Alimentatore per puntatori laser

Alimentatore per puntatori laser

Alimentatore dalla rete luce appositamente studiato per fornire la tensione continua necessaria al funzionamento dei puntatori laser. Dopo la pubblicazione della barriera laser, progetto presentato sul fascicolo di febbraio di quest’anno, abbiamo ricevuto numerose richieste riguardanti gli alimentatori da rete per puntatori e diodi laser allo stato solido. La barriera, dovendo funzionare 24 ore su 24, non solo veniva alimentata dalla rete, ma disponeva anche di una batteria tampone che entrava in funzione nel caso di black-out.

A prima vista alimentare un diodo o un puntatore laser con la tensione di rete può apparire molto semplice; in realtà è necessario prendere le opportune precauzioni in quanto questi particolari semiconduttori sono piuttosto delicati. Ne sanno qualcosa quei lettori che hanno collegato il puntatore ad un normale alimentatore da laboratorio e che, inspiegabilmente, dopo qualche prova, si sono ritrovati col laser bruciato. Per tutti questi motivi abbiamo deciso di presentare un progetto “ad hoc”, un circuito in grado di alimentare tutti i puntatori (a 670 o 635 nm) funzionanti con una tensione continua di 3 volt. Il circuito è simile a quello della barriera laser ma, al contrario di questo, non utilizza la batteria tampone né lo stadio di ricezione. Prima di occuparci dello schema, ricordiamo brevemente quali sono le caratteristiche elettriche dei puntatori laser allo stato solido disponibili in commercio.

La maggior parte di questi dispositivi necessita di una tensione di alimentazione di 3 volt continui anche se esistono alcuni modelli che funzionano a 5 volt; l’assorbimento, compreso generalmente tra 45 e 70 mA, è influenzato dalla temperatura di lavoro. A tale proposito ricordiamo che, per un uso continuativo, anche i puntatori debbono essere dotati di un dissipatore di calore; in caso contrario c’è il pericolo che la temperatura possa superare i 50 gradi, soglia oltre la quale il diodo laser non funziona più correttamente. I puntatori con tensione nominale di 3 volt possono funzionare con valori compresi tra 2,7 e 3,2 volt circa.

Alimentatore per puntatori laser – Schema elettrico

Il circuito da noi messo a punto non si discosta molto da un normale alimentatore da rete; lo schema utilizza infatti un trasformatore, un ponte con il condensatore di filtro ed un regolatore di tensione a tre pin. Tutto come al solito, dunque? Non proprio. Alcuni componenti opportunamente piazzati qua e là evitano che al laser giungano indesiderati picchi di tensione, specie durante la fase di accensione e spegnimento e che la tensione continua giunga in maniera “soft” ai capi del puntatore. Vediamo dunque lo schema. La tensione alternata di rete viene abbassata a circa 6 volt dal trasformatore di alimentazione, un elemento da circa 1VA; la tensione alternata presente sul secondario viene raddrizzata dal ponte di diodi PT1 e resa perfettamente continua dai condensatori di filtro C1 e C2 ai capi dei quali possiamo misurare una tensione continua di circa 8 volt. Il led LD1, con la relativa resistenza zavorra R1, si illumina quando il circuito è in funzione.

alimentatore_puntatori_laser_schema_elettrico

Lo zener DZ1 ha il compito di eliminare eventuali picchi di tensione di valore superiore ai 10 volt. La tensione continua viene quindi applicata all’ingresso del regolatore U1 tramite la resistenza R2 ai capi della quale cade una tensione di circa 2 volt. A valle di R2 troviamo un altro circuito di filtro che fa capo a C3,C4 e R3. Un secondo zener, questa volta da 8,2 volt, provvede a “tagliare” eventuali picchi di tensione. Questi condensatori (alcuni di elevata capacità), essendo all’atto della prima accensione completamente scarichi, “ammorbidiscono” i fronti di salita introducendo una sorta di “soft start”. In pratica, all’accensione, la tensione ai capi del puntatore aumenta gradualmente. Il regolatore U1, un LM317, ha il compito di stabilizzare la tensione di uscita abbassandola sino al valore di 3 volt. Al contrario dei normali regolatori a tre pin che erogano in uscita una tensione fissa, la tensione fornita dall’LM317 può variare in funzione dei valori del partitore resistivo collegato ai suoi terminali. Per la precisione la formula che consente di stabilire il valore di uscita è la seguente: V= 1,25 x (1 + Rm/Rr) dove Rm è la resistenza collegata tra il pin ADJ e massa e Rr è la resistenza collegata tra lo stesso pin e quello di uscita.

alimentatore_in_pratica

Nel nostro caso le due resistenze corrispondono rispettivamente a R4 e R5 per cui il valore della tensione diventa il seguente: 1,25 x (1+ 680/470) = 3,058 volt. La resistenza R6 ha il compito di scaricare tutti i condensatori presenti nel circuito quando lo stesso non viene più alimentato. Infine, un ultimo condensatore (C5) livella ulteriormente la tensione continua applicata ai morsetti di uscita. A questo punto non resta che occuparci dell’aspetto pratico della realizzazione. Come si vede tutti i componenti sono stati montati su una basetta stampata sulla quale abbiamo fissato anche il puntatore laser. Questa soluzione non è tassativa nel senso che potremo prevedere l’impiego di una presa di alimentazione per il puntatore qualora quest’ultimo venga montato all’esterno. Il cablaggio della scheda non richiede che poche decine di minuti di lavoro.

A montaggio ultimato, prima di collegare il puntatore, verificate con un tester le tensioni presenti nei punti più significativi del circuito con particolare attenzione ai morsetti di uscita. A questo punto collegate il puntatore (attenzione alla polarità!) e verificate che la tensione resti praticamente costante. A collaudo ultimato, il circuito va inserito all’interno di un adeguato contenitore. Nel nostro caso, come si vede nelle foto, abbiamo utilizzato un contenitore plastico della Teko, precisamente il modello Coffer 2. Essendo il puntatore montato all’interno, su un lato del contenitore dovremo realizzare un foro di circa 5 millimetri di diametro per consentire al fascio laser di giungere all’esterno.

Il kit è disponibile da Futura Elettronica

3 Comments

  1. kanly 9 marzo 2011
  2. Emanuele 9 marzo 2011
  3. Celsius 7 febbraio 2010

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