cum se alimenteaza un led laser?

[Vizitator mister_rf]

...hai ca am ajuns sa vorbim din amintiri si sa facem tot felul de speculatii si presupuneri... topicul asta nu este o lucrare scrisa la fizica... :lol: Cred ca este suficient ca LED-urile se alimenteaza cel mai simplu cu o rezistenta...

[peshte]

Reinvii acest topic ca ard diode laser in prostie . Dupa indelungi forumuri citite si scheme de protectie si limitare testate, am incercat urmatoarea combinatie simpla: un 7805 pentru a nu creste tensiunea peste 5 V indiferent de tensiunea de alimentare, si un rezistor de 150-200 Ohm (sau semireglabil) in serie pentru limitarea curentului pana in 37 mA. Teoretic asta ar trebui sa mentina ledul functional fara sa-l arda cateva luni. E ieftin dar nu e laser pointer de bazar. Acum astept saptamana viitoare sa vad daca slabeste lumina ledului. Ce ziceti, merge asa?M-am uitat atent la cum porneste un aparat de scanat pretul din Carrefour, si ledul se aprinde lent de tot. Ii trebuie cam 30-40 secunde sa se aprinda. Din cate am inteles, trebuie alimentat in curent constant. Totusi ledul laser din transmisia prin fibra optica de ex. nu prea este in curent constant, ci pulsativ de frecventa relativ mare.

[d2134]

In legatura cu alimentarea diodelor laser:

 

Diodele laser, ca si cele LED trebuie alimentate in curent!

Majoritatea diodelor laser au incorporate, in capsula lor, o fotodioda pentru monitorizarea curentului. Circuitele de alimentare se folosesc de acea fotodioda pentru a ajusta curentul prin dioda laser astfel incit emisa laser sa nu varieze si dioda sa nu fie in pericol.

Unele diode laser ieftine, special proiectate pentru pointere, nu au acea fotodioda si au caracteristici care le permit sa fie alimentate mai simplu, chiar numai printr-o rezistenta de balast.

 

Pe pagina: http://www.repairfaq.org/sam/laserdps.htm#dpstoc gasiti o groaza de scheme de alimentare de la cele mai simple la cele mai complexe, cele care permit si modularea emisiei laser (ca la fibra optica). Deasemenea, e tratata problema alimentarii din baterii si schimbarea modului de alimentare.

Pentru diode ieftine si emisie CW se poate folosi schema cu LM317 montat ca stabilizator de curent.

 

 

In legatura cu variatia lungimii de unda cu tempertura:

 

Emisia laser se produce prin tranzitia unui sistem cuantic (atom, molecula) intre doua nivele de energie . Valoarea acestor nivele nu depinde de temperatura; ele sunt masurate in sistemul de referinta al respectivului atom sau molecula si nu conteaza daca atomul se deplaseaza sau sta pe loc fata de sistemul de referinta al laboratorului. Lungimea de unda medie emisa de un laser nu depinde de temperatura, largimea benzii emise - da! Din cauza agitatiei termice unii atomi se misca spre observatorul aflat in sistemul de referinta al laboratorului iar altii se misca dinspre acelas observator. Din cauza efectului Doppler laserul nu va emite o lumina pur monocromatica ci va emite intr-o banda cu largime destul de mica pentru majoritatea aplicatiilor (holografie, interferometrie etc). In unele cazuri se poate cere o largime de banda mai mica si mediul laser se raceste pentru a se reduce efectul Doppler.

