Thunderlaser PCB Creator

[Death]

Guten Abend Freunde des gebündelten Lichts

Ich möchte Euch hier nichts Schuldig sein und auch mal meine Diodenarbeit vorstellen

Angeregt durch ein Video aus einem Makerlab wurden meine damaligen ersten Erfahrungen mit Laserdioden doch wieder geweckt.

Ich konnte an nichts anderes mehr denken

Da ich einige Lasercontroller für CO² Cutter hier habe, wollte ich einen dafür abzweigen, um mir einen PCB Creator zu basteln.

Erstes Ziel -> Lichtdichtes Gehäuse

Hab ich auch durch nen absoluten Zufall gefunden. Ich wollte erst nen kleinen Netzwerkschrank koofen und diesen dann Lichtdicht machen, hab auch fast einen gekooft aber irgendwie war ich eine Millisekunde davon entfernt.

Also habe ich bei Ebay noch mal Aluminiumgehäuse eingegeben und siehe da... da taucht eines auf, frisch eingestellt mit Sofortkaufoption.

War direkt hin und weg...... KAUFEN.









Ist ein Industriegehäuse und kam runde 80 Taler plus Versand, ein Schnäppchen für so ein Hochwertiges Gehäuse 8o . Der kleine Netzwerkschrank wär och nich billiger gewesen und ich hätte den noch Lichtdicht machen müssen...


In dem Gehäuse war eine Vorgefertigte Öffnung für einen Montagearm zur Anbindung an eine Maschine ( CNC o.ä ).

Diese Öffnung wurde Gedanklich sofort die Öffnung für die Kabeldurchführung zum Display.

Das Front und Bodenmaterial ist aus 3mm Alu, an dem Deckel müsste noch nen Griff zum Wegschmeissen und alles wird gut.

Nu musste das Display ja noch irgendwie da drann.... Reichelt Alu-Topline vom Bopla.

Als Diode kam von Insane-Ware eine Diode 405nm 175mW zum Einsatz mit TTL Treiber.


Wichtig war mir wie schon gesagt die Lichtdichtheit.

Alles einbauen, bissle Flexen, paar Bohrungen hier und nen paar Bohrungen da... justieren hier und messen da ...

Einschalten und Controller programmieren... kalibrieren und Diode testen ...

Bereit zum ersten Lasern einer Platine

Also ... Schutzbrille uffe Nase An die Farbverfälschung gewöhn ich mich nie

Tja.. mitten am Abend, bei den ersten Laserversuchen einer Platine.... Zack... Diode im Popo.. T.O.H.T. aber sowas von....


SCHEI .... benkleister ....

Denk denk denk ....

Meine alte Diode von damals muss ja noch irgendwo sein .... such such such Treffer

445nm 3A .... Schutzbrille packt den Bereich ... Ergo -> Installieren.

Eingestellt auf 500mA


Entwickler hab ich schon da, Lösung angesetzt per Pi mal Daumen in einer Glasschale ... Platine rein und so schnell konte ich gar nicht guggen wie komplett der Fotofilm von der Platine war .... inkl. der belichteten Stellen

Mist... also nach Anleitung 1 Liter Lösung ansetzen.


Und siehe da.... ein Ergebnis das Foto der belichteten Platine kommt nicht so gut rüber, da machte mir wohl die Cam probleme.


Also die ersten Schritte sind getan















Die Tage gingen ins Land und gestern und heute konnte ich weiter testen.

Zwischendurch musste ich die Schrittmotortreiber austauschen, beim scannen haben die eine Schräge erzeugt.

Ich hab zwei Treiberplatinen da, einmal TTL und einmal PWM für die Diode. Mit beiden habe ich unzählige Versuche angestellt, aber für hohe Scangeschwindigkeiten sind die nicht gemacht. Zur Anmerkung : Ich kann mit dem Thunderlaser Controller CW- oder RF Röhren ansteuern.

Egal welche Platine ich für den CW Modus genommen habe, ich hatte ab einer gewissen Geschwindigkeit nur Sorgen.

