Някои бисквитки са необходими за сигурни влизания, но други не са задължителни за функционални дейности. Събирането на данни се използва за подобряване на нашите продукти и услуги. Препоръчваме ви да приемете нашите бисквитки, за да сте сигурни, че получавате най -доброто представяне и функционалност, които нашият сайт може да осигури. За допълнителна информация можете да разгледате. Прочетете ощеза нашите.
Бисквитките, които използваме, могат да бъдат категоризирани, както следва:
Строго необходими бисквитки: Това са бисквитки, които са необходими за работата на analog.com или специфична функционалност, която се предлага. Те или служат единствената цел за извършване на мрежови предавания, или са строго необходими за предоставяне на онлайн услуга, изрично поискана от вас. Анализ / Бисквитки за ефективност: Тези бисквитки ни позволяват да изпълняваме уеб анализиили други форми на измерване на аудиторията, като например разпознаване и преброяване на броя на посетителите и виждане как посетителите се движат из нашия уебсайт. Това ни помага да подобрим начина на работа на уебсайта, например, като гарантираме, че потребителите лесно намират това, което са търся... Функционални бисквитки: Тези бисквитки се използват, за да ви разпознаят, когато се върнете на нашия уебсайт. Това ни позволява да персонализираме съдържанието си за теб, поздравява ви по име и запомня предпочитанията ви (например избора на език или регион). Загубата на информация в тези бисквитки може да направи нашите услуги по -малко функционални, но не би попречила на работата на уебсайта. Бисквитки за насочване / профилиране: Тези бисквитки записват вашето посещение на нашия уебсайт и / или използването на услугите, страниците, които сте посетили, и връзките, които сте последвали. Ние ще използваме тази информация, за да направим уебсайта и показаната на него реклама по -подходящи за вашите интереси. За тази цел можем също да споделяме тази информация с трети страни.
За да може LD да служи дълго време, се нуждае от стабилни параметри на захранващото напрежение и / или ток. Това са задачите, на които е възложено специална схема- драйвер за лазерен диод. Препоръчва се всички лазерни диоди да се захранват със стабилизиран ток, въпреки че някои от тях (по -специално червените 650 nm от задвижвания) се държат доста стабилно, дори когато се захранват със стабилно напрежение. Вие питате, защо да използвате някакъв стабилизатор на напрежение, ако можете просто да стабилизирате тока? Въпросът е, че стабилизаторите на ток са малко по -сложни от стабилизаторите на напрежението. Например, поради наличието на "токов сензор" (ще бъде разгледано по -долу). Също така, ако няма защита от натоварване и пренапрежение (което отново води до усложнение), напрежението на изхода на такъв драйвер може да достигне големи стойности (В идеален стабилизатор на ток, при липса на товар, напрежението би изкачване до безкрайност. Но тъй като въздухът има известно съпротивление, рано или късно ще възникне разряд с високо напрежение и ще продължи да гори, но на практика не съществува нищо идеално и преди да настъпи пробив на въздуха, веригата се разпада или ако това е невъзможно за повишаване на напрежението над входа, както при линейните схеми, то спира на определено ниво, но дори и в този случай диодът не може да бъде свързан към работещ драйвер). Изпълняваната основна функция предполага необходимостта от използване на т.нар. "Сензор за ток". По правило това е резистор с ниско съпротивление, включен в пролуката между лазерния диод и общия проводник. Като поддържа напрежението през него, веригата поддържа тока. Това решение има някои недостатъци - обикновено минусът на диодното захранване се „откъсва“ от минуса на захранването на веригата. Вторият недостатък е загубата на мощност в текущия смислов резистор. В резултат на горното обикновено се намира компромис между стабилизиращия ток и напрежението.
Класификация според принципа на действие
Сега ще разгледаме два основни типа драйвери, когато класифицираме според принципа на действие - импулсни и линейни. Линейният вход винаги е с по -високо напрежение от необходимото на диода. Разликата в напрежението тук ще бъде погасена върху захранващия елемент - транзистора - ще бъде освободен под формата на топлина (Освободената топлинна мощност е разликата между входното и изходното напрежение, умножено по тока във веригата). Естествено, токът на диода ще намалее при падане входен волтажпод стойността, равна на сумата от напреженията на LD, минималния спад в транзистора и резистора за определяне на тока, ако е стабилизатор на ток. Това важи и за линейни интегрални схеми-стабилизатори. За полеви транзисториминималният спад е десети и стотни от волта, за биполярни може да достигне няколко волта, обикновено около 0,7v. Ефективността на линейния драйвер е ниска и обикновено не се измерва. Импулсният лазерен диоден драйвер е специален случай на преобразувател на импулсно напрежение. Те преобразуват едно напрежение в друго (има и преобразуватели на буст, бук и бук-буст), т.е. входната мощност е приблизително равна на изходната: загубите на енергия в топлината в тях са малки - топлината се отделя поради несъвършенството на компонентите, т.е. спад на напрежението в полупроводникови кръстовища на силови ключове и диоди.
Импулсни драйвери
Как работи импулсният драйвер? Нека да разгледаме опростена верига за усилващ преобразувател:
Можете да прочетете за операционния усилвател и неговия принцип на работа. Напрежението в R ще бъде равно на Vin, така че токът, протичащ през LD, транзистора и резистора за ток, ще бъде равен на съотношението Vin към R при достатъчно захранващо напрежение Vcc. Ако приложите стабилно напрежение към Vin, следователно токът в товара също ще бъде стабилен, дори ако Vcc се промени. За тази цел обикновено се използва или регулатор на нискотоково напрежение, или ценеров диод, или специален източник на референтно напрежение. Пример за пълноценна схема: http://radiohlam.ru/raznoe/driver_svetodiodov_ou.htm
Няколко думи за ефективността
Както вече беше споменато, ефективността на линейните драйвери е ниска и обикновено не се измерва. Помислете за измерване на ефективността импулсен драйвер... Всичко изглежда много просто - измерете консумираните и изходните токове и напрежения, изчислете ефективността. Въпреки това, както показва практиката, много хора грешат вече на този етап. Повечето често срещана грешказа начинаещи - те измерват тока и напрежението последователно, без да придават значение на факта, че при измерване на тока с мултицет се получават осезаеми загуби по проводниците и по шунта, които имат относително високо съпротивление. Това въвежда значителна грешка както в тока, така и в напрежението (това се случва, защото напрежението на входа на драйвера ще бъде по -малко, отколкото преди устройството, или на драйвера, когато устройството не е свързано към отворената верига, и тъй като драйверът е импулсен, токът също ще се различава).