[deep-blue]

Manualul de fizica de clasa a 12-a: "Trecerea unui electron de pe un nivel energetic superior pe un nivel energetic inferior se face cu emisia unei cuante de energie. Aceasta energie este egala cu diferenta energetica a celor 2 nivele. .... Nivelele energetice intr-un atom AU VALORI FIXE !!!" Va mai amintiti ?E=h*frecventa, h = constanta lui Plank, E ia un numar finit de valori fixe (cuante), rezulta ca frecventele (culorile) posibile radiate de electronul in cauza sunt fix determinate. Doar ca electronii astia ce sunt excitati de curentul prin jonctiune, is destul de zburdalnici si uneori sar mai multe sau mai putine nivele odata.Schimbarea de culoare la led-uri, mentionata anterior, se datoreaza unor modificari fizice si chimice in structura cristalina din apropierea jonctiunii, aka distrugerea treptata a jonctiunii. Modificarile sunt datorate in cea mai mare parte incalzirii jonctiunii, datorata si ea cresterii curentului. Modificarea pozititei atomilor in/din structura cristalina determina unii electroni sa sara alte nivele energetice (deobicei tot mai putine) decat in cazul unei jonctiuni sanatoase si de aici modificarea de culoare perceputa de ochiul uman ca o valoare continua ce tinde spre rosu. Efectul este vizibil doar la LED-urile normale, la diodele LASER se observa doar scaderea in intensitate: cand dioda LASER emite radiatie ea defapt rezoneaza pe o anumita lungime de unda determinata de caracterisiticile constructive dar beneficiaza de tot mai putini electroni care sunt capabili sa sara exact atat cat ar fi nevoie.Banda de emisie (datorata efectelor termic+Doppler) e foarte ingusta in cazul LED-urilor si e si mai ingusta in cazul diodei LASER si nu este perceputa in nici un fel de ochiul uman.

[peshte]

Teoria din manualu de fizica, se refera la LASERe-le adevarate, eu ma refer la banalele diode "LASER" din bazar sau chiar si din CD-Rom, de oriunde ar proveni, sunt la fel de sensibile si scad in instensitate la cresterea chiar si cu putin peste curentul nominal. Oricum, am gasit o solutie destul de buna zic eu sa nu mai se strice:Se ia un stabilizator gen 78XX de 12V, 5V, sau ce are fiecare pe acasa. Sa zicem ca este un led din comert (ca am vazut ca se vand in magazinele de specialitate, oricum tot chinezarie este, tot e cam ?uie raza), si se pune o rezistenta (de preferat semireglabila pentru reglarea curentului de lucru) care sa nu fie mai mica decat U/37mA pt curent maxim sau U/30mA. Daca ai pus semireglabil, pui un miliampermetru in serie si il reglezi pe la 30 mA. Astfel tensiunea poate sa varieze pana la 36V, iar ledul nu se va mai arde, prin el trece acelasi curent constant.

[Vizitator]

Daca gasesti ceva pe net sau poti sa scanezi ceva, e f interesant, asa cu titlu informativ. Este ciudat. Daca ar fi adevarat, poate ca ar trebui se existe o usoara deviatie a nuantei in fct. de curent, dar n-am vazut-o mentionata nicaieri. Din cate stiu, culoarea depinde de dopaj.

Cirip

Nu stiu sa explic de ce se intampla dar pot sa-ti spun ca fenomenul exista. Am vazut cu ochii mei.

 

Am o bagheta cu LED-uri SMD formata din mai multe grupe de cate 2 leduri inseriate cu 36 de ohmi, nu stiu de unde a fost scoasa. Vroiam sa o alimentez la 5V dar am pus 12V din greseala.

La 5V lumineaza verde, la 12V lumineaza mai mult galben decat verde. Schimbarea culorii pare reversibila. Nu am tinut 12V mai mult de cateva secunde ca se cam incalzea.

 

 

Poate ca de fapt LED-ul lumineaza intr-un spectru mai larg si odata cu cresterea curentului se schimba doar distributia energiei in acel spectru, asa ca la ochi odata cu cresterea curentului culoarea vireaza spre rosu.

 

Sau poate ca de fapt e de vina doar cresterea temperaturii jonctiunii, nu cresterea curentului.

Dupa ce am citit ce am scris mai sus imi dau seama ca de fapt habar n-am despre LED-uri... dar tare as vrea sa aflu, de fapt de ce se schimba culoare?