Heute Mittag habe ich dann in den RF Modus geschwenkt und es ging etwas besser.


Im PWM Modus bei 10mm/s - ScanGap ( zeilensprung ) 0,1000 - 25% leistung von 500mA mit der PWM Platine im RF Modus ....



.... ein sehr sehr zufriedenstellendes Ergebnis bei, ich gebe zu, leider langsamen 40min Bearbeitungszeit

Alles über 10mm/S / Scangap > 0,1000 / > Leistung a´25% führt in die Heisenbergsche Unschärferelation oder direkt an den Ereignishorizont und darüber hinaus.

Bedeutet.. es franst aus, es fehlt was, es wird nicht richtig belichtet.

Hier mal einige Mißlungene Beispiele von etlichen....



Ich denke mal, das ist den Treibern und auch der Diode (445nm) geschuldet.

Ich brauch zum Weitertesten eine neue Diode ( 405nm ) und nen anderen Treiber ( KSQ ). Die jetzigen Treiber sind einfach viel zu lahm um schneller zu verfahren und/oder hinken hinterher/zünden zu spät, oder blitzen sogar beim zünden extrem auf und verfälschen den Belichtungsprint.

Zündtest

Da sind ganz schreckliche Ergebnisse bei rausgekommen


Aber egal ...


Hoffe, konnte so meine Bastelarbeiten mal nen bissle rüberkommen lassen


Gruß
Michael

[Death]

Übrigens gilt mein Meckern an den Treibern nur für den Scan-Modus.

Vektoren kann man mit den Diodentreibern ohne Sorgen abfahren Das hab ich damals mit der PWM Platine auf meiner CNC gemacht

[VDX]

Hallo Michael,

kannst du deine Pulsraten bzw. Frequenzen abschätzen?

Ich entwickle meine KSQ's für die Ansteuerung der Laserdioden selber und komme mit denen je nach Strom von bis zu 50kHz bei 10A oder bis zu 500kHz bei 2A Maximalstrom - hängt auch etwas vom Mikrocontroller ab, den ich einsetze ... könnte auch bis zu 2MHz bei <=1A ...

Meine CNC-Steuerungen schaffen bis zu 100kHz Taktraten für die Stepper-Endstufen mit einem STM32F4Discovery oder bis zu 500kHz mit einem BeagleBoneBlack-Controller.

Mit einer etwas modifizierten/optimierten Isel-Miniflat mit Servomotoren statt Steppern komme ich bei 2.5µ "Schritt"(Encoder)-Auflösung auf bis zu 150mm/s, ab >80mm/s oszilliert die Mechanik aber wegen der langen Z-Achse, so daß ich bei feinen Details nur bis zu 50mm/s verfahre ... beim zeilenweisen "Abscannen" und etwas "Überstand" fürs Ausschwingen nach dem Richtungswechsel könnte ich bei entsprechender Erhöhung des Endstufenstroms aber auch bis zu 300mm/s schaffen.

Hier übrigens eine anderer Aufbau mit Zahnriemen in XY, mit dem ich in diesem Video mit etwa 400mm/s zeilenweise "abscanne"
https://vimeo.com/192913920

Für schnellere/kleinere Teile habe ich mir vorher ein paar XY-Galvo- und XY-Servo-Scanner aufgebaut, mit denen ich mit bis zu 1m/s abscannen kann.

Die letzte Aktion war ein in Teilen zugekaufter und für die Firma aufgebauter kommerzieller XY-Galvoscanner mit 20W-Puls-Faserlaser, der schafft auch noch etwas mehr -- da bin ich gerade dabei, die Pulssteuerung und Verzögerungszeiten einzufahren, damit das mit der Geometrie- und Schraffur-Auflösung auch bei >5m/s noch gut klappt

Viktor

[Death]

Hi Viktor

Nen bissle was kann ich dir sagen


Also im CW Modus sind die Freq. 20KHz , das ist die Standartfrequenz für die ganzen Glasröhren.

Bei den RF Röhren kommt es auf den Hersteller an und auf den Röhrentyp.