Така че, за да измерите правилно параметрите на драйвера, трябва да го свържете към източника на захранване чрез резистор с ниско съпротивление, около 0,1 Ohm, свържете същия резистор последователно с диода. След това включете всичко това и измерете напрежението на входа на драйвера (след резистора), напрежението в резистора, напрежението в диода, напрежението в резистора последователно с диода. Сега намираме консумираната мощност от шофьорът:
Pin = Uin * Ures / R,
където Uin е напрежението на входа на драйвера, Ures е спадът на напрежението на резистора, R е съпротивлението на резистора. Всички напрежения са във волта, съпротивлението е в ома. Сега нека намерим изходната мощност:
Pout = (Uld + Ures) * Ures / R,
където Uld е напрежението на лазерния диод, Ures е спадът на напрежението на резистора, свързан последователно с LD, R е съпротивлението на този резистор. Сега нека намерим ефективността:
Ефективност = (Pout / Pin) * 100%
Измерване на ток през диод
Нека се върнем към измерването на тока през диода. Ако се захранва от стабилизатор на ток, достатъчно е да включите амперметър в отворената верига между диода и драйвера. Ако драйверът стабилизира напрежението, тук токът може да се прецени само косвено и това е само една често срещана грешка.
Необходимо е да се включи резистор с възможно най -малко съпротивление в отворената верига, да се измери спада на напрежението върху него и да се раздели на неговото съпротивление, но токът ще бъде леко подценен. Колкото по -малко вземете съпротивлението на резистора, толкова по -точен е резултатът. Можете точно да измерите тока, като запомните напрежението в краката на диода, захранвате диода от стабилизатор или ограничител на тока и гледате тока във веригата, при който ще има същия спад на напрежението в диода.
Реших да го преосмисля и допълня. Основната идея е да инсталирате лазер не вместо, а заедно с екструдер и да накарате всичко да работи, без да пренареждате ютията, създавайки отделна таблица с координати и без модификации. оригинален фърмуерпринтер.
В тази част ще опиша целия хардуер, необходим за подобна модификация, нюансите на избора, инсталирането и конфигурирането, но преди всичко:
И не забравяйте, че очилата предпазват само от отразената светлина, така че не насочвайте лазерния лъч в окото си. Синият лазер изисква червени очила. Например такива. Лазерен диод
Ще започна с най -скъпия компонент. Нека да пропуснем безбройните параметри, дадени в листа с данни, и да обърнем внимание само на няколко:
Мощност.Най -важният параметър. Колкото повече мощност, толкова по -бързо можете да изрежете / изгорите. колкото по -голяма е дълбочината на рязане на проход и т.н. За себе си реших, че не си струва да се обмисля по -малко от 1,6 W, защото винаги трябва да има марж и колкото повече, толкова по -добре.
Дължина на вълната.За домашно приготвени фрези най-често се използват лазери с дължина на вълната 445-450nm. Те имат много лещи и блясъкът им е във видимия спектър. Изборът на цвят определя колко добре лазерът ще реже материали с определени цветове. Например, синият лазер не е много добър в справянето със син плексиглас и други сини повърхности. излъчването му не се абсорбира от материала.
Номинален работен ток.Обикновено пропорционално на мощността. За 1.6W диоди е характерен ток от 1.2A. 3.5W има номинален ток 2.3A. Този параметър е важен при избора на драйвер. За още точна информацияструва си да разгледате листа с данни за конкретен лазерен диод.
Тип черупка.Най-често срещаните са TO-5 (9 мм), TO-18 (5,6 мм-понякога наричани To-56). Влияе върху избора на лазерен модул.
Ето някои типични лазерни диоди:
Закопчаване.Освен това е радиатор. С въздушния поток, дори и за 3.5W лазер, такъв радиатор е достатъчен, той загрява до около 50 градуса.
Инсталация
Има много възможности за инсталиране на лазерен монтаж. Тук си заслужава далечната воля на инженерната мисъл и нещо, което да измислим. Не забравяйте да осигурите вентилатор над лазера, той е необходим както за охлаждане, така и за издухване на дим от работната зона. Прочетете за свързването и контрола на допълнителни вентилатори.
Можете да се свържете с ципове, но е по -добре да направите твърд болт с адаптер, подобно на това, което направих:
Тук няма универсален вариант, но има няколко критични точки, които трябва да се спазват:
1. Необходимо е модулът да се фиксира възможно най -ниско, на нивото на дюзата, по -точно точно над него, оставяйки място за регулиране на обектива (около 1 см). Това се дължи на фокусното разстояние - винаги можем да преместим модула в Z, но ще бъде проблем при увеличаване, ако настройката не е достатъчна. Не знаех за това и корекцията едва беше достатъчна.
2. Най -добре е модулът да се фиксира коаксиално с екструдера - тогава размерът на работния ход само на една от осите ще пострада. И колкото по -близо до екструдера - толкова по -малко "наказание".
