500mW Low Budget Laser an Prusa I3? Noob-Alert!

Moin!
Ich habe mir ohne groß nachzudenken dieses günstige Lasermodul gekauft. Holz gravieren tut er ganz gut
[www.ebay.de]
Er läuft nur leider auf 5V und hat auch nur diese Kontakte. Meine Elektronik-Kenntnisse bestehen nur aus wenigen Basics.

Nun die Frage: Wie benutzt ich das Ding?
-Wie kriege ich z.B. aus einem Bild einen Gcode um damit Holz zu gravieren
-Wie schließe ich den an? Er läuft ja blöderweise auf 5V. Eigentlich dachte ich ihn per 12V-5V Step-Down Modul am Extruder-Motor-Ausgangs des Boards zu einfach an/aus zu betreiben, nur leider klappt das wohl nicht so gut. Eine Alternative wäre der PWM-Ausgangs des Boards für den Lüfter, dafür gibt's sogar fertige Software (Img2Gco) extra für den Prusa - nur das wird's schwierig das auf 5V runterzubekommen, oder wie ist das?
-Die Firmware würde ich ungerne ändern, da ich erstens wenig Programmierkenntnisse und zweitens den Drucker gerne als solchen weiterverwenden will.

Bitte klärt mich auf!

Die Frage ist, was Du da für ein Modul hast. So wie sich die Auktion ließt steht da nichts von einer Stromregelung für die Laserdiode und auch nichts zu einem Treiber. Ich würde jetzt erstmal davon ausgehen, dass die Diode ohne Treibermodul geliefert wurde - und dann hast Du Glück wenn sie die ersten Tests überlebt hat.
Die Laserdioden brauchen einen genau geregelten Strom, die Spannung ist hier nicht so wichtig. Ich nutze diesen Treiber - allerdings kann man so einen Treiber auch günstig selber bauen - nur da brauchts ein paar Kenntnisse um zu wissen, was man da tut. (Falls Du gerne dazu lernen möchtest, die Threads dazu sind in der englischen Laser-Cutter Workung Group zu finden gewesen, ich glaube alle relevanten Antworten kamen von VDX. )

Zum Anschluss: Eine im Nachbarthread genutzte Variante ist es, zur Ansteuerung die Extruder-Step-Signale zu nutzen. Die hätten schon 5V, allerdings braucht man dann vielleicht noch eine kleine Schaltung zur Impulsverlängerung.

Ich fürchte jedenfalls, Du kommst nicht drum herum, ein bisschen was neues lernen zu dürfen. Lies Dir doch zum Anfang erstmal das hier durch ...
[reprap.org]
... und beachte auch die Hinweise am Ende: Schutzbrille und Absaugung sollte man nicht ignorieren. Meine Absaugung ist selbstgedruckt und für wenig Geld machbar - daran sollte es nicht scheitern dürfen.

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LG

Jonas

Danke für die Infos!
Beim Laser ist etwas Elektronik mit im Gehäuse, allerdings ist alles in einem großen Schrumpfschlauch verschweißt unter dem sich SMD-Bausteine erkennen lassen.
Also ist bereits ein Treiber mit dabei

Das mit dem Pulsen hört sich gut an, aber womit generiert man den Gcode dafür?
Und kann man Impulsverlängerungsmodule fertig kaufen oder muss man selber bauen?

Ist Absaugung/Belüftung sollte kein Problem darstellen, da würde ich mir kurz was in SketchUp bauen.

Edited 1 time(s). Last edit at 04/10/2016 06:27PM by ForenSeil.

... ich generiere die Laserpulse entweder aus den X/Y-Stepper-Pulsen (bei Servo-Ansteuerung aus den X/Y-Encoderpulsen) oder aus den Extruder-Motor-Pulsen.

Pulszeit-Regelung mache ich über einen Arduino, der bei mir im Laserdioden-Modul drinsitzt, um die mittlere Leistung anzupassen - meist per Vorgabe der Pulslänge mit einer Analogspannung über einen Trimmpoti, manchmal auch per Software ... kommt auf die Treibervariante und die spezielle Applikation an ...

