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蝶形激光器驅動
一：主要特點
A：超快脈沖沿： 電流上升下降時間小于2ns B：大電流：0-3A連續(xù)可調 C：高重頻：0-500kHz，步進0.1Hz D：可變脈寬：5ns-1000ns，步進5ns
| E：內部自帶信號源 F：RS-232串口通訊，+12V單路供電 G： 自帶一路PID溫控 H：溫控失效可關閉激光電流，保護 激光器
|
二：應用范圍
A：種子源
三：電源參數
類 型 | 數值 | 單位 | 備注 |
輸出電壓 | 0-2.2 | V | |
電流邊沿 | <2 | nS | |
重復頻率 | 0-500 | kHz | |
頻率步進 | 5 | nS | |
電流調節(jié)范圍 | 0-3 | A | |
脈寬調節(jié)范圍 | 5-1000 | ns | |
脈寬調節(jié)步進 | 5 | ns | |
TEC溫控電壓 | 4 | V | |
TEC輸出電流 | ＜3 | A | |
供電電壓 | 12 | V | |
空載電流 | ＜0.2 | A | |
滿載電流 | ＜5 | A | 500kHz，3A，1000ns TEC滿功率 |
散熱 | 鋁板 |
三：驅動電源簡介
1、12V電源接入：整機供電接入端，上正下負，中間空腳。
電源供電能力不小于5A
2、溫控模塊：該模塊用于控制激光器內TEC溫度
3.通訊串口：計算機或其他設備通過該口與驅動電源通信。該端口為控制電源所有操作的weiyi接口。電平標準：RS-232，115200bps。
4.激光器接入端口。用于連接14pin蝶形激光器
光纖從板子右側接出。
激光器引腳定義務必與上圖一致。
5.電流測量點
該點用于測量實際電流波形。
R28(0.33Ω)為激光器檢流電阻。此電阻上電壓U=-0.33*I，即測得-1V電壓時，實際激光器電流為3A。
測量方式:右側連接示波器屏蔽層，左側通過100Ω電阻接示波器探針。100Ω電阻用途為抑制探頭過沖
測量注意：
注意1：不可接反！
注意2：注意示波器的隔離狀況；此種接法將使示波器地線、外殼帶上0-20V直流電壓，若本驅動板的供電電源地與220V供電地相通，若示波器使用三孔插座將可能導致本電路板升壓級短路。下圖為電流輸出部分大致結構。
輸出指示燈:
當激光器的LD+端存在電壓時，該燈發(fā)亮。該燈的亮暗程度取決于電流的設定值。
當激光器的溫度控制器損壞 或溫度超范圍 或NTC接觸不良等情形發(fā)生時，激光器輸出
將被強制關閉，因此該LED熄滅。
四、通信協(xié)議
該驅動電源僅使用單一的RS-232串口操作，控制驅動電源的激光與溫控參數。
1、物理連接:RS-232電平，3線連接：GND，TXD，RXD。波特率115200。
2、通信協(xié)議：問答機制。即上位機向驅動板發(fā)送指令時，驅動電源才有返回數據。
其他時間驅動電源不返回數據。
3、指令表
指令一般格式:串口波特率115200,十六進制發(fā)送
串口設置：波特率115200，數據位8，停止位1，無校驗流控。
AA | 55 | 長度 | 功能碼 | 設備地址 | 80 | 不定長數據 | 校驗和高字節(jié) | 校驗和低字節(jié) |
其中指令長度 為 綠色部分數據的總字節(jié)長度。
例如指令 AA 55 04 F3 80 34 01 AB 綠色部分是 04 F3 80 34 即四個字節(jié)長度 為04.
