Лазерная установка для засветки фоторезиста от AlphaCrow

[alex01981]

Я даже пробовал призмой настроить одно время фокус. В ней чётко видно как луч проходит, но увы не получилось.

Спойлер

Все таки потом я сделал вывод описанный выше, большое пятно легче настроить в размер и потом в середине найти фокус и оптическое расстояние.

[PolSerg]

alex01981 писал(а):

большое пятно легче настроить в размер и потом в середине найти фокус и оптическое расстояние.

Пока чисто теоретически мне понравилось решение с белой бумагой и бликами на волокнах...

[alex01981]

Только что опробовал драйвер на PT4115. Работает. Встраивается прям в китайский корпус лазера.

Спойлер

Вложения

Драйвер PT4115 в корпус лазера.lay6

(11.16 KiB) Скачиваний: 74

[PolSerg]

vladkr05 писал(а):

Уважаемый PolSerg! При ходовом винте с шагом 8 мм на оборот и микрошаге двигателя 1/16 точность получается 0,0025 мм. А теперь попробуйте тоже самое с ремнем.
Кстати на 3 сек вашего видео отчетливо видно как ваша "чудо установка" делает пропуск шагов.

Теоретически, да, я не отрицаю, винт должен быть точнее, но приведу пример, у мелкого токарника массой в 60кг чугуна передняя бабка отгибается на полторы десятки если на нее просто слегка облокотится, поэтому все расчеты о дискретности это лишь рассуждения об идеальном мире, попробуйте реально с индикатором поработать, удивитесь насколько все окружающее пространство кривое и легко гнется)))
И там нет никаких пропусков шагов)))) В этот момент я просто взял мышь поудобнее, а измерения такого порядка на деревянном кухонном столе, поверьте дело очень не простое, все бы Вам заговор искать где))))

Все почему-то пытаются меня убедить о бесперспективности ремня, но:
1. есть по меньшей мере несколько людей повторили установку с ремнем и все у них хорошо.
2. все планшетные сканеры имеют ременной привод и это не мешает им позиционировать сканирующую линейку с высочайшим разрешением
3. испокон веков в 3д принтерах решали проблему под названием Z воблинг, а причина этого явления в качестве изготовления китайцами трапецеидальных винтов
4. у меня есть целая гора моторов с шагом 0.9 градусов (400 шагов на оборот), получаем 0,005 при том же микрошаге но, на самом деле, оно нафиг не надо....
5. тот же tmc2226 позволяет поделить шаг не только на 16, а вплоть до 64 микрошагов при конфигурировании джамперами, либо до 256 по SPI
6. подавляющее большинство повторявших установку в свое время микрошаг вообще не использовали, а с винтом 8мм на об это аж 4 сотки и это не мешало делать высококлассные платы.

P.S. давайте уже действительно закроем тему, пусть каждый делает так как хочет, у меня в достатке валяется от разных проектов и винтов с гайками и ремней, мой опыт показывает что потенциальных проблем с винтом гораздо больше нежеле чем с ремнем, поэтому.....

Добавлено after 57 seconds:

alex01981 писал(а):

Только что опробовал драйвер на PT4115. Работает.

а он работает в смысле прям в установке нормально экспонирует?

[mial]

PolSerg делайте на ремне и не партесь. Все будет отлично. У Волка насколько я помню тоже на ремне. А он, и маску делает, и шелк. Я вот тоже задумываюсь о новой установке, и если все же соберусь, то стол буду делать на ремне. Ремень шаг 2 мм ширина 10 мм. Но хочу поставить ременную передачу 1/3. Конфигурация такая, мотор 20 зубов на 60, там тоже 20 зубов на стол. Не знаю есть ли целесообразность усложнения конструктива с ременной передачей 1/3. Но как мне кажется хуже не будет.

[PolSerg]

mial, лично я бы просто взял фирмовый ремень без стального корда типа такого: https://aliexpress.ru/item/32853559638.html повесил бы его на обычный шкив 16 зубов и не парился... единственное шкивы тоже желательно покупать не самые дешевые, потому как бывают кривые. Хотя я по приколу собирал MPCNC на ремне со стальным кордом, несмотря на то что автор не советует, но даже он вполне не плохо себя чувствует на 16 зубовом шкиве...