С връзката всичко е просто, захранване на водача според полярността, свързване на диода според полярността. Спазвайте полярността, всичко на всичко. TTL контролен проводник - към щифт D4, D5 или D6 в случай, че имате RAMPS. Ще покажа с пример как изглежда за мен (TTL контрол на D6):
Настройка на тока на лазерния диод
След като всичко е инсталирано и свързано, можете да започнете да настройвате тока. За да направите това, развийте обектива от лазера и / или поставете парче плочка под него, така че да не изгори нещо. Също така трябва да включите амперметър в пролуката в отрицателния проводник на лазерния диод (вижте диаграмата по -горе). Можете временно да свържете мултицет или да поставите отделна измервателна глава, както направих аз. И не забравяйте да носите предпазни очила. Алгоритъмът е следният:
1. Включете принтера.
2. В Pronterface напишете M42 P * S255, където * е номерът на контакта, към който е свързан TTL контролния проводник на водача
3. Вземете отвертка и започнете бавно да завъртате малката тример резисторна таблото на водача, докато гледате показанията на амперметъра. Ако това е този драйвер, тогава е по -добре да развиете тока, преди да го включите на 0 (обратно на часовниковата стрелка, докато щракне), защото по подразбиране е настроен на 2A, което може да изгори диод от 1,6 W.
4. Задаваме номиналния ток на нашия диод от амперметъра и пишем M42 P * S0, за да го изключим. (* - виж по-горе)
5. Изключете мултицета от веригата (по избор).
Регулиране на фокуса на лазера
Тук всичко е доста индивидуално. Фокусът може да се регулира както преди всяка операция на рязане, така и веднъж, след това просто чрез преместване на каретата по Z, в зависимост от дебелината на обработвания материал. Има и различни подходиза да регулирате фокуса върху детайла: можете да настроите фокуса върху горната част на детайла или в средата. Излагам на върха, защото Рядко изрязвам нещо и не се притеснявам от разфокусирането, когато гредата се спусне в материала.
Конфигуриран така:
1. Задвижете всички оси към дома (G28).
2. Повдигнете каретата. Размерът на повдигане зависи от дебелината на листа, който се обработва. Не възнамерявах да обработвам нищо по -дебело от 6 мм на моя принтер (изгоря върху шперплат), затова повдигнах каретата малко по -високо - с 8 мм. Командата за вдигане е G1 Z8 или просто пъхнете стрелките в Pronterface.
3. Поставяме детайла, фиксираме го с канцеларски скоби, насочваме лазера към него.
4. Включете лазера. На този етап не се изисква много мощност, точката трябва да е ясно видима. M42 P * S1
5. Завъртете обектива, докато лъчът се фокусира към малка точка. Ако няма достатъчно регулиране, повдигнете каретата някъде другаде с 5-10 мм и завъртете отново обектива.
Като цяло сглобяването, свързването и конфигурирането са завършени. Следващата статия ще бъде ръководство за подготвителни команди и преглед на лазерния софтуер.
Микросхемата на лазерния драйвер заема една от ключовите позиции в лазерния принтер, тъй като нейните функции включват включване / изключване на лазера, стабилизиране на мощността на лазерния лъч, предпазване на лазера от свръхток. С други думи, работещ лазерен блок е преди всичко работещ и правилно функциониращ лазерен драйвер. Към днешна дата производителите на елементна база предлагат достатъчен брой голямо разнообразие от лазерни драйвери с различни характеристики. Но въпреки цялото разнообразие от предложения за лазерни драйвери, производителите на лазерни принтери използват ограничен набор от чипове за задвижване на лазерния светодиод в своите продукти. Оказва се, че само няколко микросхеми се използват за производството на по -голямата част от съвременните лазерни принтери от различни модели от всички световни марки. Един от тези основни драйвери, който се използва в почти половината от всички съвременни лазерни принтери, е микросхемата 65ALS543. Именно за нея ще продължи по -нататъшният ни разговор.
В рамките на тази статия няма да говорим за общите принципи на функциониране на лазерното устройство - това е известно на всеки специалист, който е в най -малка степен запознат с лазерен печат... Преминаваме направо към обсъждането на IC лазерния драйвер. Както вече отбелязахме, микросхемата 65ALS543 се използва много широко най -много различни принтери... В допълнение, анализът на заявките, изпратени от сервизни специалисти до различни конференции и форуми, посветени на офис оборудването, показва интерес към тази микросхема, както и факта, че има нужда от нейната диагностика. За съжаление, документацията (т.нар. DataSheet "а) на този шофьорлазерът не съществува (поне няма широк достъп до него и е невъзможно да го изтеглите чрез интернет). Ще се опитаме да запълним тази информационна празнина, като разкажем какво знаем за тази микросхема. Веднага ще направим резервация, до която също нямаме достъп официална информацияза този драйвер, така че ще разкажем само за нашия практически опит, нашите наблюдения и ще споделим всичко, което успяхме да намерим и научим за тази микросхема.
Лазерният драйвер е предназначен за управление на лазерния светодиод. По -точно, основните функции на лазерния драйвер са:
- включване и изключване на лазера в съответствие с входящите управляващи сигнали;
- контрол на мощността светлинен потоклазер;
- регулиране и стабилизиране на лазерния ток, т.е. стабилизиране на радиационната мощност;
- ограничаване на лазерния ток, т.е. лазерна защита.
Лазерното излъчване се образува от лазерен светодиод, който се захранва с + 5V като захранващо напрежение. Това напрежение се прилага към анода на светодиода, а катодът му е свързан директно към един от щифтовете на чипа на лазерния драйвер. Следователно, за да се включи лазерът, този изход на микросхемата се превключва на "ниско" ниво, което осигурява създаването на спад на напрежението в лазерния светодиод и следователно осигурява протичането на ток през него. Така микросхемата на лазерния драйвер съдържа вграден транзистор (фиг. 1), който изпълнява функцията на превключвател, който контролира включването / изключването на лазера, както и регулира тока на лазерния светодиод.
