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Robótica => Projectos de robótica => Projectos em desenvolvimento => Tópico iniciado por: dropes em 09 de Maio de 2022, 16:06
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Olá a todos,
tenho andado entretido a montar um circuito peculiar
simulações, testes, estudos, montagens, etc... o costume ::)
Objetivos:
-Alimentação a partir de uma bateria 18650
-Carregamento integrado
-Corrente de saída constante até 2A, ajustável
-Tensão máxima de saída de 5V
Laser Nichia M140 445nm:
https://pt.aliexpress.com/item/4001001177840.html
(a funcionar perfeitamente em testes, de momento com um LM317 :P)
Dissipador com suporte para díodo (lente de plástico):
https://pt.aliexpress.com/item/1005002531922650.html
(foco perfeitamente ajustável)
Step down 3A:
https://pt.aliexpress.com/item/1005001785198203.html
(aqui fui enganado e enviaram-me 5pcs com o MP1482 2A em vez do MP2307 3A, deixei uma avaliação má, descrevendo o sucedido)
Carregador e conversor de 3.7V para 5V2A
Versão USBc:
https://pt.aliexpress.com/item/1005002035171696.html
(mais uma vez nenhuma das 3 placas funcionou corretamente, também avaliei)
Versão board:
https://pt.aliexpress.com/item/32932416873.html
(agora encomendei +9pcs, a ver se tenho mais sorte, ainda não testei nenhuma. Tenho convertido diversos aparelhos para lithium e estas placas parecem-me boas para isso)
Não me dou bem com circuitos steps-down/up de forma artesanal, daí ter encomendado placas que façam o que quero, para mais tarde alterar para as correntes devidas.
O rendimento não me é importante, desde que seja acima de 50% já fico feliz.
Procurei por drivers para este tipo de díodo, a maior parte são step-down alimentadas por duas baterias, e isso está fora de questão, quando pretendo algo mais compacto.
Após imensas simulações e leituras de fichas técnicas, decidi-me a criar uma board com as dimensões do dissipador 46x22mm.
(https://i.imgur.com/x3MWX4j.png)
(os 3 mosfets e os 2 díodos, se encontram na face de baixo para se encostarem ao dissipador)
Já soldei tudo e parece-me promissor o resultado:
- Precisão corrente laser = 10.9mA
- Precisão corrente carregamento = 21mA
- Precisão tensão bateria = 4.3mV
- Corrente máxima de entrada = 4A
- Corrente máxima de saída para díodo = 2A
Extras:
- Sensor de temperatura do dissipador (Attiny85 incorpora sensor de temperatura via ADC4)
- Monitor de bateria com pré-carregamento abaixo dos 3V
- Aviso através de um LED de suas funções
- 4 níveis de potência selecionáveis 0.2/0.5/1.0/1.6A
(https://i.imgur.com/enDHPx4.png)
No carregamento, o circuito corta (Q2) a alimentação do booster (Q3) e o mesmo sinal PWM é utilizado para controlar a corrente para a bateria (Q1).
Por norma, o carregamento é realizado em CC 1A até a tensão da bateria atingir 4.2V, a partir daí entra no modo CV em que a tensão se mantém, mas a corrente vai decrescendo até 50mA.
Ainda estou na fase de programação, os níveis dos 3 ADCs são perfeitos, REF1.1V com filtros passa-baixo, evita uma cambada de cálculos para achar a média.
A frequência de PWM anda pelos 64kHz, é possível alterar este valor até 1MHz, entretanto muitos dos componentes não acompanham, e as perdas aumentam.
Tenho um ripple de 500mV na saída, ainda não descobri como corrigir isso, apesar de não afetar os ADCs, é um valor um pouco elevado para esta frequência.
Os condensadores são de baixo ESR, mas ainda há alguma coisa que me está a escapar.
Mais pormenores brevemente... ;)
nota:
Na medição de corrente, existem vária formas de o fazer, o mais fácil usando apenas um micro, seria a medição diferencial pelo VCC, entretanto este modo implica uma falha na linearidade (comprovado) (ATtiny25/45/85 [DATASHEET]Differential Non-linearity (DNL)).
ps: afinal o ripple é de "apenas" 200mV (o gnd do osciloscópio estava mal posicionado :-[)
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Quando brinquei com laser-diodo, foi sempre com fontes simples e sem grandes potências (ok, tirando um de 400mW IR... e ponteiros de 100mW vermelho / 50mW verde)
Como é que desligas? Interruptor na pilha? é que com Q2 L1 D2 tens sempre tensão no LED, e com uma pilha carregada (4.2V) já dá qq coisita :D
Não podias ligar o R10 ao S1? Com o LED parece para ligar, não?