[mial]

лично я бы просто взял фирмовый ремень

возможно так и сделаю. Я еще не решил как поступлю в плане, буду делать новую установку или нет.

[alex01981]

PolSerg писал(а):

alex01981 писал(а):

Только что опробовал драйвер на PT4115. Работает.

а он работает в смысле прям в установке нормально экспонирует?

А почему он не должен работать? Хоть одна предпосылка для этого

Из даташита:

Спойлер

 Simple low parts count
 Wide input voltage range: 6V to 30V
 Up to 1.2A output current
 Single pin on/off and brightness control using DC voltage or PWM
 Up to 1MHz switching frequency
 Typical 5% output current accuracy
 Inherent open-circuit LED protection
 High efficiency (up to 97%)
 High-Side Current Sense
 Hysteretic Control: No Compensation
 Adjustable Constant LED Current
 ESOP8 package for large output power application
 RoHS compliant

Max. DIM Frequency 50 kHz

Частота ШИМ у лазера посмотрел где то порядка 12 кГц - 80 микросекунд. Частота с которой работает лазер по энкодеру и того меньше

Последний раз редактировалось alex01981 Пт апр 07, 2023 15:25:33, всего редактировалось 1 раз.

[PolSerg]

alex01981 писал(а):

А почему он не должен работать? Хоть одна предпосылка для этого

Мне сложно тут парировать, поскольку я не знаю конкретных цифр с какой частотой работает лазер в установке, насколько я помню основная сложность это высокая скорость включения/выключения лазера и практически все установки используют банально стабильный источник напряжения и резистор в качестве ограничителя тока. С другой стороны в моду вошли более мощные лазеры и для токов в несколько сотен миллиампер резистор уже наверное проблематичен...
Поэтому и спрашиваю... Если все ОК, пошел заказывать)))

[alex01981]

PolSerg писал(а):

alex01981 писал(а):

А почему он не должен работать? Хоть одна предпосылка для этого

Мне сложно тут парировать, поскольку я не знаю конкретных цифр с какой частотой работает лазер в установке, насколько я помню основная сложность это высокая скорость включения/выключения лазера и практически все установки используют банально стабильный источник напряжения и резистор в качестве ограничителя тока. С другой стороны в моду вошли более мощные лазеры и для токов в несколько сотен миллиампер резистор уже наверное проблематичен...
Поэтому и спрашиваю...

Позволь с тобой не согласится, в моду это вошло потому что это просто, но не означает что эффективно. Где же везде используется? Везде используются как раз драйверы, возьми любую лазерную голову, будь то ДВД привод, привод компа. Все привыкли к старенькому, но я писал зачем мне нужен драйвер в корпусе, возможно у меня их будет стоять два лазера. Да и плюс драйвера лазера в корпусе лазера в том, что это ещё и универсальность, вставил любой лазер в разъём платы и всё, так как драйвер стоит в корпусе.


И какая там высокая скорость интересно? Откуда? И как она может быть больше ШИМа?

[PolSerg]

alex01981 писал(а):

Позволь с тобой не согласится, в моду это вошло потому что это просто, но не означает что эффективно. Где же везде используется?

я то всецело за, просто в установке везде используется упрощенное решение....

[alex01981]

PolSerg писал(а):

я то всецело за, просто в установке везде используется упрощенное решение....

Я давно заметил что здесь за новшествами не гонятся, понял это с ветки про маску Вроде у них как бы получился стабильный вариант и они на этом успокоились потому что им больше и не надо. Я же занимаюсь для себя а не на продажу поэтому я могу и Г. купить зелёное для экспериментов однокомпонентное с ним покопаться и тд. Как раньше я лудил и оставалось всё не защищённое а сейчас хоть пока и матовое меня это не напрягает, зато передо мной из-за неприхотливости открыт горизонт творения, так попробуем, сяк... отточим процесс какой надо.

[PolSerg]

alex01981 писал(а):

Г. купить зелёное для экспериментов однокомпонентное с ним покопаться и тд.