 

 

 

 

ONTOPIC

Ce pot sa spun sigur este ca diodele LASER din imprimante au de obicei 3 terminale si de fapt contin o dioda LASER impreuna cu o fotodioda, in aceeasi capsula.

 

Fotodioda masoara intensitatea luminii emise si cu ajutorul ei se regleaza curentul prin dioda LASER.

 

Fara feedback optic ar fi foarte greu de controlat dioda LASER pentru ca intensitatea luminii emise variaza puterenic cu temperatura jonctiunii.

 

Adica, ori folosesti cel de-al 3-lea terminal (fotodioda) si il bagi intr-o bucla de reglaj asa cum scrie la carte, ori folosesti doar 2 terminale si pui o rezistenta in serie ca sa nu se arda dioda LASER. In primul caz obtii tot ce poate dioda si intensitate luminoasa constanta, in al 2-lea caz o folosesti la intensitate mult mai mica, sa nu se ambaleze termic, iar intensitatea luminii variaza cu temperatura.

 

Am vazut ca la unele pointer-e LASER dioda are doar 2 terminale si, pentru siguranta, este construita direct pe un radiator (o bucata de metal cam de un cm patrat si groasa de vreo 2mm).

 

Si rerecitind imi dau seama ca tocmai am povestit despre "dioda cu 3 terminale"

[deep-blue]

Teoria din manualu de fizica, se refera la LASERe-le adevarate, eu ma refer la banalele diode "LASER" din bazar sau chiar si din CD-Rom

Teoria e aceeiasi pentru ambele tipuri de LASERe. Doar ca in cazul diodelor LASER se adauga teoria jonctiunilor semiconductoare cu toate efectele ei.

Se ia un stabilizator gen 78XX de 12V, 5V, sau ce are fiecare pe acasa. ...

Procedeul se numeste transformarea sursei de tensiune constanta in sursa de curent constant. E banala, a fost explicata de mai multe ori in acest topic, si se recomanda cand atunci cand ne permiterm sa risipim energie aiurea (cazul alimentarii de la trafo sau de la acumulatori de capacitate mare). Eu folosesc o lanterna cu DL alimentata de la 3 acumulatori R3 ca sa inebunesc pisicile. Problema apare dupa numai cateva minute deoarece scade tensiunea pe acumulatori (au 1.2V fiecare) si nu mai vad pisicile punctul ala rosu. As pune un convertor Buck-Boost dar mi-e ca nu am loc unde sa pun un montaj atat de mare. Sau poate ar merge un convertor capacitiv ... ?!?

[peshte]

Teoria din manualu de fizica, se refera la LASERe-le adevarate, eu ma refer la banalele diode "LASER" din bazar sau chiar si din CD-RomTeoria e aceeiasi pentru ambele tipuri de LASERe. Doar ca in cazul diodelor LASER se adauga teoria jonctiunilor semiconductoare cu toate efectele ei.

Nu te contrazic, dar la fizica mi s-a predat efectul laser ca la carte, iar practic cand am scos lentila din fata LED-ului LASER, a devenit un LED normal de culoare rosie. Nu cred ca orice led cu acea lentila poate emite fascicul laser (cat de cat drept), ma gandesc ca trebuie sa fie suprafata emisiva ff mica, ca sa poata fi proiectata departe de sursa, altfel se pierde lumina.Oricum ar fi, am rezolvat problema. La treaba...

[Vizitator]

Nu te contrazic, dar la fizica mi s-a predat efectul laser ca la carte, iar practic cand am scos lentila din fata LED-ului LASER, a devenit un LED normal de culoare rosie . Nu cred ca orice led cu acea lentila poate emite fascicul laser (cat de cat drept) , ma gandesc ca trebuie sa fie suprafata emisiva ff mica, ca sa poata fi proiectata departe de sursa, altfel se pierde lumina.

Valeeeu! La scoala!

