segunda-feira, 16 de janeiro de 2017

Diodos LASER de alta potência vermelho e azul.


Advertência!!!

        Advertência: Tenha extremo cuidado com estes diodos LASER, sua potência luminosa acende um fósforo e cega se apontado para o olho. Use por sua conta e risco, não me responsabilizo por nenhum dano ou ferimento. E nem pense em apontar para aeronaves, isto é mais do que uma tremenda babaquice, é um ato criminoso pois põe em risco a vida de muitas pessoas.
Isto é o buraco no encosto do meu sofá feito pelo LASER azul!
        Finalmente chegaram os diodos LASER que havia pedido no Aliexpress.
        O primeiro é um diodo LASER vermelho, comprimento de onda de 638nm (próximo do LASER de He-Ne), 700mW, 5,6mm de diâmetro, modelo HL63193MG da OClaro. Junto comprei o hounsing com lente colimadora de vidro de 3 elementos. Há o modelo com lente de policarbonato mas não são tão eficientes e o foco não é tão bom. Observar que as lentes colimadoras de vidro operam em comprimentos de onda específico, no caso esta vai de 630 até 680nm, um cuidado a ser tomado na compra.
        O segundo é azul, comprimento de onda de 445 a 450nm, 1600mW! (as canetinhas LASER tem menos de 5mW), 5,6mm, modelo PLTB450B da Osram. Assim como o diodo LASER vermelho, também comprei o housing com lente colimadora de vidro específica que opera de 405 até 450nm.
        Também comprei, pois o preço era baixo, um pacote com 10 diodos de 635nm de baixa potência (5mW) e mais 3 housings com lente de policarbonato para fazer um LASER triplo baratinho, igual ao Predador.

Sempre quis ter um LASER triplo deste.

Acionamento:
        Os diodos LASER de baixa potência são acionados por uma fonte de corrente constante linear, mas para estes, que envolvem uma potência considerável, optei por um acionamento chaveado baseado no LM3404, um IC específico para acionamento de LEDs de alta potência.
Esquemático do acionador com o LM3404.
Placas de acionamento com o LM3404, saídas a esquerda e entradas a direita. Acima, para o diodo LASER azul (resistor de 200mR, fornecendo 1000mA) e abaixo, para o vermelho (330mR, fornecendo 700mA).

Vista inferior. Os fios esmaltados são de um transformador (primário e secundário). Conectores são dos fans de placas estragadas de computador.

Medidor com o INA219 medindo a energia do diodo LASER azul (este medidor está sendo muito mais útil do que imaginava!). Note quanta energia passa por um componente tão pequeno , 4,8V @ 1000mA, quase 5W!. No datasheet deste diodo LASER diz que ele suporta até 1500mA, mas o LM3404 só fornece até 1000mA.
Mesmo medidor medindo a energia do diodo LASER vermelho, 2,2V @ 700mA, 1,5W!.
Infelizmente nesta foto não ficou tão nítida a diferença de um LASER vermelho comum de 5mW e o azul de 1000mW, mas acredite, é muita luz. Aos 200mA, o efeito LASER começa a se manifestar, antes disso parece um LED azul fraco.


Montagem do diodos LASER:
        Os housings para os diodos LASER são iguais mecanicamente, só mudando o conjunto das lentes.

Diodos montados abaixo do anel encartilhado de latão. Apliquei um pouco de pasta térmica de base de prata para facilitar a dissipação térmica.

Frente do housing. Note que o conjunto das lentes é rosqueado para ajustar o foco.
Detalhe do conjunto das lentes.

Este é a fonte de corrente constante de 50mA com o LM317M para o diodo LASER de 5mW. Esta placa cabe dentro do housing.
Lado inferior da placa. Há um diodo Schottky para proteção.























Módulo "Numerically Controlled Oscillator" (NCO) do PIC10F322.

        O PIC10F322 é o menor microcontrolador da Microchip, mas não o mais simples, o mérito vai para o PIC10F200. Eles possuem somente 6 terminais, sendo 2 de alimentação e 4 GPIOs.
        Só consegui adquiri-lo com encapsulamento SOT-23 de 6 terminais, assim tive que fazer um adaptador para DIP com a mesma pinagem do encapsulamento DIP de 8 terminais.

PIC10F322 SOT-23-6 adaptado para DIP-8 cuja pinagem é a mesma do DIP fornecido de fábrica.
  O NCO é um interessante periférico, constituindo de um Accumulator de 20 bits e um adder que adiciona uma constante ao Accumulator cada pulso de clock. Ele opera em dois modos:
  • Modo Pulse Frequency (PF): neste modo, toda vez que o Accumulator de 20 bits excede a contagem, a saída permanece ativa por 1 ou até 128 períodos do clock base do NCO e o bit NCO1IF é setado, gerando uma interrupção se habilitada.
NCO em ação no modo Pulse Frequency (PF) com o clock base de 16MHz.

  • Modo Fixed Duty Cycle (FDC): toda vez que o Accumulator excede a contagem a saída troca de estado, assim tem metade da frequência calculada e sempre com duty cycle de 50%. O bit NCO1IF também é setado, gerando uma interrupção se habilitada

NCO em ação no modo Fixed Duty Cycle (FDC). Note que a frequência é metade do modo PF.