Да, мой следующий шаг попробовать закачать однокомпонентную маску в аэрозольный баллон, собственно для этого и вернулся к идее с лазерной установкой)))

[olee]

Приветсвую всех. Я долго просто читал этот форум, наконец решил присоединиться. Сподвигло меня обсуждения драйвера LD на PT4115. Я бы не торопился его применять без всестороннего исследования. Проблема там в методе упраления током, он не постоянен а меняется пилообразно с размахом 30% от номинала, т.е. если мы задали 200 мА, ток будет меняться от 170 до 230 мА в пределах своего ШИМ, частота которого зависит от индуктивности, напряжения питания и выставленного тока.
Частота этого ШИМ не может быть больше 1 МГц по даташиту. Кроме того, ток себя ведет так в установившемся режиме, при пуске ЛД ток наростает с 0, что занимает больше времени (примерно в 3 раза) чем нормальный период ШИМ. При выключении будет тоже самое в обратную сторону. ЛД управляется не ШИМ в обычном смысле, а выдается импульс определенной длительности на каждый пиксел изображения. На каждый пиксел при разрешении 720 точек на дюйм и скорости 1000 мм/с на каждый пиксел приходится период длительность 35 мкс, при 1440 - в 2 раза меньше ( у alex01981 скорость порядка 450 мм/с, поэтому частота 12 кГц). Если коэффициенте мощности 0.1, то длительность импульса 3.5 мкс, как раз один период пилы 0 до 230 мА и обратно. При этом средний ток будет не 200 мА, а 115 мА и засветка по мере продвижения пятна не будет равномернойю По даташиту минимальная длительность импульса управления порядка 2 мкс, а максимальная частота управления 50 кГц, что уже не подходит для разрешения 1440 dpi. Все эти соображения и заставили меня в свое время отказаться от драйвера такого типа, правда на другой микросхеме и сделать простую схему с резисторами. Еще одно соображение, некоторые ЛД на корпусе имееют катод, а вэтой схеме ЛД не привязан к земле, т.е. придется изолировать каретку от корпуса, что неочень хорошо. И последнее замечание, по моему мнению мощности 200 мВТ ЛД за глаза при скорости до 1000 мм/с и разрешению 720 dpi по Y. При шаге по Y 20 мкм вполне хватит 150 мВт (это для маски с запасом).

[alex01981]

olee писал(а):

Приветсвую всех. Я долго просто читал этот форум, наконец решил присоединиться. Сподвигло меня обсуждения драйвера LD на PT4115. Я бы не торопился его применять без всестороннего исследования. Проблема там в методе упраления током, он не постоянен а меняется пилообразно с размахом 30% от номинала, т.е. если мы задали 200 мА, ток будет меняться от 170 до 230 мА в пределах своего ШИМ, частота которого зависит от индуктивности, напряжения питания и выставленного тока.
Частота этого ШИМ не может быть больше 1 МГц по даташиту. Кроме того, ток себя ведет так в установившемся режиме, при пуске ЛД ток наростает с 0, что занимает больше времени (примерно в 3 раза) чем нормальный период ШИМ. При выключении будет тоже самое в обратную сторону. ЛД управляется не ШИМ в обычном смысле, а выдается импульс определенной длительности на каждый пиксел изображения. На каждый пиксел при разрешении 720 точек на дюйм и скорости 1000 мм/с на каждый пиксел приходится период длительность 35 мкс, при 1440 - в 2 раза меньше ( у alex01981 скорость порядка 450 мм/с, поэтому частота 12 кГц). Если коэффициенте мощности 0.1, то длительность импульса 3.5 мкс, как раз один период пилы 0 до 230 мА и обратно. При этом средний ток будет не 200 мА, а 115 мА и засветка по мере продвижения пятна не будет равномернойю По даташиту минимальная длительность импульса управления порядка 2 мкс, а максимальная частота управления 50 кГц, что уже не подходит для разрешения 1440 dpi. Все эти соображения и заставили меня в свое время отказаться от драйвера такого типа, правда на другой микросхеме и сделать простую схему с резисторами. Еще одно соображение, некоторые ЛД на корпусе имееют катод, а вэтой схеме ЛД не привязан к земле, т.е. придется изолировать каретку от корпуса, что неочень хорошо. И последнее замечание, по моему мнению мощности 200 мВТ ЛД за глаза при скорости до 1000 мм/с и разрешению 720 dpi по Y. При шаге по Y 20 мкм вполне хватит 150 мВт (это для маски с запасом).