[Mindware]

bun..vad ca deja mai aveti putin si faceti ring de box..

hai ca vin sa torn si eu o intrebare...dar mai intai sa prezint circumstantzele..

Protagonistul e binecunoscutul "laser chinezesc"

Aplicatia?..simpla..modularea intensitatii lui cu o frecventa in domeniul Audio.(defapt o gama d frecventze)

Facut.Merge brici.Il comand ku un amarat d BC.Ii setez intansitatea la un anumit nivel...mediu,cu un semireglabil...apoi variez nivelul ku audio de la un mp3 player d exemplu .

La celalalt capat..o fotodioda p vizibil+un amplificator...=telefon fara fir...unidirectional....( si mono).

Se aude f bine..shi clar si tare... insa conteaza f mult ku orientezi fotodioda..k deh..pragul ala d 0,7 v ...strica treaba...

Bun..

Incercam ku fotorezistentza.Nivelul e mult ..mult mai scazut.. :cry: ..si nu pot sa imi dau seama d raspunsul in frecventza....shi nu am nici osciloscop ....presupun insa ca merge cam la fel...

Cine shtie ceva despre timpul de raspuns al fotoresiztoarelor...e liber sa dezminta sau sa intareasca afirmatia...

Insa eu vreau sa trec in mod STEREO,ku un singur fascicul...,folosind o modulare relativ personala..nu am cautat-o p net...una digital-analoga...(mai mult analoga) si ma intereseaza cam la ce frecvetza pot lucra cu un laser deasta chinezesk...si cu o fotodioda...k tare nu m-ash risca la o fotorezistentza.....

va rog..detalii ..informatzii....

p.s.

..mentionez k am facut deja schema shi layout-ul variantei stereo..insa vreau sa stiu dak mai folosesc laser chinezesk sau trec p laser d CD RW(ala sigur merge brici la 200 KHz),si mai sunt curios daca tre' sa caut si alt fel d fotodioda..si bineinteles ,daca merge ku fotorezistor

 

ms mult:)

[deep-blue]

Mai e o problema neexpusa acolo: spectrul de sensibilitate a fotorezistentei/fotodiodei (FR/FD) trebuie sa fie cat de cat in acord cu spectrul de emisie al diodei LASER (DL).

 

Cat despre timpii de raspuns nu cred ca e cazul sa-ti faci probleme. Pentru un semnal audio (si nu numai) toate componentele fotoelectrice is suficient de rapide.

 

... insa conteaza f mult ku orientezi fotodioda..k deh..pragul ala d 0,7 v ...strica treaba...

Da pragul ala strica treaba dar nu in sensul in care l-ai expus (sau l-ai lasat sa se inteleaga). Pragul respectiv introduce o neliniaritate care vrei nu vrei, iti distorsioneaza semnalul daca treci cu semnalul prin acel prag. Ce ai constatat tu acolo cu 'caracteristica de directivitate' e exact rezultatul constatat: "conteaza f mult ku orientezi fotodioda".

 

Fotorezistenta iti da o replica mult mai buna, dar mai mica, a semnalului receptionat. O sa ai nevoie de un preamplificator preferabil cu amplificator operational pentru FR.

 

Pe de alta parte va trebui sa mentii DL intr-un PSF (punct static de functionare) potrivit, iar nivelul semnalului audio sa nu duca zona neliniara a chinezariei. Mai potrivita ar fi o modulatie PWM. In felul acesta transmisia fi mult mai eficienta (la distante mai mari cu interferente si neliniaritati mai putine) si poti folosi fara grija si elemente neliniare. Doar tu poti sa stii daca se justifica un montaj mai complex (cu modulatie PWM).

 

Si ultima observatie, dar nu cea din urma: mai exista niste reguli de bun simt pe lumea asta. Daca vrei sa fii ascultat atunci spune ce ai de spus intr-o forma lingvistica accesibila, comuna tuturor si cursiva. Nu are _nimeni_ pe lumea asta obligatia sa-ti descifreze limbajul personalizat.

