Источник питания лазерного диода Модель A350 Инструкция по эксплуатации Источник питания лазерного диода A350 Содержание 1. Краткое описание ........................................................................................................................... 1 2. Основные параметры ..................................................................................................................... 1 2.1. Драйвер тока лазерного диода ............................................................................................... 1 2.2. Регулятор температуры лазерного диода ............................................................................. 2 2.3. Дополнительный регулятор температуры ............................................................................ 2 2.4. Условия эксплуатации и габариты ........................................................................................ 4 3. Комплектность ............................................................................................................................... 5 4. Органы управления и разъемы ..................................................................................................... 5 4.1. Задняя панель .......................................................................................................................... 5 4.1.1. Разъем RS232 .................................................................................................................... 5 4.1.2. Разъем OUT ...................................................................................................................... 6 4.1.3. Разъем IN .......................................................................................................................... 6 4.1.4. Разъем TC и импульса выключения тока ...................................................................... 7 4.2. Передняя панель ...................................................................................................................... 8 5. Порядок работы .............................................................................................................................. 8 5.1. Управление с передней панели .............................................................................................. 8 5.1.1. Процедура включения/выключения ............................................................................... 8 5.1.2. Меню ................................................................................................................................. 9 5.2. Удаленное управление.......................................................................................................... 12 5.2.1. Настройка RS232 ............................................................................................................ 12 5.2.2. Установка драйвера USB............................................................................................... 12 5.2.3. Набор команд.................................................................................................................. 16 5.3. Неисправности ...................................................................................................................... 19 Список таблиц Таблица 1. Параметры токового драйвера....................................................................................... 1 Таблица 2. Параметры регулятора температуры лазерного диода ............................................... 2 Таблица 3. Параметры дополнительного регулятора термоэлектрического охладителя ........... 2 Таблица 4. Параметры дополнительного регулятора резистивного нагревателя ........................ 3 Таблица 5. Требования к питанию ................................................................................................... 4 Таблица 6. Параметры окружающей среды .................................................................................... 4 Таблица7. Разъемы задней панели ................................................................................................... 5 Таблица 8. Разъем RS232 .................................................................................................................. 5 Таблица 9. Электрические параметры выхода синхронизации OUT............................................ 6 Таблица 10. Электрические параметры входа синхронизации IN ................................................ 