Elettronica di controllo per diode laser

Collaborando con SIRE, abbiamo sviluppato delle schede per il controllo di sistemi a diodo laser sempre più compatte, versatili e con funzionalità sempre più generali. Le proponiamo, quindi, nella loro versione attuale; potranno essere commercializzate anche singolarmente e ad essere impiegate in sistemi diversi dai nostri analizzatori.

LDC1 laser diode controller
ldc1 Il controller per diodi laser LDC1 è composto principalmente da una scheda per l’alimentazione di diodi laser (LD), da una scheda per la stabilizzazione della sua temperatura (TC) e da una scheda per l’acquisizione ed il trattamento dei segnali provenienti da fotodiodi(TT). Le schede sono in formato PC104 (standard molto diffuso in campo industriale) e sono interfacciabili con una CPU tramite il bus PC104 secondo il protocollo ISA. Nella versione rappresentata in figura (un modulo delle dimensioni di 10 cm) è riportata anche una scheda per l’alimentazione del sistema con batteria a 12V. (scheda Power Supply) e un computer sempre in formato pc104, direttamente interfacciato con le schede. Questa configurazione di sistema equipaggia tutti i nostri sensori ed è quindi ideale per realizzare misure di assorbimento con rivelazione sia in assorbimento diretto in derivata seconda o che sfruttano la modulazione di doppio tono. Ogni funzionalità del controller e tutti i principali parametri di funzionamento sono completamente gestibili e monitorabili via software.
Laser Driver
laser-driver Scheda di alimentazione per diodi laser “Cathode-­‐Ground”, interfacciabile con computer tramite bus pc104 (protocollo ISA). L’indirizzo base è selezionabile su richiesta del cliente. La corrente di alimentazione del diodo può essere impostata e variata via software ad un valore compreso tra 0 e 240 mA, tramite un dac a 14 bit (risoluzione 0.01 0.02 mA). E’ possibile monitorare in continua tutti i parametri che descrivono il corretto funzionamento della scheda; grazie ad una serie di ingressi analogici dedicati, vengono infatti misurate:
• corrente di alimentazione,
• tensione ai capi del laser,
• tensioni ai capi del fotodiodo del laser,
• temperatura della scheda.

A disposizione dell’utente abbiamo poi alcuni ingressi e uscite digitali e analogici ausiliari per controllare o monitorare altri dispositivi. La scheda dispone di un ingresso e di due uscite digitali e di tre ingressi analogici letti da un adc a 12 bit che può funzionare in modalità unipolare o bipolare con fondo scala a 5 o 10 V. La scheda genera un segnale di interrupt che invia alla cpu in caso di problemi nella lettura dell’ADC interno. La scheda è predisposta per gestire anche un’eventuale interrupt esterno.

Temperature Controller
temperature-controller Scheda di stabilizzazione di temperatura a cella Peltier per diodi laser, con controllore di temperatura PID e sensore temperatura NTC (10k). La scheda è interfacciabile con computer tramite bus pc104 (protocollo ISA). L’indirizzo base della scheda è selezionabile su richiesta del cliente. E’ possibile impostare via software la temperatura di stabilizzazione del diodo laser nell’intervallo tra -­20° e +80° agendo su un DAC a 14 bit ( risoluzione di circa 1/100°). La scheda può erogare una corrente massima per l’alimentazione della cella Peltier pari a circa 1.2 A. L’accensione della stabilizzazione di temperatura può essere comandata sia manualmente che via software. E’ possibile monitorare in continua tutti i parametri che descrivono il corretto funzionamento della scheda; grazie ad una serie di ingressi analogici dedicati, vengono infatti misurate:
• le tensioni di alimentazione a 12V
• la corrente che circola nella cella Peltier
• il valore della temperatura impostata per la stabilizzazione
• la temperatura raggiunta dal diodo laser tramite un sensore NTC
• il segnale in tensione proporzionale alla differenza tra la temperatura impostata e quella misurata, che serve come reazione per il circuito di stabilizzazione (TERR)
• la temperatura della scheda.
A disposizione dell’utente abbiamo poi alcuni ingressi e uscite digitali e analogiche ausiliari per controllare o monitorare altri dispositivi. Abbiamo due ingressi e due uscite digitali ed un ingresso analogico letto da un adc a 12 bit che può funzionare in modalità unipolare o bipolare con fondo scala a 5 o 10 V. La scheda genera un segnale di interrupt che invia alla cpu in caso di problemi di funzionamento.
Two Tone

Scheda per l’acquisizione e la decodifica di segnali provenienti da fotodiodi. L’indirizzo base della scheda è selezionabile su richiesta del cliente.

Power supply (dc/dc converter)
power-supply Scheda dc-dc converter per l’alimentazione tramite batteria dell controller LDC1 e delle singole schede che lo compongono. Accetta in ingresso una tensione costante nell’intervallo da 9 V a 36 V fornisce in uscita alimentazioni alle tensioni 0+5V, ±12 V. La potenza massima erogabile è di 10W sul +12 V, 10W sul -12V, 20W sul 5V, sufficienti per alimentare il controller completo di CPU. L’erogazione di potenza in uscita dalla scheda può essere abilitata o disabilitata sia manualmente che via software. È inoltre possibile regolare le tensioni in uscita per mezzo di due trimmer.

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