Bei den Faserlasern mit eigener Leistungssteuerung reichen die 500ns-Pulse des Arduino Due - die Leistungsregelung (hier dann echte Analogspannung, nicht die Pulslänge) mache ich hierbei auch per Software (Analogausgang) oder per Trimmpoti ... das sind bei mir also alle möglichen Varianten der Ansteuerung ...

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Viktor
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Spricht was dagegen, mal auszuprobieren mit einem Poti des Spannung am 12V-PWM-Ausgang meines Lüfters auf 5,0V herunterzuregeln und zu probieren ob der constant current drive damit klar kommt und ob der Strom ausreicht um die 0,6A Arbeitsstrom zu beziehen?
Wie gesagt, meine Elektronikkenntnisse halten sich in Grenzen

PS: Bei meinem Lasermodul handelt es sich wohl um ein "m-33a405-500-g", falls das hier jemanden zufällig was sagt.

Edited 2 time(s). Last edit at 04/11/2016 07:17PM by ForenSeil.

... lohnt sich nicht - ein normales Poti brennt bei dem Strom gleich durch, selbst ein großer Drahtwendel-Trimmer wird heiß.

Besser eine Stromkonstanter-Schaltung mit LM317 über einen MOSFET schalten - so habe ich meine ersten Lasertreiber von 100mA bis 9A aufgebaut - die Schaltung dafür kann ich dir geben ...

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Viktor
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VDX
... lohnt sich nicht - ein normales Poti brennt bei dem Strom gleich durch, selbst ein großer Drahtwendel-Trimmer wird heiß.

Besser eine Stromkonstanter-Schaltung mit LM317 über einen MOSFET schalten - so habe ich meine ersten Lasertreiber von 100mA bis 9A aufgebaut - die Schaltung dafür kann ich dir geben ...

Bitte nur her damit - LM317 und MOSFET klingt so als würde ich es mir zutrauen es zu Löten und es finanziell vielfach attraktiver als die meisten anderen Alternativen die ich bisher hatte
Klingt eigentlich sogar perfekt! Vielen Dank, wenn du mir das schickst!!!
Das kommt dann einfach zwischen Spannungsquelle und Treiber?

Wenn du nett bist, klärst du mich auch mal kurz in eigenen Worten auf was die Schaltung denn eigentlich macht? Wird die Spannung heruntergeregelt und der Strom konstant gehalten? Wenn ich's nachgoogel verstehe ich leider nur Bahnhof, weil mir Vokabular wie "OP", "I-Quellen", "Shunt" usw. alles noch nichts sagt.
In Schule und co wurde mir leider nichtmal beigebracht was der Unterschied zwischen Wechsel- und Gleichstrom ist, geschweigen denn sonstwas brauchbares in Richtung Elektronik, also bitte verzeih, wenn ich da einen Einstiegspunkt brauche.

PS: Würde ansonsten ein passender Lastwiderstand gehen oder mehrere Widerstände/Potis parallel, oder geht zu viel Energie dadurch flöten und könnte mein Board durchbraten? Ich weiß das wäre unelegant, aber wäre es möglich? Ich meine wir reden hier von nur maximal 600mA Leistungsaufnahme bei 5V, hätte aber zugegeben auch nicht gedacht, dass da Potis und Drahtwendel-Trimmer Probleme damit hätten, hätte die für deutlich belastbarer gehalten.

Edited 4 time(s). Last edit at 04/12/2016 09:35PM by ForenSeil.

... anbei der Schaltplan eines meiner ersten "Hochstrom-Treiber" mit mehreren parallel geschalteten LM317, die hier als Stromkonstanter konfiguriert sind.

Bei Strömen unter 1A reicht eine einzige LM317-Stufe - der Widerstand R1 definiert den Strom nach der Formel { I = 1.25 / R1 } -- für z.B. 600mA brauchst du also einen 5W-Widerstand von R = 1.25 / 0.6 ... etwa 2 Ohm.

