Saber a máxima corrente que um diodo laser pode receber, é sempre um incógnito.
Mesmo com a referência do diodo, existem pequenas variações no seu fabrico, por segurança é alimentado com uma corrente abaixo dela.
Existem duas formas de ler estes valores, uma é designada “Light output power (Po)” onde a corrente vai subindo e ao mesmo tempo medindo a intensidade luminosa; quando esta intensidade abranda ao subir a corrente, então está-se no seu limite e não compensa aumentar mais a corrente.
Outra forma mais agressiva é procurar o 1º Kink, isto é, passando o seu limite de corrente, aparece um Kink, ou uma dobra na potência de saída.
(https://i.imgur.com/8b2l76G.jpg)
No meu caso optei pela 1ª abordagem, em que vai aumentando a corrente (com feedback e convertido em mA), e ao mesmo tempo é medida a intensidade luminosa a partir de uma célula foto-voltaica.
Um LDR não é tão linear como uma célula solar, e falha bastante nos extremos.
(https://i.imgur.com/FTftc6J.jpg)
Esta foi retirada de um porta-chaves, máxima tensão de 5V a 2uA, coloquei uma resistência em paralelo para limitar a 2.56V na entrada ADC do micro, a resolução de 10bits é suficiente e prova ser bastante linear na sua sensibilidade.
(https://i.imgur.com/usFZvn4.jpg)
(https://i.imgur.com/oyeruCQ.jpg)
Existem no mercado diversas células, muitas delas lineares, entretanto na medição laser, a intensidade é demasiado concentrada e queimaria rapidamente, pode-se difundir o feixe de luz para o propósito ou adquirir um sensor “thermopile”, trata-se de um sensor de temperatura ou IR, parecido a um “thermocouple” em que a resistência varia com a temperatura.
Usei uma lente de vidro deitada, a superfície exterior é fosca e irradia todo o painel por igual.
(https://i.imgur.com/JwgdJ84.jpg)
Na medição, o PWM vai subindo e vai adquirindo em simultâneo os valores de corrente e intensidade luminosa.
(usei multisample x60 por cada posição PWM a 10b, para achar a média)
Seguidamente é calculada a corrente obtida de um dos ADCs, e apresentada no display 7seg.
Foi colocado um algoritmo para calcular o rendimento evitando falsas leituras; quando este é baixo, a saída de alimentação do laser é desligada, e é apresentada no display o valor, este passa a ser o valor limite de corrente para o alimentar devidamente nalguma aplicação.
(https://i.imgur.com/dW6Pj7H.jpg)
A corrente máxima de analise é de 560mA (PWM=1023), tempo aproximado de leitura de 5seg.
Os dados são enviados de forma série para o PC, e pode-se visualizar as formas de onda em excel para posterior análise
(https://i.imgur.com/1pttVnN.png)
Detalhe de parte do circuito para medição de corrente, foi acrescentado um limitador baseado no LM1117,
Existem ICs adequados para medir a corrente, entretanto experimentei de outra forma, usei um LM358, em que a 1ª etapa faz a leitura do diferencial encontrado nas duas resistências em paralelo de 1ohm, e a 2ª etapa elimina o offset; valor mínimo de corrente = 35mA
(https://i.imgur.com/0N0x9JK.png)
PCB:
(https://i.imgur.com/oqNQa9L.jpg) (https://i.imgur.com/pCvT8Gv.jpg)
Este circuito sofreu algumas alterações ao longo do tempo, erros:
- Mosfet montado como se fosse um transístor bipolar
- Pista interrompida debaixo do micro (tenho de ter mais cuidado nos riscos)
- Troca de componentes para a afinação dos 2 sensores (previsto)
- Alteração geral na alimentação, o micro ficou em 4.5V e o restante circuito em 6.0V
Obrigado :)