¿Por qué murió mi láser?

Recientemente conecté un módulo láser barato a un microcontrolador (a través de un MOSFET ), montado encima de un par de servos.

esquemático

simular este circuito : esquema creado con CircuitLab

Esto funcionó bien hasta que invité a mis compañeros de trabajo a acceder a los controles de mi torreta láser. Uno escribió un guión que movía los servos de 0° a 180° y viceversa repetidamente lo más rápido posible.

Ahora mi láser está muerto. Es muy tenue y se calienta cuando se aplica energía, y tanto mi gato como yo estamos muy tristes.

Desafortunadamente, no tengo mucha información sobre el módulo láser en sí, aparte de lo que ve en la página vinculada. El interior se ve así:

parte superior del láser fondo láser

Entonces, ¿qué mató al láser? Mi sospecha es el voltaje inverso de un servomotor. Si ese es probablemente el culpable, ¿qué puedo hacer para protegerme?

Editar: según lo solicitado, una foto de toda la plataforma, aunque no estoy muy seguro de que sea muy útil dado el nido de cables.

foto del circuito completo

Muestre el circuito. Con un circuito competente, cualquier voltaje del motor no debería dañar el láser. Además, revisa esas ridículas conexiones de gotas de soldadura. Nunca podrá ver si tiene una junta fría debajo de las 50 libras de soldadura por todas partes.
Además, ¿por qué lo que parece ser una salida digital está conectada al drenaje del FET con la puerta conectada a 5V? Es posible que haya frito la salida digital aplicando 5 V a la lógica de 3,3 V.
¿El pin GPIO de la placa uC realmente va a la fuente y no a la puerta del FET? Además, una imagen de toda la configuración podría ayudarnos a diagnosticar un problema.
¿Por qué la puerta está conectada a tierra? ¿No debería estar conectado al GPIO?
De acuerdo con su diagrama, tiene la misma fuente de alimentación conectada directamente al servo y al láser, que es otra forma de decir que tiene su servo conectado directamente a su láser. Esta es una mala idea porque hay mucho ruido en una línea utilizada para la alimentación del motor. EDITAR: Y mientras estamos en eso, a menudo es una ventaja para usted al hacer dibujos como este tener una línea de tierra común en la parte inferior, solo para que tenga una idea de lo que está conectado a GND: es ese puerto Beagle IO ¿Realmente se supone que es GND para el láser?
@OlinLathrop: dibujé el esquema incorrectamente; mis disculpas. La puerta está atada al pin GPIO. He corregido el dibujo. Además, creo que esas gotas de soldadura son lo que se conoce como artesanía china de calidad . Hay una razón por la que esta parte del láser era muy barata.
@ThePhoton: He agregado una foto.

Respuestas (2)

Costo = Capacidad

Aunque hay muchas buenas sugerencias arriba, puede ser simplemente que este láser no puede manejar las tensiones que le ha aplicado.

Estrés eléctrico

Su conexión directa entre el servo y el láser da como resultado la retroalimentación del servo en la línea de alimentación que se propaga a su diodo láser.

Así es como se ve el riel de alimentación cuando se le ordena a un servo que se mueva. Tenga en cuenta las caídas de tensión y los picos de flanco positivo y negativo. Eso puede dañar el diodo láser si no está suficientemente protegido.

ingrese la descripción de la imagen aquí

Estrés termal

Es posible que este láser simplemente no esté diseñado para funcionar al 100 % del ciclo de trabajo que le ha aplicado. Es decir, no está diseñado para poder disipar el calor del funcionamiento continuo.

La mayoría de los láseres de ciclo de trabajo al 100 % emplean dispositivos de gestión térmica sustanciales (como los grandes disipadores de calor extruidos, como se ve aquí).

ingrese la descripción de la imagen aquí

Creo que lo que sucedió fue que el movimiento del servo envió EMF de regreso al bus de energía, y como lo acoplaste directamente a tu láser, lo sobrevolteaste y lo mataste. (O tal vez su MOSFET, pero es probable que el láser sea más sensible).

Cuando se trata de motores junto con la lógica, desea fuentes de alimentación separadas. Cuando eso no se pueda hacer, al menos coloque un condensador gordo a través de la entrada de alimentación del servo, y un inductor gordo en serie con la entrada de alimentación del servo, y tal vez algo como un diodo TVS o un diodo Zener para suprimir picos, para siempre. medida.

Los láseres generalmente se especifican para una corriente en particular, en lugar de un voltaje en particular. Un voltaje determinado puede generar una corriente de archivo para un láser, pero sobre o subcontrola a su hermano que salió de la misma línea de fabricación. Por lo tanto, conducir el láser con una fuente de corriente constante (hecha de un simple regulador de voltaje ajustable) suele ser una buena idea.

Podemos ver en sus imágenes que tiene un "módulo láser", no solo un láser. Hay algún tipo de circuito regulador allí. Por lo tanto, una unidad de corriente constante en su diseño no sería necesariamente una buena idea.
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