Фиг. 1
На лазерния светодиод трябва да се създаде спад на напрежение от около 2,5 V (обикновено 2,2 V), така че когато лазерът е включен, на изхода на микросхемата може да се наблюдава напрежение от около 3 V, което обикновено се обозначава с LD (лазер Диод).
Количеството ток, протичащ през светодиода, определя силата на светлинния поток, т.е. определя яркостта на лазерния лъч. За да се контролира тази мощност и да се стабилизира радиацията, има сензор за светлинен поток - фотодетектор. Този фотодетектор е фотодиод, който е монтиран на гърба на лазерния светодиод. Тъй като светодиодът осигурява излъчване в обратната страна, тогава мощността на светлинните потоци "напред" и "обратно" са право пропорционални. Фотодетекторът и лазерът са разположени в корпуса на "лазерния пистолет", т.е. E. са монолитна структура. Сигналът от фотодетектора се подава към входа на микросхемата на лазерния драйвер и този щифт се нарича PD (Photo Detector) (Фиг. 2).
Фиг. 2
PD щифтът е свързан към вътрешния компаратор на лазерния драйвер и неговото напрежение се сравнява с вътрешното референтно напрежение (Vref), което дава възможност за оценка на светлинния поток на лазера.
Общата блокова схема на лазерния драйвер 65ALS543 е показана на фиг. 3.
Фиг. 3
Но ние описахме работата на лазерния драйвер само в общи линии, за да го разберем. основни принципифункционираща. Сега нека се опитаме да разберем някои от детайлите, които ще ни позволят да подходим по -съзнателно към процеса на диагностициране на лазерен драйвер.
Изходен етап
Еквивалентната схема на изходния етап на лазерния драйвер е показана на фиг. 4.
Фиг. 4
Изходният етап на съвременните лазерни драйвери е изграден съгласно текущата огледална схема. Този дизайн позволява много точно регулиране на лазерния ток, позволява да имате линейна връзкаизходният ток от входния управляващ ток, позволява да се осигури висока термична стабилност на веригата (което, между другото, е много важно за един лазер, тъй като параметрите му са в силна и пряка зависимост от температурата).
Текущата стойност на лазерния светодиод (ILD) се определя като сумата от токовете ISWO и IBIAS, т.е. ILD = ISWO + IBIAS. Токът ISWO се задава от текущото огледало и този ток от своя страна е пропорционален на управляващия ток ISW и е кратен на тока на ISW (обаче не знаем тази множественост за 65ALS543). На свой ред текущата стойност ISW се определя от два основни параметъра:
- величината на сигнала от фотодетектора PD, т.е. зависи от изходната мощност на лазера;
- максимално допустим ток на лазера (ISWI).
Максимално допустимата стойност на лазерния ток ISWI се задава от външен резистор RS, свързан към пин 1. Увеличаването на стойността на резистора RS води до намаляване на лазерния ток.
Вторият ток, който влияе директно върху лазерния ток, е токът на отклонение IBIAS, чиято стойност се задава от управляващото напрежение VB и външния резистор RB. VB може да бъде генериран по няколко начина: може да бъде генериран вътрешно от самия лазерен драйвер или може да бъде генериран външно за гъвкав лазерен контрол. В практическите схеми на съвременните принтери (например принтери HP и Canon) токът IBIAS не се използва, т.е. той е нулев и няма ефект върху лазерния ток. В случай, че токът IBIAS не се използва, контактите VB (щифт 4) и RB (щифт 3) трябва да останат свободни, т.е. трябва да „виси във въздуха“ и не трябва да бъде свързан никъде.
Между външни елементиизходен етап на лазерния драйвер, бележка втора.
Първият е издърпващ резистор, обозначен като RL на фигура 4. Този резистор е свързан между минуса на текущото огледало и + 5V захранващото напрежение на лазерния светодиод. Количеството ток, протичащ през този резистор, е пропорционално на текущия ISW, т.е. пропорционален на лазерния ток. Наличието на този резистор намалява разсейваната мощност на IC лазерния драйвер. Стойността на този резистор се изчислява въз основа на стойността на максимално допустимия ток на лазера, стойността на захранващото напрежение и стойността на напрежението на изхода на токовото огледало. Характеристиките на драйвера 65ALS543 не са известни със сигурност, но въз основа на стойността на резистора RL, използван в повечето практически схеми, можем да кажем, че максималната стойност на лазерния ток е около 100 mA. В този случай стойността на резистора RL е приблизително 20 ома. Всички тези цифри са получени в резултат на анализ на параметрите на подобни микросхеми на лазерни драйвери.
На второ място, трябва да обърнете внимание на веригата за заглушаване, състояща се от резистор Rd и кондензатор Cd. Тази схема осигурява потискане на пренапрежението при включване на светодиода. Това дава възможност да се защитят както лазерният светодиод, така и вътрешните транзистори на лазерния драйвер от повреди, въпреки че, на първо място, въвеждането на амортисьорна верига има за цел да подобри качеството на изображението. Потискането на пренапреженията на лазерния светодиод от амортисьорната верига също води до елиминиране на случайни светлинни импулси от лазерния светодиод, което се оказва изключително важно при изобразяването с висока разделителна способност. Параметрите на елементите Rd и Cd се определят преди всичко от работната честота на лазера, т.е. скорост на печат и разделителна способност на принтера.
Управление на водача
Преди да говорим за методите за управление на лазерния драйвер, нека припомним общите принципи на изобразяване, които са най -важни за разбирането на функционирането на лазерния драйвер.
Въртящо се огледало за сканиране на многоъгълник (Polygon Mirror), което е метална призма с добре полирани ръбове, е предназначено за сканиране на повърхността на барабана с лазерен лъч. V различни моделилазерни принтери има това огледало различна сумалица - от 2 до 6. Всяко лице на това огледало образува една линия от изображението върху барабана.