7 Таблица 11. Разъем ТС ...................................................................................................................... 7 Таблица 12. Элементы управления передней панели..................................................................... 8 Таблица 13. Настройка порта RS232 .............................................................................................. 12 Таблица 14. Команды взаимодействия драйвера с компьютером............................................... 16 Таблица 15. Статусы драйвера (DVST_CH) .................................................................................. 18 Список рисунков Рисунок 1. Источник питания лазерного диода А350 с отрытой крышкой ................................. 1 Рисунок 2. Нарастание импульса тока ............................................................................................. 2 i Источник питания лазерного диода A350 Рисунок 3. Спад импульса тока ........................................................................................................ 2 Рисунок 4. Габаритные размеры драйвера лазерного диода ......................................................... 4 Рисунок 5. Задняя панель .................................................................................................................. 5 Рисунок 6. Выходная цепь синхронизации OUT ............................................................................ 6 Рисунок 7. Временная диаграмма выходных режимов синхронизации ....................................... 6 Рисунок 8. Входная цепь синхронизации IN ................................................................................... 7 Рисунок 9. Временная диаграмма входных режимов синхронизации .......................................... 7 Рисунок 10. Передняя панель ........................................................................................................... 8 Рисунок 11. Структура меню .......................................................................................................... 10 Рисунок 12. Навигация по меню. .................................................................................................... 11 Рисунок 13. Редактирование температуры ЛД. ............................................................................ 11 Рисунок 14. Сохранение текущих настроек в ячейку 1................................................................ 11 Рисунок 15. Кабель RS232 .............................................................................................................. 12 Рисунок 16. Формат команды ......................................................................................................... 16 ii Источник питания лазерного диода A350 1. Краткое описание Источник питания лазерного диода содержит все необходимые компоненты в одном корпусе: Импульсный источник тока лазерного диода Двухполярный термоэлектрический контроллер температуры лазерного диода Термоэлектрический охладитель Дополнительный контроллер температуры для нагревателей или внешней термостабилизации Панель управления Интерфейсы USB и RS232 Разъемы для входа внешней синхронизации и выхода внутренней Сигнал выключения импульса для фотодиода в chip-лазере Рисунок 1. Источник питания лазерного диода А350 с отрытой крышкой 2. Основные параметры 2.1. Драйвер тока лазерного диода Таблица 1. Параметры токового драйвера Параметр Ток лазерного диода Шаг установки тока Напряжение на лазерном диоде Точность установки тока лазерного диода Уровень нестабильности и пульсаций тока лазерного диода Диапазон измерений тока лазерного диода Точность измерений тока лазерного диода 1 Единица Минимум Максимум измерения A 0 51,1 A 0,0125 В 1,6 2,3 % 1 % 0.5 A % 0 2 51,15 Источник питания лазерного диода A350 Длительность импульса тока Шаг установки длительности импульса Период повторения импульсов тока Шаг установки периода повторения импульсов в диапазоне от 0,25 мкс до 16 мкс в диапазоне от 16 мкс до 131 мс в диапазоне от 131 мс до 1 с в диапазоне от 1 с до 4 с в диапазоне от 4 с до 16,7 с Время нарастания тока на уровне 0,1-0,9 Время спада тока на уровне 0,1-0,9 Неравномерность вершины импульса тока Режим синхронизации Диапазон задержки импульса синхронизации Рисунок 2. Нарастание импульса тока мкс мкс 50 