen per Laser ausschneidet. Da eben so ein Teil noch bei mir rumlag, habe ich es für die geplanten Zwecke entsprechend umgebaut. D.h., externe Ansteuerung mit PWM über Mach3 und eine 5 Achs-Steuerkarte, sowie Anhebung der Y-Achse auf 120mm über Tisch. Das Ganze soll später unter einem komplett geschlossenen Kasten aus Metall mit Deckel und Absaugeinrichtung arbeiten. Fokussierung und sonstige Einstellungen will ich über die freien NC-Kanäle mit Testroutinen bei geschlossenem Gerät durchführen. Eine entsprechende Schutzbrille ist natürlich trotzdem bei allen Arbeiten selbstverständlich, zumal erstes Testobjekt eine 1W 808nm IR-LD werden soll, die aber erst zum Einsatz kommt, wenn der Rest fertig ist.
Nun habe ich folgendes Problem: Beim Einstellen des Stroms am Treiberbaustein mit angeschlossenem Dummy, ist mir aufgefallen, das die Ausgangsspannung nicht unter 3Volt zu bekommen ist, egal was man anstellt. Bei der IR-Diode sind aber 1,8-2,1V im Datenblatt angegeben, also erheblich weniger. Da der Dummy ( 1 Ohm 1W-Widerstand + 3x1N4101)bereits bei 400mA ziemlich heiß wird, geh ich mal davon aus, das sich die LD verabschieden würde.Wie empfindlich sind die Teile eigentlich bezüglich der Eingangsspannung? Nun steht die Frage, entweder zwischen Treiber und LD die Spannung auf 2V herunterzuregeln, gleich einen Treiber der zuverlässig diese Spannung bereitstellt anzuschaffen, oder so es denn geht,die Diode an vorhandenem Treiber anzuschließen. Leider habe ich hier bzw. im Netz noch keine passenden Infos finden können.
Für ein paar Informationen wäre ich sehr dankbar.
Gruß Gerhard

[karsten]

Willkommen im Forum.
Zu deinem CNC-Projekt und Materialbearbeitung per IR-Diode kann ich nicht viel sagen -> nicht mein Fachgebiet, da können dir andere sicherlich besser weiterhelfen. Zu deinem Elektronikproblem kann ich aber folgendes sagen.

Ein LD-Treiber ist eine Konstantstromquelle, d.h. sie liefert den eingestellten Strom unabhängig von der angeschlossenen Last. Abhängig von der Last, stellen sich daabei unterschiedliche Spannungen bei gleichem Strom ein. Um den Strom durch eine niederohmige Last zu treiben, stellt die Konstantstromquelle eine kleine Spannung bereit, erhöht sich der Widerstand erhöht sie entsprechend die Spannung.

Die 3 Volt ergeben sich wie folgt. An einer 1N4101 fallen (näherungsweise unabhängig vom Strom) ca. 0,7...0,8V. Soll durch die Diode ein Strom fließen, müssen diese mindestens anliegen. Damit dreht der Treiber schonmal auf min. 2,1...2,4V auf. Da der Widerstand auch noch da ist, müssen nochmal zusätzlich 0,4V her, damit der Strom von 0,4A fließen kann. Und schon sind wir bei knapp 3V. Bei weniger Dioden wird bei gleichem Strom die Spannung entsprechend geringer.

Schließt du an den Treiber statt der 3 1N4101 und dem Widerstand die LD an, fließen immernoch die 0,4A, aber da die LD niederohmiger ist, stellt sich eine kleinere Spannung ein, nämlich die im Datenblatt angegebenen typischen 1,8...2,1V. Dabei wird zwar weniger Leistung umgesetzt, als an deiner Reihenschaltung aus Dioden und Widerstand, aber warm dürfte es der Diode immernoch werden -> für ausreichende Wäreabfuhr sorgen.

[zunke]

Hallo Karsten,
danke für das Willkommen und die ausführliche sowie verständliche Info. Tatsächlich rührt sich am Treiberausgang ohne Last garnichts. Auf die Idee das mal nachzumessen, bin ich vor Deinem Beitrag nicht gekommen. Zur Kühlung habe ich einen passenden geteilten Klotz mit Ventilator vorgesehen, dessen Luftstrom gleichzeitig die Dämpfe von der Optik fernhalten soll.
Ich hab mal zwei Bilder angehängt. Die Stelleinrichtungen sitzen später zwischen Schlitten und Laserblock und sind noch in Arbeit, da sie erst wegen der viellfältigen Sicherheitshinweise hier mit einbezogen wurden.
Gruß Gerhard

kopf.jpg

Plotter.jpg

[goamarty]

Der Kühlblock sieht extrem massiv aus. Ist das Gewicht kein Problem für den Plotter? Mehr als 1-2W Verlustleistung würde ich bei einer 808nm Diode nicht erwarten.

[zunke]

Hallo,
der Block wiegt komplett 170 Gramm. Dafür ist aber die Stiftmechanik weggefallen. Die Kopflastigkeit wird auf der Gegenseite
noch durch den Treiber mit Kühlkörper ausgeglichen. Ansonsten ist das Teil mit dem Aufbau wie auf dem Bild schon mehrere Stunden problemlos durchgelaufen. Der Plotter war noch richtig Qualität, alles kugelgelagert und sehr genau gearbeitet. Falls es sich als notwendig erweist, kann ich von oben ja noch eine Entlastungsrolle setzen. Die Kühlung ist vielleicht etwas überdimensioniert, soll aber eventuell auch noch für ein stärkeres Kaliber ausreichen.
Gruß Gerhard