По време на формирането на линията лазерът се включва и изключва от лазерния драйвер чрез команди или от микроконтролера на принтера, или от микропроцесора за обработка на данни (от форматиращия). Когато лазерът е включен, съответната област на барабана се осветява и впоследствие тази област трябва да бъде черна. По този начин лазерът трябва да се управлява само в онези моменти от времето, когато огледалото за сканиране е в позицията, в която отразеният лъч ще удари барабана, т.е. работата на лазера трябва да бъде ясно синхронизирана с положението на въртящото се огледало. За такава синхронизация е осигурен оптичен сензор за синхронизация (BEAM или SOS) в скенера / лазерния блок. Този сензор е светлочувствителен фотодетектор. Сензорът BEAM (SOS) е позициониран така, че лазерната светлина, която го удари, съответства на началото на линията, т.е. сигналът от този сензор позволява формирането на линията на изображението.
Микросхемата се управлява от четири сигнала, идващи от микроконтролера на механизма и от форматиращия. Тези сигнали се наричат CNT0, CNT1, VDO, #VDO (знакът # показва, че сигналът е активен "ниско"). Сигналите CNT0, CNT1 се генерират от микроконтролера на механизмите и са сигнали за "обслужващо" лазерно управление. А сигналите VDO и #VDO се генерират от чипа за форматиране и са данни за управление на лазера. Тези сигнали се генерират в съответствие с данни от RAM на принтера - така наречения печат буфер. На фиг. 5 като пример е показана блокова диаграма, която обяснява взаимодействието на принтерните елементи при управление на лазер.
Фиг. 5
Изпратено блокова диаграмаотговаря на принтера HP LaserJet 1100. Представеният дизайн на схемата е традиционният, който се придържа към повечето производители на лазерни принтери, въпреки че не може да се твърди, че такъв дизайн е единственият възможен. Повечето съвременни принтери използват 3.3V логика, така че всички тези сигнали са до 3.3V.
При управление на лазер могат да се разграничат няколко периода:
1) Определяне на началото на линията и контрол на мощността на светлинния поток.
2) Образуване на полета по краищата на листа (фиг. 6).
3) Формиране на низ.
Фиг. 6
За да синхронизирате лазерната операция с позицията на въртящото се многоъгълно огледало, се въвежда период на търсене и дефиниция на началото на реда. За да направите това, лазерът се включва за достатъчно дълъг период от време, докато сензорът BEAM / SOS излъчи импулс ниско ниво, което съответства на положението на огледалото, при което лазерният лъч пада в началото на линията, по -точно, - след определен момент от времето след този импулс, лазерът ще заеме позиция в началото на линията ( това закъснение се изчислява при проектирането на принтера и отчита скоростта на въртене на огледалото и закъсненията във времето електронни схеми). На този етап лазерът се включва и през него тече фиксиран ток, зададен от микросхемата на лазерния драйвер и следователно този период може да се използва за определяне на мощността на светлинния поток с помощта на фотодетектора PD. Сигналът от PD се изпраща към лазерния драйвер, който изпълнява процедурата за автоматично управление на мощността на лазера (APC).
След като BEAM / SOS сензорът генерира импулс на първоначалното положение на огледалото, лазерът се изключва за определен период от време, за да образува бяло поле от левия ръб. След това лазерът започва да се включва и изключва, образувайки линия на изображение в съответствие със сигналите VDO и #VDO. След като всички точки на линията са оформени, лазерът се изключва, за да образува бяло поле на десния ръб. След определен период от време след това лъчът се генерира отново, за да търси началото следващия ред... Временната последователност на лазерния контрол по време на формирането на изображението е показана на фиг. 7.
Фиг. 7
Микросхемата на лазерния драйвер осигурява четири режима на работа, определени от състоянието на сигналите CNT0 и CNT1, които се генерират от микроконтролера на принтера:
1. Режим на нулиране.
2. Режим автоматичен контролмощност на лазера (APC).
3. Режим на маскиране.
4. Режим на демаскиране.
Съответствието между режимите и състоянията на сигналите CNT0 и CNT1 е дадено в Таблица 1.
Маса 1.
|
Състояние на управляващия сигнал
|
Режим
|
|
CNT1
|
CNT0
|
|
|
|
НУЛИРАНЕ
|
|
|
|
Демаскиране
|
|
|
|
|
|
|
|
Маскиране
|
В режим Нулиране лазерът е напълно изключен и не се контролира по никакъв начин. Лазерът се превключва в този режим в случаите, когато принтерът не печата и е в режим на готовност, както и когато данните се предават към принтера от компютър.
В режим на демаскиране лазерът се активира и контролира от сигналите VDO и #VDO. Този режим съответства на образуването на линия на изображението при отпечатване на данни от оперативна паметпринтер, т.е. лазерът периодично се превключва в този режим по време на отпечатването. Мощността на лазерния светодиод в този режим се определя от стойността, получена в етапа на APC. Сигналите VDO и #VDO са диференциални сигнали, което подобрява шумоустойчивостта на веригата и предотвратява случайни грешки при лазерно управление поради високочестотен шум. Тези сигнали се подават към входа на вътрешния диференциален усилвател, който формира цифров дискретен сигнал на изхода си, който позволява или забранява включването на лазера. Първоначалното отместване на сигналите VDO и #VDO е съответно приблизително 1,2 и 1,8 V. За да включите лазера, сигналът на VDO трябва да бъде настроен на "висок", а сигналът #VDO на нисък и това трябва да се случи едновременно. В резултат на това, за да може лазерът да бъде включен от форматиращия принтер, е необходимо съотношението на сигналите CNT0, CNT1, VDO и #VDO, което е показано на фиг. 8.