[peshte]

@offtopic: RoGeorge are dreptate :homework: , cat despre limbajul lui Mindware, eu am inteles cam ce vrea.O aplicatie asemanatoare de transmisie a semnalului audio cu laser, am vazut pe youtube, si am mai vazut inca una f interesanta:un laser care bate pe geamul unei incaperi oarecare, si neffind oglinda, geamul va lasa fasciculul sa treaca mai departe, dar o mica parte din fasciculul original, va fi reflectat intr-o directie opusa. Acel fascicul, omu' la captat cu un fotoelement oarecare, l-a amplificat, si a reusit sa asculte ce se discuta in incaperea respectiva de la distanta. Prin vibratiile pe care le primeste geamul din undele sonore, fasciculul de lumina este modulat.

[Mindware]

Vreau sa incep prin a imi cere scuze pentru limbajul meu uzual,care mi-a parut mai explicativ .Voi incerca pe viitor sa imi cenzurez toate iesirile in decor. Multumesc ptr rezolvarea marii dileme a timpului de raspuns.Deci pana la urma fotorezistorul e mult mai rapid ca o fotodioda.E foarte bine,ptr ca nu mai e asa d importanta directionalitatea lui.Cat despre amplificare,sper ca un A741 sa ma multumeasca. De neliniaritatea FD , trec prin prepolarizarea/deschiderea initiala pe care o fac din laser,insa ,daca FD nu e aliniata intr-o limita foarte mica,cu raza...punctul de functionare este impins catre acea neliniaritate.Asta nu ar conta ptr PWM,dar, ptr modulare directa..conteaza f mult :cry: . La varianta stereo,via un singur fascicul,m-am gandit la "chopping".Adica sa transmit un tren de impulsuri: 1. primul impuls=marker(semnalizeaza un grup de semnale L-R) 2. semnalul ptr L(semnalul este defapt valoarea aproximativ instantanee a semnalului L in acel moment) 3. idem ptr R. ..apoi se repeta tot..asta de aproximativ 40 000 ori p secunda..in sperantza ca nu pierd prea mult din inalte,si aveam dubii in privinta raspunsului componentelor respective la aproximativ 120KHz. Daca nu e prea off-topic,pot pune si cateva poze,sa ilustrez ideea.Inca o data imi cer scuze ptr limbaj si multumesc ptr informatii :bere: L.E...daca devine prea off-topic... imi cer scuze... sper sa nu se shtearga post-ul.toate cele bune.

[deep-blue]

Din cate imi amintesc 741 avea un slew rate de 0.5V/us. Pentru o diferenta de amplitudine de 1V (cand se comuta de pe un canal pe altul) la iesire si durata 25us (corespunzator 40 KHz) e cam la limita. Adica o sa ai cam 10% din semnal distorsionat presupunand ca restul semnalului ramane constant. 120KHz e deja prea mult.Cat despre limbaj, relax. Concentreaza-te sa scrii fluent si accesibil astfel incat cei care-ti citesc post-ul sa poata sa se concentreze pe problema ta. Stiu, si eu am blestemat orele de romana - dar asta nu are nimic de a face cu placerea de a te stradui sa te faci inteles. BTW: oricum discutia asta despre arta comunicarii e deja muuuult mai off-topic.

[Mindware]

ms ptr sustinere deep-blue :)am apelat prima data la 741 ptr k am 41 d bucatzi ,si nu am la ce sa le folosesc....ar fi pacat.Insa prefer calitate..care si asha nu prea e..Pai si ce m-ai sfatui sa pun?LM -ul ala ku 4 oamp-uri in casula merge??Sau dak ai idei...orice.. eu fiind in sesiune..nu prea am timp d cautari ..si tare ash vrea sa termin chestia asta pana la sfarsitul anului ,sa i-o bag p gat profului care nu ma baga in seama...macar daca era ceva copiat de pe net..dar..nu e :cry: ...multumesc inca o data :dasi da..stiu k e din ce in ce mai off-topic....