1023 1 0,25 мкс 16,7 с 0.25 2 16 64 256 мкс мкс мкс % мкс 15 20 1 Внутренняя, внешняя 0 1023 Рисунок 3. Спад импульса тока 2.2. Регулятор температуры лазерного диода Таблица 2. Параметры регулятора температуры лазерного диода Единица Минимум Максимум Параметр измерения Напряжение на термоэлектрическом элементе В -12 12 Ток термоэлектрического элемента A -5 5 Диапазон установки температуры °C 0 40 Точность установки температуры °C 1 Нестабильность температуры °C 0,1 Время стабилизации температуры до значения с 30 ошибки менее 0,2 °C 2.3. Дополнительный регулятор температуры Регулятор термоэлектрического охладителя или резистивного нагревателя Таблица 3. Параметры дополнительного регулятора термоэлектрического охладителя Единица Минимум Максимум Параметр измерения Напряжение на термоэлектрическом элементе В -12 12 2 Источник питания лазерного диода A350 Ток термоэлектрического элемента А -2 2 Диапазон установки температуры °C 0 160 Точность установки температуры °C 1 Нестабильность температуры °C 0,1 Время стабилизации температуры до значения с 30 ошибки менее 0,2 °C Таблица 4. Параметры дополнительного регулятора резистивного нагревателя Единица Параметр Минимум Максимум измерения Напряжение на термоэлектрическом элементе В 0 12 Ток термоэлектрического элемента A 0 2 Диапазон установки температуры °C 0 160 Точность установки температуры °C 1 Нестабильность температуры °C 0,1 Время стабилизации температуры до значения с 30 ошибки менее 0,2 °C 3 Источник питания лазерного диода A350 290 2.4. Условия эксплуатации и габариты 259 127 A350 ON OFF Рисунок 4. Габаритные размеры драйвера лазерного диода Таблица 5. Требования к питанию Параметр Напряжение питания Максимальный допустимый ток Требование 90~264 В, 47~63 Гц 0,5 A при 230 В 1 A при 115 В 20 A при 115 В 10 A при 230 В воздушное Бросок тока при включении (максимальный) Охлаждение Таблица 6. Параметры окружающей среды Температура от 10ºC до 35°C Относительная влажность от 5 до 90% (без конденсации) Высота над уровнем моря до 3000 м 4 Источник питания лазерного диода A350 3. Комплектность Источник питания лазерного диода Кабель питания 4. Органы управления и разъемы 4.1. Задняя панель На задней панели прибора находятся выключатель питания и семь разъемов Таблица7. Разъемы задней панели Маркировка Тип Описание Разъем для трехпроводного кабеля питания RS232 DB9 вилка Разъем соединения с COM - портом USB USB-B USB разъем типа B OUT BNC розетка Выход импульса синхронизации IN BNC розетка Вход внешней синхронизации TC DB15 розетка Разъем для подключения дополнительного внешнего термоэлемента Рисунок 5. Задняя панель 4.1.1. Разъем RS232 5 Схема подключения RXD TXD 5 4 9 3 8 2 7 1 GND 6 Таблица 8. Разъем RS232 Вывод Название Описание 1 Свободный 2 RXD Вход приемника 3 TXD Выход передатчика 4 Соединен с выводом 6 5 GND Общая земля 6 Соединен с выводом 4 7 Соединен с выводом 8 8 Соединен с выводом 7 9 Свободный Источник питания лазерного диода A350 4.1.2. Разъем OUT Выходная цепь синхронизации драйвера подключена к разъему OUT через согласующее сопротивление 50 Ом (см. Рисунок 6). Разъем OUT предназначен для соединения посредством 50-тиомного коаксиального кабеля с высокоомным входом синхронизируемого прибора. Электрические параметры приведены в Таблице 9. Выход OUT может быть использован в различных режимах – положительный/отрицательный и прямой/задержанный (см. Рисунок 7). 74ACT14 OUT 74ACT14 50 Ohm Рисунок 6. Выходная цепь синхронизации OUT ток LD LD ON уровень LD OFF уровень Tзадержки режим задержки положительный Прямой режим положительный отрицательный отрицательный запуск Рисунок 7. Временная диаграмма выходных режимов синхронизации Таблица 9. Электрические параметры выхода синхронизации OUT Единица Параметр Минимум измерения Выходное напряжение низкого уровня В Выходное напряжение низкого уровня В 3,8 Максимум 0,5 4.1.3. Разъем IN Вход синхронизации IN представляет собой высокоомную цепь (см. Рисунок 8). Предназначен для соединения посредством 50-тиомного коаксиального кабеля с выходом источника внешней синхронизации с последовательным сопротивлением 50 Ом. Электрические параметры приведены в Таблице 10. Запуск может осуществляться как по фронту, так и по срезу (см. Рисунок 9). 