Grundsatz Frage Leistungssteuerung CO2 Laser (K40) M2 Nano bzw. Board mit Grbl

  • Guten Morgen liebes Forum,
    ich dachte mir, ich trenne diese Frage an euch mal von meinem FluidNC Thread ab, da diese Problematik auf alle nicht M2 Nano Setups zutreffen sollte.
    Worum geht's? Ein User aus einem womöglich recht bekannten Discord bastelt wie ich an einer Board Lösung für den K40 mit dem MKS DLC32 und FluidNC - wobei hier die Frage, ob FluidNC oder Grbl_ESP32 oder vielleicht sogar die original MKS Version von Grbl nachrangig sein könnte.
    Dieser User berichtet nun von einem Zusammenhang zwischen Beschleunigung und Leistungssteuerung und Laser Röhre und einer dieser Röhre eigenen Trägheit. Mir war das auf Anhieb nicht plausibel. Er ist schon einen Schritt weiter als ich, hat also einen vergleichbaren Setup wie ich ihn noch auf dem Werktisch mit DLC32, Kabeln, Endstops, Motoren und Breadboard habe bereits in seinen K40 eingebaut.

    Grundannahme: ein K40 mit M2 Nano kann seine Leistung nicht modulieren. Diese wird anhand einer Spannung 0-5V an der Klemme IN festgelegt. Hierbei spielt es keine Rolle, ob die Spannung analog (K40 mit Poti) oder als PWM (Digipanel oder Replacement Board wie z.B. mini gerbil) erzeugt wird. Ich nehme an, die Elektronik, die diese Spannung an IN in eine Leistung der Röhre (=wie viel mA) umsetzt, zu träge (wie mein Multimeter ja auch).
    Ein K40Whisperer rastert Bilder, in dem er Klemme L für jeden dunklen Punkt auf Masse zieht, also den Laser einschaltet. Das sieht man auch gut an der flackernden LED, so man eine hat.

    Ich habe ehrlich gesagt noch nie darauf geachtet (beim K50), ob Lightburn das auch so macht, ich denke mal, nein. Da wird wohl die Leistung über IN moduliert und der Laser eben nicht an und ab geschaltet.

    Wenn ich jetzt nicht völlig auf dem Holzweg bin, dann sollte eigentlich eine Lösung, welche

    - IN über ein PWM 0-5V steuert
    - L über ein Signal high/low schaltet

    bei ausreichender Leistung der MCU doch die gleichen oder bessere Resultate erzeugen.

    Annahme: bei einem solchen Setup wird der Laser nicht an- und abgeschaltet während des Jobs, sondern "lediglich" in seiner Leistung moduliert. Kann man das für einen CO2 Laser so annehmen?

    Parameter wie Beschleunigung sehe ich eher beim Thema Mechanik, wie viel Beschleunigung / negative Beschleunigung kann ich der Kleiderstangen Mechanik eines K40 zumuten?


    Es gibt noch andere Setups, bei denen IN am Poti oder Digipanel verbleibt und quasi die Leistungsobergrenze definiert. Die Leistung wird dann über ein PWM an der Klemme L verändert, also durch das an- und abschalten des Lasers. Da würde ich ja das mit der Trägheit verstehen.


    Warte derzeit noch auf etwas Material, um das DLC32 verkabeln und einbauen zu können. Ich hoffe, dass das kein fruchtloses Unterfangen wird und sich das Board erst mal vom Grundsatz her eignet.


    Viele Grüße

    Michael

    "Der Verstand ist überaus gerecht verteilt auf der Welt - Jedermann ist davon überzeugt, dass er genug davon habe" - René Descartes


    3018 pro mit Dioden-Laser (im Ruhestand), K40 "Samger" mit Digipanel, mA Meter und weiteren Umbauten, K50 "Vevor" im Serienzustand.

    http://www.kleineblauekuh.de

  • Ich habe ehrlich gesagt noch nie darauf geachtet (beim K50), ob Lightburn das auch so macht, ich denke mal, nein

    Doch.;) Die Netzteile sehen das so vor.