其中校驗高低字節(jié) 為 綠色部分 字節(jié)的和。
例如指令AA 55 04 F3 80 34 01 AB 綠色部分為04 F3 80 34 ，04+F3+80+34=1AB 則高字節(jié)為01 低字節(jié)為AB。本控制板設備地址固定為0x34.
xx yy 為設定的十六進制值高低字節(jié)，ch cl為校驗和的高低字節(jié)
其中 示例指令前方的“\" 為串口調試軟件eaglecom的 16進制發(fā)送的識別字符，與指令無關。
1.激光頻率設定
功能 | 電腦發(fā)送 | 控制板返回 | 含義: |
激光頻率設定（CA） | AA 55 07 CA 34 80 xx yy ZZ ch cl | AA 55 04 F3 80 34 01 AB | Xxyyzz為頻率設定值 實際頻率為xxyyzz*0.1Hz 范圍為0Hz-500kHz |
示例指令： | \AA\55\07\CA\34\80\00\00\C8\02\4D 設定頻率為20.0Hz \AA\55\07\CA\34\80\00\00\64\01\E9 設定頻率為10.0Hz \AA\55\07\CA\34\80\4C\4B\40\02\5C 設定頻率為500000.0Hz | ||
2.激光電流設定
功能 | 電腦發(fā)送 | 控制板返回 | 含義: |
激光電流設定（CB） | AA 55 06 CB 34 80 xx yy ch cl | AA 55 04 F3 80 34 01 AB | 范圍為0-0x0E0F 對應輸出電流0- |
示例指令： | \AA\55\06\CB\34\80\0B\58\01\E8 輸出電流（0xB58/0xE0F） | ||
特別注意：因為該電源所配激光器壓降不定，因此更換激光器后，對應相同的設定值，激光器的實際電流將有少許改變。下面為某激光器的輸出電流設定與實測值表格與擬合曲線。
表格左側為電流值右側為十六進制的控制數據。
曲線的X軸為實際電流，Y軸為十進制的控制數據，控制數據轉換為十六進制后即可輸入驅動電源。
3.激光脈寬設定
功能 | 電腦發(fā)送 | 控制板返回 | 含義: |
激光脈寬設定（CC） | AA 55 06 CC 34 80 xx yy ch cl | AA 55 04 F3 80 34 01 AB | Xxyy為脈寬設定值 范圍為0-0x00C8 實際脈寬為xxyy*5ns 激光脈寬最小5ns，5ns 步進，zuida為1000ns |
示例指令： | \AA\55\06\CC\34\80\00\C8\02\4E 輸出脈寬1000ns | ||
4.讀取LD當前溫度
功能 | 電腦發(fā)送 | 控制板返回 | 含義: |
讀取LD 溫度（C4） | AA 55 04 C4 34 80 01 7C | AA 55 06 40 80 34 aa bb ch cl
| Aabb為實際溫度值的 100倍。例如aabb=0DAB， 轉為十進制為3499 則實際溫度為34.99℃ |
示例指令： | \AA\55\04\C4\34\80\01\7C 讀取LD當前溫度 | ||
5.設置LD控制溫度
功能 | 電腦發(fā)送 | 控制板返回 | 含義: |
設定 LD溫度 （C6） | AA 55 06 C6 34 80 th tl ch cl | AA 55 04 F3 80 34 01 AB | Th tl為實際溫度值的 16倍。例如Thtl=0230， 轉為十進制為560 則設定溫度為35℃ |
示例指令： | \AA\55\06\C6\34\80\02\30\01\B2 設定LD溫度為35攝氏度 | ||
6.讀取LD設定溫度
功能 | 電腦發(fā)送 | 控制板返回 | 含義: |
讀取LD 設定溫度 （C7） | AA 55 04 C7 34 80 01 7F | AA 55 06 41 80 34 aa bb ch cl
| Aabb為實際溫度值的 16倍。例如aabb=0230， 轉為十進制為560 則實際溫度為35℃ |
示例指令： | \AA\55\04\C7\34\80\01\7F 讀取LD設定溫度值 | ||
7.讀取LD控溫片輸出功率百分比
功能 | 電腦發(fā)送 | 控制板返回 | 含義: |
讀取 LD TEC 百分比 （CE） | AA 55 04 CE 34 80 01 86 | AA 55 06 41 80 34 aa bb ch cl
| Aabb為輸出百分比 |