E lente de plástico para 2W? não é arriscar?
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Boas
Ainda não experimentei ligar o díodo, tenho andado a jogar com resistências de baixo valor e só o ligo quando estiver mais operacional, segurança.
Tens razão em relação á alimentação permanente, e pretendo colocar um interruptor geral na pilha, tipo de 10A.
O díodo tem um "Threshold Current" cerca de 100mA a 3.7V, é nessa altura em que começa a emitir alguma luz.
Existe uma pequena queda em Q2 e D2, se isso não for suficiente quando alimentado a 4.2V, então coloco alguns díodos em série, a saída é regulada em corrente e não tensão.
Sim, a lente não é grande coisa, vou substituir mais tarde, foi mais pelo dissipador e suporte.
Com apontadores é mais para brincar e evita-se apontar para os olhos, 2W já entra na classe IV, pode gravar em madeira e queima mesmo a 10m, fora de questão não usar óculos 8)
Tenho andado a ver filtros para fontes SMPS aqui na net, parece que são constituídos por um condensador, bobina e outro condensador... interessante
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Lá encontrei um interruptor, era de um portátil 386 e suporta 6A 28VDC.
Incrivelmente ainda está em comercialização: https://www.tme.com/mx/en/details/1101m2s3abe2/slide-switches/c-k/
Tive de fresar o dissipador para conseguir encaixar o bicho, parece-me bem até agora
(https://i.imgur.com/XlyvNCD.jpg)
Aqui lateralmente, notam-se diferentes alturas transistors e díodos, deverei colocar umas pads para conseguir dissipar alguma coisa, se bem que ainda não notei grande aquecimento a 4A
(https://i.imgur.com/eRGponj.jpg)
Sim, a bobine não correspondeu ao footprint, pretendia colocar outra mas mesmo rebobinando com fio de diâmetro superior, não foi capaz de acompanhar e aquecia muito.
(https://i.imgur.com/x95lHVj.jpg)
Também tenho outros diodos, vermelho e verde, desconheço a potência mas são fraquitos. Já IR não me sinto muito á vontade, ele acende mas não se vê, talvez com um cristal possa modificar o comprimento de onda e passe a verde... ;D
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Olá 😀
O que pretendes fazer com ele gravação ou é só testes?
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Olá #josecarlos
Acho os lasers fascinantes, e gosto de brincar um pouco com eles.
O objectivo agora é de fazer um simples apontador, mais tarde vou adaptar a um mecanismo tipo cnc para gravações, madeira ou mesmo cortar papel.
Já fiz uns testes com a tal alimentação LM317 CC e grava bem em madeira, se bem que desaconselho este IC para manter.
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Porque desaconselhas o LM317?
O regulador é um bom regulador :D
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Tenho feito algumas brincadeiras com o meu laser é mundo fascinante!!
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https://youtube.com/shorts/Xrdqn12G3fM?feature=share
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Porque desaconselhas o LM317?
O regulador é um bom regulador :D
Apesar de estar a usar provisoriamente um "lm317 steel", já perdi o numero dos que avariei e o resultado é sempre o mesmo, a saída fica em curto com a entrada.
https://youtube.com/shorts/Xrdqn12G3fM?feature=share
Uau, com "air assist" e tudo, que potência estás a usar?
ps: Estive há pouco a medir o threshold e verifiquei ser de 2.9V, significa que tenho de perder 1.3V em díodos (o diodo e transistor em série não apresentam quedas significativas)
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Laser 40w gravo com 80%
Air é uma bomba de aquário com um bico de impressora 3d e fogo a peça 😀
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40w num diodo laser é otimista.
Este anunciam 40w, mas pelas dimensões do tubo deve andar pelos 35w:
(https://lusorobotica.com/index.php?action=dlattach;topic=9936.0;attach=4967)
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Esta é a minha maquina
https://youtu.be/Lru2IfLZzVk
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Com uma pesquisa rápida na net acho que entendi, 40w é.o consumo total da máquina (laser+motores+controladora) , o laser que tem é de 5.5W, que para diodo é muito respeitável .
Mais um caso de marqueting "criativo" ::) ::) ::)
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Nunca se pode comparar com Co2 são duas coisas diferentes 🙂
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Excelente, com esse já consegues cortar mdf estreito.