Mit Vorzündung ( Plasmabildung meisten 5KHz ) und ab 5KHz wird auch losgelasert bis, ich glaube, bis 100KHZ bei modernen Röhren.

Ohne Vorzündung .. gute Frage... so ne Röhre hab ich nicht hier.

Ich hab ne RF Röhre hier von Spectron. Die Arbeitet mit 5KHz Vorzündung und lasert ab da locker flockig los. Wie hoch die geht , da bin ich jetzt überfragt.

Leider wurde ja Spectron von GSI gefressen und somit kriegt man natürlich keinerlei Informationen von GSI über die RF Röhre.


Die Laserdiode hab ich jetzt auf 20 KHz eingestellt für den PWM Ausgang, können sollte der treiber 200KHz , so hoch kann aber mein DSP Controller nicht....

( zitat Anleitung Diodentreiber : 200 kHz bei <= 500 mA und bis 100 kHz bei <= 1.5 A )

Aber du bringst mich auf ne Idee..... den sollte ich mal hochstellen... auf 100 KHz Vielleicht kann ich dann etwas schneller verfahren



Hoffe konnte nen bissle helfen

[Death]

Cooles Video

In dem PCB Creator ist die Mechanik von einem K40 Chinakracher.

Mit dem obigen Controller habe ich einen selbstgebauten K40 gebaut und habe den bis auf annähernd 600mm/s hoch getrimmt, danach sind die Schrittmotoren gesprungen wie bekloppt. Der hat richtig Gas gegeben, der Laserkopf wiegt ja auch extremst wenig

hab sogar die Bilder noch Online























Der ging ab wie Schmidt´s Katze

[Death]

Hallo Freunde des Lichtes

Es geht weiter. Die China Diode ist am Dienstag gekommen und ich natürlich in Lippstadt

Ich hatte die hier bestellt : 405nm Diode 12Volt

Eigentlich sollte das Ding zwei Tage später bei mir sein, weil aus Bruchsal geliefert, ich bekam dann aber relativ schnell eine Mail von einem freundlichen Menschen, daß das Ding per Air Mail kommen würde.

Gut, kann ich eh nicht ändern, außer selber abholen

Aber, dann kam die Frage, ob ich das Ding für ein 12V Netzteil oder für einen Laser benötige

Klare Antwort : Laser

Der Unterschied : Nicht EIN Anschlußkabel sondern Zwei ( Laser / Fan ) für die NEJE Diodenlaser oder dgl. mit passendem Stecker für die Treiberplatinen.

War ich schon mal von begeistert

Die Verarbeitung ist sauber und ordentlich und fast schon zuviel des guten. Warnaufkleber sind zwei Stück drauf.

Es ist ein KSQ Treiber für 12 Volt verbaut, der im Alublock mit Wärmeleitkleber festgebettet ist.


Testen :

Regelbares Netzteil auf den Tisch und ma vorsichtig die Spannung erhöht.

Bei irgendwo 3 Volt fängt der Lüfter an zu drehen.

Bei 5 Volt fängt die Diode an zu lasern, brennt sich aber noch nicht durch Papier.

Bei 6 Volt geht´s los mit Leistung und es wird das Post-It durchgeschossen.


OK.... funktioniert.


Jetzt kann ich aber für den DF211 die 12Volt Ansteuerung und den KSQ gar nicht gebrauchen.

Ich habe mir vor Wochen den hier bestellt : Lasertack.com Diodentreiber

Der Drang, alles Minimalistischer zu machen, kostet mich Nerven, weil für die kleinen Schraubklemmen brauch man schon Uhrmacherwerkzeug

Aber egal, gestern hatte ich die Gelegenheit genutzt und den Treiber mal langsam aber sicher in betrieb zu nehmen.


Aber : Erst der Schweiß auf der Stirn, dann genießen..... bedeutet : Der KSQ Treiber muss raus.

Hölle Hölle Hölle Wärmeleitkleber muss in China in Massen vorhanden und irre Preiswert sein

Ich hab gekämpft und bestimmt ne Stunde mit vorsichtiger Gewalt versucht, die Diodenaufnahme mit dem KSQ aus dem Kühlklotz zu kriegen.