Wenn der MOSFET die Spannung vom Netzteil über den LM durch die Laserdiode gegen Masse schaltet, regelt sich der LM über den Spannungsabfall am "Shunt-Widerstand" R1 auf den definierten Strom ein, so daß die Spannung nicht höher steigen kann - die Dioden vertragen max. 4V, ich schalte aber 12V drüber, ohne daß es ihnen schadet, weil die an der Diode abfallende Spannung durch den Strom definiert wird, der nur bis zum vordefinierten Wert steigen kann

Den Optokoppler vor dem MOSFET habe ich vor Allem drin, um den Treiber mit Spannungen von 12V oder 24V schalten zu können - den Vorwiderstand der Diode entsprechend anpassen ...

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Viktor
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Das kommt dann einfach zwischen Spannungsquelle und Treiber?

der vorhandene Treiber muß raus. Die LD direkt an K3.

Gruß Andreas

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VDX
... anbei der Schaltplan eines meiner ersten "Hochstrom-Treiber" mit mehreren parallel geschalteten LM317, die hier als Stromkonstanter konfiguriert sind.

Bei Strömen unter 1A reicht eine einzige LM317-Stufe - der Widerstand R1 definiert den Strom nach der Formel { I = 1.25 / R1 } -- für z.B. 600mA brauchst du also einen 5W-Widerstand von R = 1.25 / 0.6 ... etwa 2 Ohm.

Wenn der MOSFET die Spannung vom Netzteil über den LM durch die Laserdiode gegen Masse schaltet, regelt sich der LM über den Spannungsabfall am "Shunt-Widerstand" R1 auf den definierten Strom ein, so daß die Spannung nicht höher steigen kann - die Dioden vertragen max. 4V, ich schalte aber 12V drüber, ohne daß es ihnen schadet, weil die an der Diode abfallende Spannung durch den Strom definiert wird, der nur bis zum vordefinierten Wert steigen kann

Den Optokoppler vor dem MOSFET habe ich vor Allem drin, um den Treiber mit Spannungen von 12V oder 24V schalten zu können - den Vorwiderstand der Diode entsprechend anpassen ...

Danke! Muss mich da noch ein bisschen durchfuchsen, einen Teil verstehe ich immerhin schon
Sind doch mehr Teile als ich dachte. "MOSFET und LM317" klang eher so wie die beiden Teile undn Poti um die Spannung VOR dem Laserdriver zu verringen oder so
Jetzt muss ich mir erstmal ein Breadboard und die Teile holen... naja zumindest sobald ich herausgefunden habe was das für Teile sind auf dem PDF, wo die Laserdiode dran kommt und wo da überhaupt Plus und Minus sind
Noch eine Frage: Spricht was dagegen für R1 einen Poti zu nehmen? Nein, oder? Dann könnte ich die Schaltung später für stärkere Laser weiterverwenden.

Problem könnte auch werden, dass der Original-Treiber sehr tief im Kühlgehäuse des Lasers und nahe an der Diode sitzt, sodass ich ihn nicht ablöten kann. Und ich nicht weiß wie man die Diode auf dem Gehäuse schraubt ohne sie zu schrotten... und ohne sie herauszuschrauben kriege ich einen neuen Treiber garnicht ran So'n mist, ich glaube ich probier's doch mal mit Lastwiderständen

Edited 2 time(s). Last edit at 04/12/2016 09:38PM by ForenSeil.

... hier nochmal die Minimalbeschaltung für einen "schaltbaren Konstantstrom-Regler":




Der Eingang "Laser ON" kann mit 5V geschaltet werden, verträgt aber auch 12V, so daß er direkt mit den MOSFETS von den RAMPS-boards geschaltet werden kann.

Als Versorgungsspannung@Strom bis 1A geht alles über 6V@1A, für mehr Strom dann wieder die parallelen LM317 (mit je bis zu 1A Dauerstrom) ... oder pinkompatible LM338 bis je 2.5A Dauerstrom.

Die Laserdiode kommt direkt an den Ausgang LD.

Poti für R1 geht ebenfalls - du mußt nur einen finden, der auch den Strom abkann ...

Edited 2 time(s). Last edit at 04/13/2016 03:15AM by VDX.

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Viktor
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Sehr gut! Danke! Das macht es deutlich verständlicher. Werde jetzt wahrscheinlich wirklich mal zu Conrad maschieren.