Air-assiste é mesmo assim, uma bomba de aquário serve, proteges a lente e a gravação sai mais perfeita sem manchas de fumo.
Meu orçamento é bastante reduzido e não deu para um de maior potência, vou brincando com o que tenho.
Existem diferenças entre potência de consumo e de ótica, o laser consegue ser 30% eficiente, enquanto o led anda pelos 70%.
Mas não se pode comparar quanto ao tipo de luz e sua concentração (10k maior que o LED)
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A programação vai andando, a parte do booster está terminada e a funcionar bem.
O hardware também já terminei.
Soldei 3 díodos 30DF1 em série, cada um tem uma perda de +-0.45V, em 2A terão uma dissipação de 2.7W, não me parece muito já que o laser anda por volta de 10W.
Tive também de os limar para inseri-los na ranhura onde fica o interruptor:
(https://i.imgur.com/MVQio8n.jpg)
Agora aparecem os restantes problemas, carregar uma bateria através do attiny...
na net há quem o tenha feito, mas de uma forma totalmente diferente, por alguma razão existem os ics dedicados, e eu tenho 9 encostados, mas não vou pegar neles.
meto-me em cada uma :o
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Olá
Não quero estar a inundar o teu tópico com as minhas ideias o laser para mim foi mais um processo de aprendizagem.
O meu laser corta 3mm em duas passagens.
Ando a namorar uma K40 mas a Maria é desta que me põe na rua🙈🙈🙈🙈
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Eu tive um sorte jeitosa: a minha K40 estava a metade do preço no OLX supostamente avariada. Fiz uma oferta por baixo a contar com uma fonte ou tubo novo e ainda sair a ganhar. Um mês sem vender e aceitaram a oferta. Quando chegou a casa, só precisei de mudar uma fita de ligação de um interruptor ótico de homing que estava no caminho do sensor, e em menos de 5 minutos estava a funcionar. 8)
Já fiz muitas modificações, mas as peças de "desgaste" ainda são as originais: tubo, espelhos, lente, fonte e controladora. Se tiveres questões sobre a K40 estás à vontade, conheço-a de traz pra frente. Mesmo na compra de uma nova há truques, não são todas iguais!
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Este tópico é de todos, mesmo mensagens off-topic são bem-vindas :)
Quando chegou a casa, só precisei de mudar uma fita de ligação de um interruptor ótico de homing que estava no caminho do sensor, e em menos de 5 minutos estava a funcionar. 8)
Aproveita as vantagens de um técnico, conseguiste um bom negócio ;)
Continuando a saga, deparei-me que não conseguia controlar a corrente de carga, apesar de funcionar em simulação desconheço o motivo, as ligações estão todas bem feitas com as tensões devidas, mas quando entra em carregamento, o mínimo de corrente é de 1A :(
Resolvi por esta razão, eliminar a função de carregamento pelo Attiny, cortei para isso uma destas placas MH-CD42, de forma a conseguir encaixar em cima da placa que fiz, mais tarde coloco uma foto.
Para confirmar que não interrompia alguma pista ao eliminar a zona dos contatos, desabitei outra placa e lixei-a:
(https://i.imgur.com/EGvwFC4.jpg)
A saída desta placa em booster para 5V, não é usada.
A vantagem é que também consigo ler o nível da bateria, em carregamento e uso, através de 4 LEDs. ::)
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(https://i.imgur.com/VEYy8IE.jpg)
(https://i.imgur.com/4HWANnl.jpg)
(https://i.imgur.com/25upJJa.jpg)
(https://i.imgur.com/IEEKyDQ.jpg)
https://youtube.com/shorts/vYk4OOKp6Hs
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Estava no YouTube quando caiu o teu vídeo e vim aqui responder!
Isso não é um laser! É um lightsaber! Espetáculo!
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Muito fixe que a força esteja contigo 👍
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Obrigado, vocês são uns porreiros :)
Agora que está a funcionar nos 4 modos, vou redesenhar a pcb, aproveitar os 5V-2A de saída da placa MH-CD42 e colocar um pwm via mosfet desta tensão, a corrente também é controlada.
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Eh eh eh, tá um espectáculo :)!
O único conselho que te posso dar é... que não olhes para o laser com o teu olho bom :D
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Eh eh eh, tá um espectáculo :)!
O único conselho que te posso dar é... que não olhes para o laser com o teu olho bom :D
Poix, package 1206 aqui vou eu lol
Brincadeiras de adultos, vejo perfeitamente sem óculos, mas faço questão de os ter quando conduzo, algumas máquinas e agora este ponteiro.