6 Источник питания лазерного диода A350 IN 74ACT14 10 kOm Рисунок 8. Входная цепь синхронизации IN IN Ток LD Запуск по фронту LD ON уровень LD OFF уровень Запуск по срезу Tзадержки Tзадержки Рисунок 9. Временная диаграмма входных режимов синхронизации Таблица 10. Электрические параметры входа синхронизации IN Единица Параметр Минимум измерения Максимально допустимое входное напряжение В 0 Выходное напряжение низкого уровня В Выходное напряжение низкого уровня В 2,4 Максимум 5 0,6 4.1.4. Разъем TC и импульса выключения тока Разъем TC предназначен для подключения дополнительного внешнего термоэлемента и входа импульса выключения тока. 7 Схема подключения GND GND PTC2 GND PTC_Wire Shield 1 2 9 3 10 4 11 5 12 6 13 14 7 PTC1 8 GND 15 Таблица 11. Разъем ТС Вывод Название Описание Платиновое термосопротивление 1 PTC1 1 кОм Экран платинового 2 PTC_WS термосопротивления Платиновое термосопротивление 3 PTC2 1 кОм 4 GND Общая земля 5 6 GND Общая земля 7 GND Общая земля 8 GND Общая земля Платиновое термосопротивление 9 PTC1 1 кОм Heater2 PTC1 Heater1 PTC2 12V Stop IN Источник питания лазерного диода A350 10 PTC2 11 12 13 Stop IN 12V 14 Heater1 15 Heater2 Платиновое термосопротивление 1 кОм Сигнал выключения тока LD Напряжение питания Управляющее воздействие на печку 1 Управляющее воздействие на печку 2 4.2. Передняя панель Рисунок 10. Передняя панель Таблица 12. Элементы управления передней панели Элемент Описание управления Отображение рабочих параметров, статуса прибора и элементов меню ЖК дисплей настройки Светодиод Загорается при включении лазерного диода, мигает, если достигнута кнопки ON заданная температура Светодиод Загорается при включении питания кнопки OFF кнопка ON Включение лазерного диода кнопка OFF Выключение лазерного диода Поворот или нажатие на энкодер обеспечивают навигацию по меню и Ручка энкодера редактирование параметров 5. Порядок работы 5.1. Управление с передней панели 5.1.1. Процедура включения/выключения Включите питание переключателем на задней панели. На ЖК дисплее появится надпись COOLING . Светодиод кнопки ON начнет мигать, когда температура лазерного диода достигнет заданной. В течение времени установки температуры кнопка ON не реагирует на нажатие. 8 Источник питания лазерного диода A350 Дождитесь надписи READY на ЖК дисплее. Теперь драйвер готов к включению тока лазерного диода, светодиод кнопки ON мигает. Изначально в драйвере установлена , конфигурация по умолчанию. С помощью меню можно установить желаемую конфигурацию рабочих параметров. Чтобы включить ток лазерного диода нажмите кнопку ON. Светодиоды кнопок ON и OFF горят постоянно. На ЖК дисплее появляется надпись LD On и текущие значения температуры лазерного диода, величины тока через него и температуры печек. Для выключения тока лазерного диода нажмите кнопку OFF. Светодиод кнопки ON мигает, на ЖК дисплее отображаются текущие температуры печек, лазерного диода и надпись READY ON . Выключите питание на задней панели прибора. 5.1.2. Меню Используйте меню для просмотра, изменения, сохранения или загрузки рабочих параметров (см. Рисунок 11). Меню двухуровневое, признаком уровня служит количество звездочек перед названием пункта (* - пункт главного меню, ** - пункт подменю). 9 Источник питания лазерного диода A350 Limit LD temperature Current amplitude Pulse period Pulse width LD current Pulse polarity Exit submenu Triggering Trig. source Delay External sync. active edge pulse width mode (loc/dir) Exit submenu Enable/disable Temperature 1 Heater 1 Exit submenu 2 Enable/disable 3 Temperature 4 Exit submenu 5 Heater 2 Save config. Exit submenu default Load config LD voltage Heat sink T 1 2 Monitoring Time ON 3 4 LD working time Statistics Thousands of pulses FW version Infomation SW version Exit menu Рисунок 11. Структура меню 10 5 Exit submenu Источник питания лазерного диода A350 Вход в меню из режима индикации состояния происходит при нажатии на энкодер (ОК). Навигация по меню производится поворотом энкодера, пункты открываются нажатием ОК. Exit menu █ LD temperature LD current Triggering Рисунок 12. Навигация по меню. В главном меню выбирается подсистема, настройки которой надо изменить, в подменю – отдельный параметр. *LD temperature (20.00 С) 21.53 С Save? <Yes> No Рисунок 13. Редактирование температуры ЛД. Значение параметра изменяется поворотом энкодера (вправо – увеличивается, влево уменьшается). Изменения происходят сразу, в момент редактирования. Выход из режима редактирования параметра – ОК. Чтобы сохранить новое значение параметра с помощью энкодера выберите Save , чтобы вернуться к значению до начала редактирования - No , нажмите ОК для подтверждения своего выбора. Выход из меню через пункт Exit submenu . После процедуры включении/выключения тока лазерного диода последняя рабочая конфигурация становится конфигурацией по умолчанию. Параметры подсистем могут быть сохранены, и будут загружены при следующем включении из энергонезависимой памяти управляющего микропроцессора. Для этого нужно войти в пункт главного меню Save Config , установить курсор около выбрано номера ячейки памяти и нажать ОК. *Save config █ 1 2 3 Рисунок 14. Сохранение текущих настроек в ячейку 1. 