А с чего вы взяли что установка работает так как вы описали? Соберите, посмотрите осциллограммы, лазер не зажигается и тухнет каждую точку, как вы насчитали там, а зажигается в начале дорожки по дорожке всё время включен и тухнет в конце дорожки относительно координат по герберу с мощностью заданной в конфигурации(а это ШИМ), то самое ~12 кГц. Минимальная толщина дорожки не тоньше 0.1 мм., дальше тоньше смысла нет делать. Считайте. А ШИМ регулировки мощности у платы порядка 80 мкс., ну по крайней мере у моей, судя из измерений осциллографом. Мож мне индивидуально прошивку написали и втюхали не знаю Какую вы мне там скорость насчитали движения каретки, из каких данных, тоже непонятно. На маске скорость у меня 200 сейчас, на дорожках 600.

Вы наверное спутали управление лазером со скоростью считывания координат с энкодерной ленты? Но зажигать и тушить лазер каждый пиксель это может только придумать самый дуравый программист


Драйвер допускает применение конденсатора параллельно диоду, вам никто не мешает поставить в параллель лазерному диоду конденсатор, чтобы сгладить пульсации и подобрать его так чтобы он сразу разряжался и пульсации были минимальны.

olee писал(а):

Еще одно соображение, некоторые ЛД на корпусе имееют катод, а вэтой схеме ЛД не привязан к земле, т.е. придется изолировать каретку от корпуса, что неочень хорошо.

А вот за это замечание спасибо, хоть каретки пластмассовые и изолированы надо иметь в виду что на корпусе лазера будет напряжение. Но тут у нескольких собран драйвер на двух транзисторах, схема была ранее, как и у меня на данный момент, и там тоже есть напряжение на корпусе лазера.

[olee]

Соберите, посмотрите осциллограммы

Мне не надо смотреть осциллографом. У меня установка работает на прошивке, которую я писал сам, потому что у меня установка отличается немного от стандартной: каретку у меня таскает безщеточный двигатель (BLDC), вместо подвижного стола у меня ездит портал, который приводится в движение двумя шаговиками, которые заодно и выравнивают портал перпендикулярно оси Y. И прежде чем написать свою прошивку, я внимательно изучил штатную и могу утверждать, что лазер зажигается именно так, как я написал. Более того, ваша схема трудно реализуема.Если хотите убедиться, задайте скорость каретки 1000 мм/с, коэффициент мощности меньше 1, например 0.2, и посмотрите осцилографом. Вообщем то я писал не сколько вам, сколько PolSerg, который собрался сразу заказывать микросхемы. И судя по вашему замечанию о сглаживании тока на ЛД с помощью конденсатора вы не совсем понимаете как работают импульсные стабилизаторы токаю Так что, прежде чем ставить такой драйвер в установку, я бы все-таки поиследовал его повнимательнее.

[ncbelov]

Пришли переходные кольца на камеру С-090 с родным объективом получается муть и компот.если ставить от камеры агат-18к 28мм показывает сносно только контраст падает,но расстояние до платы получается 55мм с кольцами длиной 30мм,а фокус лазера где-то 20мм с такой линзой https://aliexpress.ru/item/32816689157. ... 4751341240

Последний раз редактировалось ncbelov Ср апр 12, 2023 11:37:08, всего редактировалось 1 раз.

[Lecter2017]

ncbelov, Вот с такой камерой нет проблем. https://aliexpress.ru/item/100500307760 ... 4aa6Vqhr6l
Три проставочных кольца и объектив

[olee]

Хочу поделиться своим опытом проектирования камеры для установки. Добиться приемлемого результата можно практически с любой USB камерой, главное понимать что на него влияет и как. П получится длинным, поэтому разобью его на несколько.