    Es gibt noch andere Setups, bei denen IN am Poti oder Digipanel verbleibt und quasi die Leistungsobergrenze definiert. Die Leistung wird dann über ein PWM an der Klemme L verändert, also durch das an- und abschalten des Lasers. Da

    Das glaube ich so nicht. Würde bei einer DC Röhre denke ich auch nicht funktionieren.


    Das mit der Trägheit hat folgendes auf sich.

    Die Röhre braucht vom Zünden bis zum erreichen der eingestellten Leistung eine gewisse Zeit.

    Wen du jetzt den Kopf zu schnell bewegst, erreicht dir Röhre vor dem Weiterbewegen nicht mehr die eingestellte Leistung und das Ergebnis (Gravur) wird fehlerhaft.

    Wo diese Grenze Liegt hängt von den Umgebungsbedingungen und der abgefragten Leistung ab.

    Gruß,

    Christian


    „Der größte Feind des Wissens ist nicht Unwissenheit, sondern die Illusion, wissend zu sein.“
    Stephen Hawking

  • Zitat von ichbinsnur

    Doch.;) Die Netzteile sehen das so vor.


    Hmm...kannst Du das näher erläutern? Ich bin jetzt mal davon ausgegangen, dass Lightburn beim Rastern den S-Wert verändert. Und das ist -nach meinem Verständnis - was anderes als an/aus.


    Das glaube ich so nicht. Würde bei einer DC Röhre denke ich auch nicht funktionieren.

    Im K40Keller Discord hat ein User berichtet, dass er an einem SKR 2 mit RRF genau diesen Setup fährt.

    Viele Grüße

    Michael Grom

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  • Im K40Keller Discord hat ein User berichtet, dass er an einem SKR 2 mit RRF genau diesen Setup fährt.

    Viele Grüße

    Michael Grom

    Michael, das lass Dir mal zeigen!

    Laser laufen lassen nach Umbau ist was anderes als umbauen und auf Funktion testen...das mag funktionieren aber die Ergebisse?

    Gibt es da Ergebnisse und Langzeiterfahrungen?

    Warum ich das frage ist ganz einfach : )


    Umbauen kann man alles, auf Funktion testen auch aber dann wird es schwierig und Du siehst ganz wenige die dann noch Ergebnisse zeigen weil immer weitere Probleme auftreten.

    Probleme mögen es nicht unbedingt sein aber das Händling und ist nach meinem Empfinden mit einem SKR ganz grausam.


    Nur so und meine ganz persönliche Meinung.

    Mit der kann ich nicht so falsch liegen weil es so gut wie niemanden gibt mit gleicher Konfiguration.

  • Hmm...kannst Du das näher erläutern? Ich bin jetzt mal davon ausgegangen, dass Lightburn beim Rastern den S-Wert verändert. Und das ist -nach meinem Verständnis - was anderes als an/aus.

    Reden wir jetzt von der DSP oder G-Code Version?
    Bei der G-Code Version mag es möglich sein das so einzustellen, die ist ja auch überwiegend für Diodenlaser im Einsatz.
    Bei RF-CO2 Quellen ginge das wahrscheinlich (die sind wesentlich reaktionsschneller), aber die haben meist gar keinen Gate (L_On) sondern werden direkt mit einem Pulssignal (PWM) angesteuert.

    Normalerweise werden ja auch keine "Graustufen" graviert. (außer im Speziellen Fall einer gewünschten Reliefgravur)
    Sprich, der Laser Schaltet bei Gravuren für jedes dunkle Pixel ein (L-On) bzw. aus.
    Die Leistung stellt das Netzteil dann anhand der an IN anliegenden Spannung ein.

    Ob ein nicht dafür konstruiertes Netzteil den Versuch über PWM (mehrmals Zyklisches einschalten des Lasers pro Pixel) lange überlebt, weiß ich nicht.