11 Источник питания лазерного диода A350 5.2. Удаленное управление 5.2.1. Настройка RS232 CONNECTOR DB9F 1 6 2 7 3 8 4 9 5 Computer CONNECTOR DB9F 1 6 2 7 3 8 4 9 5 A350 Рисунок 15. Кабель RS232 Таблица 13. Настройка порта RS232 Биты данных 8 Стоп-биты 1 Проверка на четность none Скорость 38400 5.2.2. Установка драйвера USB Если Вы используете Windows XP или Windows XP SP 1, отключите компьютер от Интернета. Это можно сделать, отсоединив сетевой кабель от сетевой карты либо отключив сетевое соединение: «Панель управления → Сетевые подключения» ("Control Panel → Network and Dial-Up Connections"), щелчок правой кнопкой на соответствующем подключении, в всплывающем меню выбрать «Отключить» ("Disable"). Соединение может быть восстановлено после окончания установки драйвера. В Windows XP SP 2 отключение от Интернета не требуется, если запрещено автоматическое подключение к узлу Windows Update для поиска драйвера нового устройства. Способ подключения к Windows Update в Windows XP могут быть изменены через «Панель управления → Система» ("Control Panel → System"), вкладка «Оборудование» ("Hardware"), кнопка «Узел Windows Update» ("Windows Update"). Соедините USB-кабелем AB источник питания лазерного диода со свободным USB-портом компьютера, включите питание. Запустится мастер Установки нового оборудования (Windows Found New Hardware Wizard). Если соединение с Интернетом отсутствует или установлен способ подключения Windows XP SP 2 к узлу Windows Update по запросу пользователя, появится изображенное ниже окно. Выберите "No, not this time" и нажмите "Next", чтобы продолжить установку. Если доступно подключение к Интернету, Windows XP автоматически подключится к узлу Windows Update и установит любой совместимый драйвер, который найдет, игнорируя выбранный вручную. 12 Источник питания лазерного диода A350 Выберите "Install from a list or specific location (Advanced)", как показано на нижеприведенном рисунке, и нажмите "Next". Выберите "Search for the best driver in these locations" и введите путь к директории с драйвером (например, "C:\USB_Drivers") или воспользуйтесь кнопкой "Browse". Как только путь к драйверу указан, нажмите "Next". 13 Источник питания лазерного диода A350 Если в параметрах Windowx XP установлено предупреждать при установке неподписанного драйвера (не прошедшего тест соответствия Windows Logo), появится изображенное ниже окно. Выберите "Continue Anyway" для продолжения установки. Если в Windows XP установлено пропускать неподписанные драйверы, никакого сообщения не появится. Это окно появится на время пока Windows XP копирует файлы драйвера. 14 Источник питания лазерного диода A350 Затем Windows должен вывести сообщение, что установка прошла успешно. Нажмите "Finish" для завершения установки. Теперь устройство готово к работе. Откройте Диспетчер устройств, расположенный в «Панель управления → Система», вкладка «Оборудование», кнопка «Диспетчер устройств» ("Device Manger"), и выберите в главном меню «Вид → Устройства по типу» ("View → Devices by Type"). Появится устройство A350, подключенное к USB-порту. 15 Источник питания лазерного диода A350 5.2.3. Набор команд RS232 and USB commands format is described by figure 16. 