Прежде всего надо определиться с оптическим увеличением, т.е. как размеры на плате пересчитываются на размер пиксела сенсора камеры, потому что всякие там увеличения 200х, 500х и т.д на экране монитора для нашей задачи не несут никакого смысла. При разрешении 640х480 и размере объекта 3 мкм попадающего на 1 пиксел поле изображения будет 1.92х1.44 мм, и это минимальный размер при котором комфортно ориентироваться на плате. По моим наблюдениям максимальный размер одного пиксела на плате, при котором нормально позиционироваться порядка 5 мкм.

Размеры пиксела распространенных сенсоров с разрешением 640х480 лежат в пределах 2.5-3.5 мкм. У меня, например, сенсор HM1355 имеет пиксел 1.75х1.75 мкм при разрешении 1280х1024 и соответственно 3.5х3.5 при разрешении 640х480. В сенсоре камеры от эндоскопа, который я хочу использовать для усовершенствованной каретки пиксел 2.5х2.5. Таким образом, нам необходимо оптическое увеличение в диапазоне 0.5 - 1. Не следует гнаться за увеличением сильно больше 1, так как уже близок дифракционный лимит оптики, а объективы, которые мы испоьзуем, далеко не идеальны.

Добавлено after 40 minutes 50 seconds:
С увеличением определились, теперь перейдем к объективам. Увеличение связано с фокусным расстоянием объектива и его положением относительно сенсора и объекта. У объектива есть передний фокус со стороны объекта и задний фокус. Расстояния от переднего торца объектива до переднего фокуса FFL. от заднего торца до заднего фокуса BFL. У меня обектив с фокусным расстоянием f = 16 мм , длина самого объектива 13.7 мм FFL = 8 мм, BFL = 10 мм. Расстояние от переднего фокуса до заднего 31.7 мм, т.е. практически 2f, но это не всегда так, иногда оно меньше, иногда чуть больше. Нам будет важно именно оно. Его легко померять на реальном объективе, например, сфокусировав лампу с растояния 2 м на белый экран и замерив расстояние от соответствующего торца до него.

Теперь как связано увеличение со всем этим. Для получения увеличения М расстояние от заднего фокуса до сенсора камеры должно быть М*f, при этом расстояние от переднего фокуса до плоскости платы будет f/M. Объективы, которые мы используем, проектируются для работы на бесконечность, т.е. у них задний фокус в штатном креплении камеры попадает на сенсор. Значит, чтобы получить увеличение М = 1, мы должны отодвинуть обектив от сенсора на f относительно его штатного положения. Для моего случая М = 0.87, f = 16 мм и это расстояние будет 14 мм плюс BFL и до торца будет 24 мм. От объектива до платы при этом получается f/M + FFL = 18 + 8 = 26 мм.

Удлинительные кольца, которые тут все рекомендуют, хотя и имеют длину 10 мм, при вкручивание увеличивают расстояние до сенсора на 7 мм каждое. Кроме того, в кольцо можно вкрутить объектив не более чем на 5 мм, значит обектив нельзя отодвинуть на любое расстояние. Например, одно кольцо позволяет отодвинуть объектив на 2 - 7 мм, 2 кольца - 9 - 14 мм, т.е. отодвинуть объектив в диапазоне 7-9 мм не удастся, это надо иметь в виду.

Из всего вышесказанного следует что от фокусного расстояния объектива зависит расстояние от него до платы. Из практических соображений оно не может быть слишком маленьким, поэтому при увеличении около 1 надо использовать объективы с f = 16 - 25 мм, если увеличение 0.5, то можно использовать и обектив с f = 8 мм.

[smacorp]

olee писал(а):

значит обектив нельзя отодвинуть на любое расстояние. Например, одно кольцо позволяет отодвинуть объектив на 2 - 7 мм, 2 кольца - 9 - 14 мм, т.е. отодвинуть объектив в диапазоне 7-9 мм не удастся

Всё удастся. В случае, например, камеры С-090 это решается подобными проставками M2.