Já acabei o novo layout e deverei fazer a pcb amanhã ;)
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Dropes muitos parabéns está fantástico, ainda vais ganhar um contrato para os futuros light sabers do exercito Português!
May the force be with them!
Cumprimentos,
João
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Obrigado João :)
Acho que nunca fui tão elogiado por um simples projecto :-[
Já que estamos numa de StarWars, vou dar continuidade ás modificações:
(https://i.imgur.com/ykswcHm.png)
Try not. Do… or do not. There is no try.
obs: lembrem-se, nunca olhem diretamente para a saída de um laser, usem um espelho.
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Cada vez que pego neste esquema, há algo a mudar.
(https://i.imgur.com/UAcuRgw.png)
amanhã já tenho que fazer
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https://youtu.be/8lzT8oJACB0
Versão final e funcional
4 modos de potência:
0,2A - 3,8V - OP 0,017W
0,5A - 4,1V - OP 0,379W
1,0A - 4,5V - OP 1,139W
1,5A - 4,7V - OP 1,707W
Descartei a versão anterior e aproveitei a saída do carregador de 5V, em testes demostrou aceitar bem uma saída até 2A, sem aquecimento aparente.
Ao subir a tensão da gate do mosfet para 5V, a sua impedância baixou e também deixou de aquecer.
A placa do carregador necessita de um impulso na "key" para que os 5V fique presente, isto foi automatizado com um condensador ao gnd e um diodo ao positivo bateria, de forma a que o condensador descarregue rapidamente na falta da alimentação.
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Boa noite @dropes,
Está muito fixolas!
Agora já só te falta fazer o sistema da camera com OpenCV e um Raspbery pi com uma lente para a camera. De colocares um pequeno espelho com dois graus de liberdade e motores galvânicos (acho que é o nome que se dá a estes motores simples) e de começares a fazer um mata mosquitos como o que a fundação do Bill Gates fez! Só precisas de cozinhar as asas dos mosquitos.
Bill Gates investe US dolares 1 milhão em laser para repelir mosquitos
https://www.techtudo.com.br/noticias/2011/11/bill-gates-investe-us-1-milhao-em-laser-para-repelir-mosquitos.ghtml (https://www.techtudo.com.br/noticias/2011/11/bill-gates-investe-us-1-milhao-em-laser-para-repelir-mosquitos.ghtml)
Cumprimentos,
João
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Olá "blabla
Obrigado mais uma vez, vocês inspiram-me nas minhas criações ;D
Seja verão ou inverno, aqui em Sintra existem sempre mosquitos, até pode estar a chover torrencialmente lá fora, mas é certo que haja pelo menos um vampiro cá por casa.
Já conhecia esse engenho para matar mosquitos através de um laser, são díodos pulsados e não contínuos. O máximo que conseguiria com o meu era de o cegar... talvez gravar dropes nas asas LoL
https://github.com/pdropes/M140-LASER
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Com 2W olha que já frita, não instantâneo para apanhar em voo, mas se estiver pousado na parede acho que lhe vai correr mal a vida
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Bill Gates investe US dolares 1 milhão em laser para repelir mosquitos
Respondi que já conhecia mas afinal era outro vídeo, foi a 1ª vez que ouvi falar de paredes a laser.
https://youtu.be/fH_x3kpG8Z4
Com 2W olha que já frita, não instantâneo para apanhar em voo, mas se estiver pousado na parede acho que lhe vai correr mal a vida
De longe, tenho de estabilizar e mal recebem luz, afastam-se.
Quanto a outro tipos de insectos que tenho de encontrado no quintal, a coisa já funciona bem melhor, coloco os óculos e depois é só vê-los fumegar ;D
Se os galvos não fossem tão dispendiosos, já teria encomendado alguns, a parte mais critica são os sensores de posicionamento (além de imensos ajustes)...
Para quem já construiu um microscópio com grupos-óticos, quem sabe ???
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@dropes, não me recordo ao certo de em que vídeo eu vi isso no youtube, mas tenho a ideia de que vi um vídeo em que uma pessoa estava a fazer como DIY dois motores galvanicos para direcionar o laser e lembro-me só de que achei que os motores eram muito fáceis de construir, mesmo muito fáceis, isto depois de ver o vídeo. Mas neste momento não me lembro de como eles eram feitos.
Cumprimentos e bom fim-de-semana,
João