0xA5 – start of command; n – data field size; INS – instruction ID; data1 … data (n-1) – data field; CS – control sum; 0xA5 n INS data 1 data 2 data ... data n - 1 CS Рисунок 16. Формат команды Таблица 14. Команды взаимодействия драйвера с компьютером Command name ID Description RESET_PULSES 33 clear pulse counter RERET_TIME 34 clear working time counter ASKDVTYPE 35 device name inquiry RP_DVTYPE 36 device name report ASKHWVER 37 hardware version inquiry RP_HWVER 38 hardware version report ASKSWVER 40 software version inquiry 16 Data format none none none char[] none char[], “001” “255” none Источник питания лазерного диода A350 RP_SWVER DVST_CH ASK_DVST ASK_NEW 41 65 66 67 software version report Device status changed Device status Last modified parameter inquiry voltage, current and heat sink temperature measurement inquiry Last temperature measurement and PID control values inquiry ASC_MEASUR 68 ASK_CNTRL 69 CHARGE_EN 70 Enable/disable charge accumulation CURR_EN SET_CRLIM ASK_CRLIM SET_CRAMPL ASK_CRAMPL 71 72 73 74 75 Current ON/OFF Set current limit actual current limit inquire Set current amplitude actual set current amplitude inquire SET_PERIOD 76 Set period ASK_PERIOD SET_PULSEW ASK_PULSEW 77 78 79 actual period inquire Set pulse width actual width inquire SET_SLOPE 80 Set external sync. active edge ASK_SLOPE 81 actual active edge inquire SET_TRIGSOU 82 Triggering source ASK_TRIGSOU SET_LDDEL ASK_LDDEL 83 84 85 actual source inquire Set delay actual delay inquire SET_CRPOL 86 Set current pulse polarity ASK_CRPOL 87 actual polarity inquire SET_WMODE 88 Set pulse width mode ASK_WMODE SET_LDTEMP ASK_LDTEMP 89 90 97 actual width mode inquire Set LD temperature actual LD temperature inquire SET_LDCFC 98 Set LD PID coefficients ASK_LDCFC SAVE_LDCFC LOAD_LDCFC 99 actual LD PID coefficients inquire 100 Save LD PID coefficients 101 Load LD PID coefficients SET_H1EN 102 Heater 1 enable/disable ASK_H2EN SET_H1TEMP ASK_H1TEMP 103 Heater 1 status inquire 104 Set heater 1 temperature 105 actual heater 1 set temperature inquire SET_H1CFC 106 Set heater 1 PID coefficients ASK_H1CFC 107 actual heater 1 coefficients inquire 17 char[] 1 char none none none none 1 char (0 - disable, 1 enable) 1 char (0 – on, 1 - off) 1 float (0 51.1875) none 1 float (0 51.1875) none 1 float (0.25 16777216) none 1 float, 0 1023 none 1 char (0 – positive, 1 - negative) none 1 char (0 – external, 1 - internal) none 1 float, 0 1023 none 1 char (0 – positive, 1 - negative) none 1 char (0 –triggering pulse repetition, 1 – settled width) none 1 float (0 40.9575) none 3 float (0 + ), 1 char (0 255) none 1 char (1 5) 1 char (0 5) 1 char (0 – disable, 1 enable) none 1 float (-2 163.83) none 3 float (0 + ), 1 char (0 255) none Источник питания лазерного диода A350 SET_H2EN ASK_H2EN SET_H2TEMP ASK_H2TEMP 108 109 110 111 Heater 2 enable/disable Heater 2 status inquire Set heater 2 temperature actual heater 2 set temperature inquire SET_H2CFC 112 Set heater 2 PID coefficients ASK_H2CFC SAVE_HCFC LOAD_HCFC SAVE_CNFG LOAD_CNFG 113 114 115 116 117 actual heater 2 coefficients inquire Save heaters PID coefficients Load heaters PID coefficients Save configuration Load configuration 1 char (0 1) none 1 float (-2 163.83) none 3 float (0 + ), 1 char (0 255) none 1 char (1 5) 1 char (0 5) 1 char (1 5) 1 char (0 5) Таблица 15. Статусы драйвера (DVST_CH) Status State of Power 0x10 INITIAL Searching for LD drivers. 0x01 COOLLING LD Current OFF. Temperature conditioning is in progress. 0x02 READY Ready to turn ON LD Current. 0x20 CURRENTON LD Current is ON 0x81 OVERTEMP_LD LD Overtemperature. 0x82 OVERCUR LD Overcurrent. 0x83 OVT_HEATSINK Heat Sink Overtemperature. 0x84 OPEN_CIRCUIT LD Overvoltage – open circuit. 0x88 SHORT_CONN LD Undervoltage – short connection. 18 Источник питания лазерного диода A350 5.3. Неисправности Неисправности Надпись на ЖК дисплее Перегрев лазерного диода A350 fault LD Overtemper. Перегрузка по току Перегрев радиатора Разрыв цепи лазерного диода Короткое замыкание цепи лазерного диода Энергонезависимая память пуста или повреждена A350 fault Open circuit Что делать Выключите прибор. Обеспечьте необходимую температуру окружающей среды. Если это не поможет, обратитесь к производителю. Выключите прибор. Обратитесь к производителю. Выключите прибор. Обеспечьте необходимую температуру окружающей среды. Если это не поможет, обратитесь к производителю. Выключите прибор. Проверьте цепь лазерного диода. A350 fault Short connection Выключите прибор. Проверьте цепь лазерного диода. EEPROM fault Внутреннее ЭСППЗУ повреждено. С помощью меню выберите Load Config , поворотом ручки энкодера выберите Default , нажмите ОК. Будет загружена конфигурация из программной памяти прибора. Перед включением тока лазерного диода ПРОВЕРЬТЕ и, при необходимости, скорректируйте ВСЕ рабочие параметры! A350 fault Overcurrent A350 fault Heatsink overt. 19