Фиг. 8
Режимът APC се използва за оценка на светлинния поток на лазерен светодиод, т.е. Режимът APC може да се счита за период на измерване. Съгласно стойността на мощността, получена в този режим, текущата стойност на лазерния светодиод се регулира за продължителността на образуване на линията на изображението. По този начин този режим на работа предхожда всеки ред на дисплея. В режим APC лазерът е включен и през него тече фиксиран ток (виж по -горе). Светлинният поток се измерва с PD фотодетектор. След това сигналът от PD се използва от квантова схема, която контролира количеството на зареждащия ток на кондензатора CH. Този кондензатор е "памет", т.е. напрежението върху него ще определи величината на лазерния ток в режим Демаскиране по време на образуването на цялата линия. С други думи, кондензаторът съхранява количеството лазерен ток за следващия ред на изображението. Колкото по -високо е напрежението в кондензатора CH, толкова по -голяма е мощността на лазерния светлинен поток.
В маскиран режим лазерът се изключва, независимо от състоянието на сигналите VDO и #VDO. В същото време лазерът не се изключва напълно, както се случва в Режим на нулиране... В режим на маскиране токът на отклонение на IBIAS може да тече през лазерния светодиод. Режимът на маскиране се използва за образуване на бели полета по краищата на листа.
Фиг. 9 показва времевата диаграма на управляващите сигнали на драйвера 65ALS543 за всички разглеждани режими на работа.
Фиг. 9
Квантова схема
Схемата за квантоване на паметта (а в английската литература схемата за извадка / задържане) е много тясно свързана с автоматичния режим на управление на мощността на лазера - режимът APC. За да бъдем по -точни, веригата за квантоване измерва мощността на лазерния светлинен поток и го коригира. Квантоващата верига работи на два етапа:
- Проба - период на измерване;
- Задържане - период на задържане.
На етапа на извадката веригата за квантоване измерва мощността на лазерния светлинен поток, определя необходимостта от увеличаване на мощността на лазера или, обратно, намаляване на мощността, след което резултатът се съхранява в външна памет, чиято роля играе външен кондензатор CH. Всичко това се случва през периода на APC, което съответства на момента на търсене на началото на линията на изображението.
На етапа на задържане се чете информацията, записана в кондензатора CH, която се използва за задаване на лазерния ток, т.е. за контрол на текущата стойност ISW. По този начин етапът на задържане съответства на периода на формиране на линията на изображението, т.е. съответства на периодите на демаскиране и маскиране. Съответствието на основните периоди на лазерен контрол с етапите на проба и задържане е показано на фиг. 9.
Общият изглед на схемата за квантуване е показан на фиг. 10.
Фиг. 10
Един от най -важните елементи на схемата за квантоване е сравнител, който сравнява получения сигнал от фотодетектора PD с определено референтно напрежение, което условно ще наречем VR. VR напрежението се прилага към един от контактите на лазерния драйвер (т.е. външният изход на микросхемата му съответства), поради което това напрежение може по принцип да се регулира, което в резултат ще доведе до промяна в мощността на лазера. На практика обаче производителите предпочитат да доставят на щифта VR референтно напрежение, генерирано от вътрешно силно стабилизирано и прецизно референтно напрежение. Това гарантира точността и последователността на резултатите от измерванията. По този начин стойността на VR може да се счита за непроменена. В 65ALS543 това референтно напрежение е 1,4 V, инсталирано на щифт 5.
На втория вход на компаратора се подава напрежение, което условно ще наричаме VM. Напрежението на VM е напрежение, което е правопропорционално на величината на PD фотодетекторния сигнал (VM и се извлича от PD напрежението). Но стойността на PD сигнала също се влияе от резистивния делител, свързан към RM контакта, т.е. напрежението на VM е PD напрежението, намалено със сумата, определена от външния делител. За да можете да регулирате лазерните параметри, към RM контакта е свързан променлив резистор. Настройката на този резистор е фабрична настройка, направена така, че да съответства на всеки специфичен лазерен светодиод. V полеви условиярегулирането на този резистор не трябва да се извършва (но практиката показва, че в някои случаи настройката на този резистор е много ефективен начин"Съживявам" лазерен принтер). Може да има един променлив резистор (като повечето производители), така че може да има два (като Canon и HP). Ако се използват две променлив резистор, тогава една от тях е „груба“ настройка, а другата е фина настройка. Както показва практиката, въртенето на тези резистори по часовниковата стрелка увеличава мощността на лазера.
Така че, сравнителят сравнява две напрежения: VR и VM. Това се случва през периода на APC, т.е. когато през лазера протича някакъв фиксиран ток.
Ако напрежението VM> VR, това показва значителна мощност на сигнала от фотодетектора и необходимостта от намаляване на тока през лазера. В резултат на това на изхода на компаратора се формира сигнал, който води до активиране на разрядната верига на CH кондензатора (фиг. 11).
Фиг. 11
Ако напрежението на VM
Всичко това съответства на етапа на извадката. По този начин, след края на етапа на пробата, през кондензатора CH се задава напрежение, чиято стойност е пропорционална на мощността на лазерния светлинен поток.
Следва етапът на задържане на Hold. Това поставя CH пина в състояние с висок импеданс, което поддържа напрежението в CH кондензатора на нивото, което беше стабилно по време на пробата. Това напрежение се прилага към входа на вътрешен компаратор, който задава лазерния ток, а именно текущия ISW (вижте обсъждането на изходния етап на лазерния драйвер по -горе). С други думи, компараторът „чете информацията, записана в кондензатора“. Зададената текуща стойност остава валидна до следващия период на измерване, т.е. до следващия етап Проба.