Noch eine kleine Noob-Frage: Warum kann man nicht einfach einen Widerstand und einen MOSFET und eine externe 5V Stromquelle nehmen? Dann könnte ich meinen Treiber dran lassen und MOSFETs habe ich ein paar

EDIT: Oder sowas hier fertig kaufen
www.ebay.de/itm/405nm-450nm-520nm-1w-1-6w-2w-Blue-Green-Laser-Module-Laser-Diode-Driver-12V-TTL-/381410489826?hash=item58cdd635e2:g:iYUAAOSwHjNV~3eD

Edited 2 time(s). Last edit at 04/13/2016 01:25PM by ForenSeil.

... mit einem Widerstand stellst du nur die Vorspannung ein - das reicht nicht für den sicheren Betrieb, weil die Laserdiode im Betrieb warm wird und den Widerstand verändert, so daß sich die Betriebsspannung erhöht und sie schneller altert bzw. durchbrennt.

Für einen sicheren/definierten Dauerbetrieb benötigst du einen konstanten Strom ... und die Regler dürfen beim schnellen Schalten auch keine Spannungsspitzen (Über-/Unterschwinger) erzeugen, was externe stromgeregelte Labor-Netzteile und billige China-Stromregler gerne machen -- sonst killt das die Diode sehr schnell ...

Edited 1 time(s). Last edit at 04/13/2016 01:23PM by VDX.

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Viktor
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Okay

Noch ne Idee, laut Lars, dem Macher des Toolson I3, kann man PWM signale doch mit Step-Downs herunterregeln (Quelle [scheuten.me])

Quote

Hinweis zum Anschluss des evtl. benötigten Stepdown Reglers
1. Die + und – Inputs des Stepdownreglers mit dem + und – Pol des Netzteils verbinden (+ auf + ; – auf -)
2. Netzteileil einschalten. Spannungsmeßgerät am Stepdownregler Output anschließen. Am Trimmpoti des Stepdowns die Ausgangsspannung auf 5,0 V (besser 4,9V) einstellen.
3. + pol des Stepdown Outputs mit den + Polen der 5V Lüfter verbinden.
4. Die – Pole der Lüfter mit dem entsprechenden – Pol des Boards verbinden (üblicherweise beim RAMPS D9-)

… so lassen sich die Lüfter per PWM regeln.
Wird der Stepdown einfach nur zwischen RAMPS und Lüfter geklemmt funktioniert die PWM Regelung nicht!

Klingt nach nem Halluluja für mich - Step-Down-Module verschiedenster Art habe hier noch haufenweise von diveresen Projekten rumliegen - funktioniert das was mit nem Lüfter funktioniert auch mit nem Laser? Wie gesagt, mein Laser hat bereits einen Treiber, der aber 5V und nicht 12V braucht.
Und meine Step-Downs haben teilweise sogar schon fertige Gehäuse, passende Stecker und sogar Displays

Edited 1 time(s). Last edit at 04/13/2016 06:20PM by ForenSeil.

... sollte funktionieren - problematisch könnten die Schaltfrequenzen sein, wenn du eine hohe zeitliche Auflösung brauchst -- ich verwende extra schnelle Optokoppler und Operationsverstärker, um über 1MHz pulsen zu können ... 'normale' Treiber schaffen gerade mal 100kHz ...

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Viktor
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Ich glaube für eine 1MHz Ansteuerung fehlt den meisten hier ohnehin das passende Steuergerät...

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LG

Jonas

... mit den kartesischen Mechaniken habe ich Schrittakte von bis zu 150kHz bei den STM32F4-controllern, bis 300kHz bei den ArduinoDues oder bis zu 500kHz bei den XY-Plottersteuerungen mit BeagleBoneBlack von HALaser ... bei den XY-Galvoscannern komme ich schon an die 2MHz dran.

Nichtsdestotrotz brauche ich die >2MHz "zeitliche Auflösung" auch bei den langsamen Anlagen, um die Pulszeiten fürs Gravieren entsprechend reduzieren zu können - da habe ich Puls-Zeiten von bis zu 400µs beim Schneiden bis zu 200ns (bzw. 5MHz!) beim Gravieren ...

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Viktor
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