示例指令： | \AA\55\04\CE\34\80\01\86 //讀取LDTEC的輸出百分比 | ||
8.設定LD控溫PID值
功能 | 電腦發(fā)送 | 控制板返回 | 含義: |
設定 LD PID （C8） | AA 55 0A C8 34 80 ph pl ih il dh dl ch cl | AA 55 04 F3 80 34 01 AB | Phpl：P值，0-300 Ihil：I值，0-100 Dhdl：D值 ，0-100 |
示例指令： | \AA\55\0A\C8\34\80\00\DB\00\01\00\01\02\63 設定LD PID P=0x00DC，I=0x0001 D=0x0001 | ||
9、讀取LD控溫PID值
功能 | 電腦發(fā)送 | 控制板返回 | 含義: |
讀取 LD PID （D0） | AA 55 04 D0 34 80 01 88 | AA 55 0A 42 80 34 ph pl ih il dh dl ch cl | Phpl：P值，0-300 Ihil：I值，0-100 Dhdl：D值 ，0-100 |
示例指令： | \AA\55\04\D0\34\80\01\88 讀取LDTEC設定的PID值 | ||
10、打開激光
功能 | 電腦發(fā)送 | 控制板返回 | 含義: |
打開激光 （CD） | AA 55 04 CD 34 80 01 85 | AA 55 04 F3 80 34 01 AB | |
示例指令： | \AA\55\04\CD\34\80\01\85 //打開激光 | ||
11.關閉激光
功能 | 電腦發(fā)送 | 控制板返回 | 含義: |
關閉激光 （CF） | AA 55 04 CF 34 80 01 87 | AA 55 04 F3 80 34 01 AB | |
示例指令： | \AA\55\04\CF\34\80\01\87 //關閉激光 | ||
12.讀取故障碼
功能 | 電腦發(fā)送 | 控制板返回 | 含義: |
關閉激光 （C9） | AA 55 04 C9 34 80 01 81 | AA 55 06 AA 80 34 00 aa ch cl
| aa為故障碼。 |
示例指令： | \AA\55\04\C9\34\80\01\81 //讀取故障碼 | ||
注：AA為故障碼。
其中各位含義如下
7 | 6 | 5 | 4 | 3 | 2 | 1 | 0 |
- | - | - | - | USER | LOTEMP | OVTEMP | COMERR |
COMERR：若溫度控制板5秒以上與驅動電源通信失敗，此位置1。通信恢復后此位置0
OVTEMP：若檢測到溫控板傳回的溫度大于45℃，此位置1，低于45℃后此位置0
LOTEMP：若檢測到溫控板傳回溫度低于5℃，此位置1，高于5℃后此位置0
USER:若檢測到實際溫度高于用戶設定的閾值，此位置1，低于閾值后此位置0
其余位保留。
若故障碼不為0時，驅動板將立即關斷激光輸出（與上位機發(fā)送關閉激光行為一致）。
當故障解除后，故障碼恢復0時將不進行任何操作，即激光仍處于關閉狀態(tài)。
13、用戶設定過溫閾值
功能 | 電腦發(fā)送 | 控制板返回 | 含義: |
設定LD溫度閾值 （D1） | AA 55 06 D1 34 80 th tl ch cl | AA 55 04 F3 80 34 01 AB | Th tl為實際溫度值的 100倍。例如Thtl=1194， 轉為十進制為4500 則閾值溫度為45℃ |
示例指令： | \AA\55\06\D1\34\80\11\94\02\30 設定閾值45℃ | ||
注意：為了激光器安全，若上電后不設定過溫閾值參數，默認過溫閾值為45℃；而且過溫閾值只能設定45℃以下值。
指令存儲：上述指令均不做存儲處理。即每次上電均需要重新發(fā)送；因溫控相關的數據
（設定溫度和pid值）存儲在溫控板內，因此每次上電可以不發(fā)送設定溫度和pid值。
五、用戶操作流程
1.斷電安裝好激光器
2.通電，輸入12V電源，此時輸入電流應小于0.3A；
3.設定激光器頻率（CA），電流（CB），脈寬（CC）；
4.（可選）設定過溫閾值（D1）；
5.（可選）設定溫度控制值（C6）
6.（可選）設定溫控pid值（C8）
7.（可選）讀取當前溫度（C4）
8.打開激光器（CD）
9.出光；
10.關閉激光器（CF）
11.斷電。
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