Тук е необходимо да се отбележи значението на CH кондензатора и значението на неговите характеристики. Изтичането на CH кондензатора може да доведе до факта, че лазерът няма да свети и изобщо няма да бъде лазерът или драйверният чип. Както показват практическите измервания, номиналното напрежение на CH драйвера 65ALS543 е в диапазона 0,9 ... 1,2 V. Това напрежение се променя при регулиране на променливи резистори.
Сега, когато са разгледани почти всички основи на работата на лазерния драйвер, се обръщаме директно към методите за проверката му. Като пример за практическото изпълнение на микросхемата 65ALS543, Фиг. 12 показва схематична диаграма на лазерния драйвер за принтера HP LaserJet 1100. Диаграмата показва TP - това са контролните точки на платката.
Фиг. 12
Тъй като лазерното лъчение е видимо излъчване (но на корицата на този блок е точно обратното, т.е. се съобщава, че излъчването е невидимо), то то може да бъде проверено, включително и по визуален метод (но има принтери, в които лазерът работи и в невидимия инфрачервен диапазон), но повече за това по -късно. И на първо място е необходимо да се каже за мерките за безопасност. Лазерното лъчение не е безопасно за хората и може да причини нараняване на очите, като увреди ретината. Затова трябва да се внимава особено при работа с лазерния модул, особено при работа със свалени капаци. Никога не насочвайте лазера към лицето си или към други хора. Опитайте се да оборудвате работното си място по такъв начин, че евентуалното лазерно излъчване да бъде насочено далеч от хората и най -добре - в стената. Извадете огледалата и други отразяващи повърхности, като хромирани инструменти и т.н. от бюрото си.
Искам също да отбележа такъв момент. Диагностиката на лазерния драйвер е неразривно свързана с проверката на самия лазер, затова по -долу ще разгледаме как да проверим абсолютно всички елементи на лазерната система на принтера.
За по -голяма яснота ще опишем проверката на елементите на лазерната система по отношение на конкретно устройство - лазерния драйвер за принтера HP LaserJet 1100, чиято електрическа схема е показана на фиг.
Техники за лазерно LED тестване
Метод №1. Най -простият тест за ефективността на лазера е визуално да се провери излъчването на лазерната светлина по време на печат. За да направите това, ще е необходимо да включите принтера със свалени всички капаци на корпуса и със свален капак на лазерния блок. Самият лазерен блок не е необходимо да се отстранява, а също така няма нужда да се премахват отделните му елементи и да се разхлабват всички винтове. Не забравяйте за мерките за безопасност! Така че, с премахнати корици, отпечатайте всичко (конфигурационен лист, тест на двигателя, всяка задача от компютъра), но най -добре изпратете заданието до принтера като плътна черна страница. Когато листът е заснет и средата достигне касетата, поставете парче бял лист директно пред лазера. За кратък период от време можете да наблюдавате малка червена точка на хартията, след което лазерът се изключва и принтерът преминава в състояние на фатална грешка. За да изчистите грешката, ще трябва да изключите и включите отново принтера. Трябва да се отбележи, че червената точка, която трябва да се види, има доста ниска интензивност, т.е. не е толкова лесно да го видите, особено ако стаята е достатъчно светла. Ето защо, когато провеждате този тест, препоръчително е да се уверите, че лабораторията ви е достатъчно тъмна.
Метод №2. Проверката се извършва с изключен принтер. В този случай можете да работите и със свален капак на лазерния блок (но може да ви бъде по -удобно да работите, като премахнете платката на лазерния драйвер). За тестване на работата на лазера е необходим външен регулиран източник на напрежение. Задайте изходното напрежение на източника на 2V, настройте стабилизационния ток около 100 mA. Свържете „+“ изхода на захранването към лазерния анод, често обозначаван като COM (щифт 1 на конектора J802 на фиг. 12). Свържете клемата „-“ на захранването към лазерния катод, често обозначаван като LD (щифт 2 на конектора J802 на фиг. 12). Ако лазерът работи правилно, тогава, когато източникът на захранване е включен, излъчването на лазерна светлина може да бъде наблюдавано. Поставете парче бяла хартия пред лазерния пистолет, където ще видите червена точка. Увеличаването на напрежението, приложено към лазера, трябва да доведе до увеличаване на мощността на светлинния поток, а намаляването на напрежението трябва да доведе до намаляване на изхода на лазерната светлина. Когато напрежението намалее до 1,7 V, лазерът се изключва - токът му в този случай става по -малък от тока на помпата. Внимание! Не увеличавайте напрежението, приложено към лазерния светодиод над 2,5 V. Това може да го повреди. Може да се отбележи още един момент. За да ограничите тока през лазерния светодиод на безопасно ниво, препоръчително е да използвате сериен резистор, когато е свързан към източник на захранване.
Процедура за изпитване на фотодетектор
Фотодетекторът, разположен на гърба на лазера, може да се провери само когато лазерът е включен. Затова направете всичко, както беше обсъдено в метода # 2 за проверка на лазера. Само в този случай все още е необходимо да се измери нивото на напрежение на щифт 3 на конектора J802. Щифтът на фотодетектора на печатната платка често се нарича PD. Нивото на напрежение на изхода на фотодетектора може да бъде измерено спрямо "общ" терминал, например щифт 4 на съединител J802. Увеличаването на напрежението, приложено към лазера, трябва да доведе до увеличаване на напрежението, взето от фотодетектора, и съответно, напротив, с намаляване.
Метод за изпитване на чип на лазерен драйвер
Най -добре е диагностиката на драйверната микросхема да започне традиционно - с визуална проверка, въпреки че разрушаването на кутията на драйвера е нещо извън сферата на възможностите, но също така е невъзможно да се изключи например електростатичен срив.
Ако визуалната проверка не даде никакви резултати, трябва да преминете към „набиране“ на микросхемата, за да идентифицирате различни вътрешни електрически повреди на основните етапи. Тук е необходимо да проверите следните контакти на лазерния драйвер 65ALS543 за липса на дефекти на земята:
- контакт на първото захранващо напрежение VCC1 (щифт 8);
- контакт на второто захранващо напрежение VCC2 (клема 20);
- изходи на изходния етап (щифт 18 и щифт 19).