Aber es ist mir geglückt

Der KSQ ist mit flexiblen Adern an die Diode getackert und das war auch schön so, so hatte ich weniger probleme die Diodenanschlußleitungen zu verlängern.

Der KSQ ist beschriftet und hat mit geholfen, die Diode +-technisch zu verlängern. Von hinten habe ich die Diode noch nicht gesehen, Tonnenweise Wärmeleitkleber, den Popel ich auch nicht weg, ich will die nicht mit Gewalt verrecken lassen.

Wie sich später raus stellte und das werdet ihr gleich auch sehen, ist der Spot leider nen bissle fett. Da scheint also eine Leistungslinse drinn zu sein, diemacht das filigrane nicht möglich. Das selbe habe ich auch mit meiner 3A leistungsdiode gehabt, da ist auch so eine Leistungslinse drinn.

Die Treibereinstellung habe ich diesmal nicht mit der genaugigkeit einer Diplomarbeit gemacht. Die volle Leistung der Diode brauch ich nicht.

Diode mit BIAS zur Laserschwelle gebracht ( 0,2-0,3 Volt == 4% Leistung Laserausgang ) und mit GAIN ( eigentlich 5 Volt, aber die kommen am PWM Ausgang nicht raus, sind nur 3,7 irgendwasvolt == 98% Laserleistung ) zum stärkeren lasern gebracht.

BIAS nochmal leicht runtergeregelt und los ging das testen.

Die Spannung/Diodenstrom muss ich noch mal messen bei dieser Minimikrokleinstplatine, aber da hab ich gar keinen Bock mehr zu

Wie gesagt, die ersten Test´s verliefen erfolgreich, aber nicht filigran genug.

Jetzt hatte ich aber letztens ja die 405 Diode bei Insaneware bestellt und diese Linse macht einen viel kleineren Spot.

Also heute morgen noch die Linse gewechselt. Natürlich war auch hier wieder Wärmeleitkleber benutzt worden und die Drehhilfe mit der Linsenstory zu verkleben.

Gnarf... Zwei Kombizangen und der Kleber verliert gewiss

Alles wieder schick mit Wärmeleitpaste bepinselt und rein mit der Linse in die Drehvorrichtung, die das Fokussieren mal ganzdezent um 500% erleichtert, als nur diese kleine Linsenaufnahme zu benutzen

Alles wieder vertüddeln und vorhin den nächsten Test gefahren.


Und was soll ich sagen.... ich bin begeistert.

Mit 75% Laserleistung und Leistungslinse ( Optimismus pur ) Brauchbar , aber nicht Optibrumm





Mit 50% Laserleistung und Leistungslinse ( Optimismus leicht gebremst ) Brauchbar , aber och nicht Optibrumm, Platine testweise angeätzt.



Mit 30% Laserleistung und Leistungslinse ( Optimismus mehr gebremst ) Brauchbar , aber och och nicht Optibrumm



Mit 20% Laserleistung und Acryllinse ( Optimismus schwer erhöht ) Schick





Alles bei 5mm/s und ~8min Laufzeit


Ich denke mal, sehr brauchbar. Die 48LQFP müsste ich in Sprint-Layout die Fräserbreite von 0,2 auf 0,1 runter regeln, deswegen erkennt man nur komplette Klemmblöcke bei dem Chip. Aber so ne kleine Kinderkacke will ich eh nich löten. Da gibbet auch fertige Adapterplatinen für wenn dann den mal sowas eintreten sollte.




Fazit :

Die Software Sprint-Layout 6.0 ratzfatz mit Isolations-Plot-Datei , Bohrungen werden angekörnt, wenn gewollt ->Top

Der Lasertacktreiber ist sein Geld wert ->Top

Die Chinadiode mit dem Alukühlklotz, sauber verarbeitet, nen bissle viel Wärmeleitkleber aber ansonsten ->Top

Die Acryllinse von Insaneware Deluxe ->Top


..


Mein Thunderlaser PCB Creator ->




Bin fast Wunschlos Glücklich