    Allerdings dürfte (zumidest bei höheren Verfahrgeschwindigkeiten) dann die Röhre viel zu Träge sein um noch schnell genug Leistung aufzubauen.
    Sprich, du müsstest wesentlich langsamer fahren, und würdest quasi immer auf Volle Power zünden, und das ein vielfaches öfter als beim Vorgesehenen Verfahren. Vermutlich mögen die Röhren das auch nicht.


    Bei Diodenlasern ist das was anderes, die haben ein ganz anderes Zeit/Leistungs Verhältnis.

    Gruß,

    Christian


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    Stephen Hawking

  • Reden wir jetzt von der DSP oder G-Code Version?

    Ja, bin jetzt in Gedanken bei der GCODE Version eben für diese Replacement Boards. Mein K50 mit Ruida, klar, da "spricht" Lightburn eine andere Sprache.


    Was das Netzteil und Steuerung der Leistung über PWM an der L Klemme angeht, da teile ich ja die Bedenken. Daher ist meine angestrebte Lösung mit dem DLC32 ja quasi der mini-gerbil Klon vom Verhalten her: Leistung über IN regeln (als würde jemand live am Poti drehen) und dieser Wert kommt von dem S Parameter. Muss mir mal gcode von Lightburn anschauen, wie die das genau machen. In den Gravierparametern muss dann natürlich auch ein Min Max angegeben sein.

    Viele Grüße

    Michael

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  • Ich hab ja noch den Laser (Jungfreulich) von Sabine aber ohne Röhre (Gehäuse, Frame und Innenleben).

    Dazu ein AWC Controller und diverse DLC32 und andere Controller.

    Nach-, mit- und/oder umbasteln könnte ich auch...so ohne weiteres basteln ist zwar nicht mein Ding aber Christian wird das schon richten.

    Kein Plan ob es funktioniert wenn keine Röhre drin ist aber die Mechanik könnte man zumindest mal laufen lassen oder eine Diode dran hängen.

  • Ich hätt an deiner Stelle die Dioden schon längst in das Gehäuse mit dem AWC gebastelt.
    Viel weniger gerödel.8)

    Gruß,

    Christian


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  • Lasernetzteil :


    L-On -> Laser An/Aus schalten (L)

    L-PWM -> PWM Signal für das Lasernetzteil (IN)

    Gruß

    Michael


    Vom Handwerk kann man sich zur Kunst erheben. Vom Pfuschen nie.

    Johann Wolfgang von Goethe

  • Lasernetzteil :


    L-On -> Laser An/Aus schalten (L)

    L-PWM -> PWM Signal für das Lasernetzteil (IN)

    En wat is er nu eigenlijk zo speciaals aan?


    Ich hoffe, ich komme heute dazu, den Versuchsaufbau wenigstens provisorisch in den K40 zu transplantieren. Dann wird man ja sehen:

    IO32->IN (mittlerer Stecker PSU)
    IO25->L (rechter Stecker) über einen BC547 (IO25 über Widerstand an Basis, L an Kollektor, E an Emitter).
    IOxx an Taster für Ausführung Makro "Test Schuß"

    Wenn ich beim Löten das Middleman Board nicht versaubeutelt habe funktioniert es ja vielleicht. Muss halt noch ein paar Kabel crimpen mit Dupont und JST Steckern.

    Viele Grüße

    Michael

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  • Hallo zusammen,
    jetzt ist alles soweit zusammen gedengelt, also MKS DLC32 + Steuerung für IN + L + Testschuss Taster,
    allerdings ist das Zusammenspiel von FluidNC + Lightburn noch verbesserungswürdig, genau wie die Konfig
    der Firmware. Am Ende sieht das Ergebnis echt Shice aus...das habe ich mit dem
    Whisperer + M2 Nano besser hinbekommen. Nun, erst mal sacken lassen.

    Viele Grüße

    Michael

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