Всички тези измервания трябва да покажат, че няма късо съединение между съответните щифтове и маса. Дори наличието на малка съпротива по време на измерването трябва да предупреди специалиста, защото това не трябва да бъде.
Ако няма повреди и къси съединения, можете да преминете към диагностика на функционирането на лазерния драйвер. Удобно е да се извършват всички проверки, когато принтерът е включен и капаците са свалени от лазерния блок. Тук проверката може да се извърши на няколко етапа.
1) С увереност можем да кажем, че лазерният драйвер работи правилно, ако неговите вътрешни източници на референтно напрежение функционират нормално. Само едно референтно напрежение на лазерния драйвер се извежда към външните щифтове. Възможно е да го проверите на щифт 5. Така че, включете принтера и използвайте тестер, за да контролирате напрежението върху щифт 5. трябва да е около 1.4V. Липсата на това напрежение или силно разминаване с определената му стойност показва неизправност на микросхемата.
В допълнение, това не пречи за поредната проверка на стабилността на захранващото напрежение, приложено към щифт 8 и щифт 20. Това напрежение трябва да бъде около 5V.
Пин 18 (LD) трябва да има напрежение 3,7 ... 4,1V. Наличието на това напрежение показва здравето на лазера и липсата на отворена верига в него.
При входните контакти сигналите VDO и VDO # трябва да бъдат настроени на техните работни нива. За сигнала VDO това е 1,2 ... 1,7 V, а за сигнала VDO # това е 1,8 ... 2,0 V. Но тук е необходимо да се разбере, че отсъствието на тези сигнали или тяхното значително разминаване с посочени стойности, може да показва не само неизправност на лазерния драйвер, но и наличието на проблеми с форматиращия, конектори и т.н.
2) Когато принтерът е включен или когато печатът започне, лазерният драйвер трябва да включи лазера. И дори ако лазерът не се включи и възникне фатална грешка, тогава в началния момент от времето (макар и много кратък), правилното напрежение трябва да се появи на правилния лазерен драйвер на съответните контакти. Така че в тези моменти от време е необходимо да се проверят напреженията, посочени в таблица 2 (измерванията се извършват с обикновен тестер, въпреки че наличието на осцилоскоп е добре дошло).
Таблица 2.
|
№
|
Обозначаване
|
Какво трябва да бъде
|
Забележка
|
|
|
CNT0
|
трябва да се установи логическият сигнал "0" (но този сигнал, като правило, променя нивото си няколко пъти, т.е.сигналът е импулсен, така че тестерът показва определено ниво, в технологията HP нещо около 1.7V)
|
Наличието на правилната комбинация от сигнали на щифт 12 и щифт 11 показва по -скоро изправността на управляващата верига, въпреки че също така показва липсата на повреди на входа на лазерния драйвер.
|
|
|
CNT1
|
логическият сигнал "1" трябва да бъде установен (около 3.3 V)
|
|
|
|
трябва да се появи напрежение от около 0,5 ... 0,6 V
|
Наличието на това напрежение показва изправността на вътрешната верига за настройка на текущата стойностАзSW.
|
|
|
|
напрежението трябва да бъде настроено на 0,8 ... 0,9 V
|
Това показва изправността на веригата, която задава текущата стойностАзBIASдори ако тази схема не се използва.
|
|
|
|
трябва да се установи напрежение от около 0,8 ... 0,9V
|
Това показва функционирането на веригата за квантуванеПроба\
Задръжте.
|
|
|
|
напрежението трябва да е по -ниско от измерената стойност в покой, т.е. под 3.7 ... 4.1V
|
И тук трябва да се формират импулси, но ние контролираме намаленото DC напрежение само защото работим с тестер.
|
|
|
|
трябва да се появи напрежение от около 1,4 V
|
Наличието на този сигнал по -скоро показва, че лазерът и неговият вътрешен фотодетектор са в добро работно състояние. Без този сигнал веригата също няма да функционира.Проба/
Задръжте.
|
3) Лазерният драйвер 65ALS543 може да бъде проверен и чрез принудително включване. В този случай се наблюдава или наличието на сигнали в съответните контролни точки, или луминесценцията на лазера.
Работоспособността на микросхемата се оценява чрез нейната работа в режим APC. Когато принтерът е включен и в режим на готовност, сигналите CNT0 и CNT1 се настройват на "ниско". В този случай микросхемата на драйвера 65ALS543 е в режим на нулиране. За да поставите лазерния драйвер в режим APC, настройте CNT1 сигнала на "висок". За да направите това, имате нужда от лабораторно захранване, на изхода на което трябва да настроите напрежението на 3,3 V.
Логическият "1" сигнал, генериран по този начин, трябва да бъде приложен към щифт 12 на микросхемата 65ALS543 (CNT1). С работеща микросхема и работещ лазерен светодиод това трябва да доведе до включване на лазера, което може да се оцени по наличието на неговото излъчване (както казахме по -горе). Освен това можете да разберете за включването на лазера чрез появата на съответните напрежения върху съответните контакти на лазерния драйвер. В случай на наблюдение на напреженията в контактите на лазерния драйвер, вижте информацията, дадена в Таблица 2.
Тук може би сме прегледали основните методи за проверка на лазера и лазерния драйвер 65ALS543. Искам да отбележа, че, разбира се, схемите за включване на лазерния драйвер може да са различни в различните модели принтери, но методите за проверка във всеки случай се оказват еднакви. Надяваме се, че сега нашите читатели няма да имат затруднения с диагностиката на лазерния блок на лазерни принтери, многофункционални устройства и цифрови копирни машини.
