mir ist bewusst, dass dieses Thema schon zigfach beleuchtet wurde, nur irgendwie ist am Ende immer kaum mehr als ein "lass die Finger davon" als Fazit zu erlesen.
Ich bastel gerade an einem Projekt, bei dem ich am Ende mit einem fokussiertem IR Lichtsignal ein Ziel in >1m<=50m Entfernung mit einem Spot von 10cm +/- 5cm Durchmesser einen Empfänger auslösen möchte.
Mir ist klar, dass das ohne Laser LED ein ambitioniertes Vorhaben ist und, dass der Spotdurchmesser je nach Optik/Distanz variieren wird.
Es geht dabei um Bruchteile einer Sekunde für das Signal, also praktisch wie bei einer Fernbedienung.
Das Spektrum an verfügbaren LED macht die Auswahl nicht unbedingt leichter, Fakt ist, einen parallelen Spot erreiche ich am besten mit einer möglichst langen Brennweite zur Sammellinse, also 100mm+. Dadurch werden gerade Dioden wie die High Power Infrared LED SFH 4550 mit einem halben Abstrahlwinkel von 3° interessant, während mich die LD 274-3 10° und CQY 99 22° doch eher auf kurze Brennweiten festnageln.
Nun kommt die SFH 4550 mit diesen Hinweisen daher:
Anwendungen (u.A.)• Infrarotbeleuchtung für CMOS Kameras
"Sicherheitshinweise Je nach Betriebsart emittieren diese Bauteile
hochkonzentrierte, nicht sichtbare Infrarot-Strahlung, die gefährlich für das menschliche Auge sein kann. Produkte, die diese Bauteile
enthalten, müssen gemäß den Sicherheitsrichtlinien der IEC-Norm 60825-1 behandelt werden."
Das schreckt natürlich erst einmal ab, auf der anderen Seite kann das Ganze ja nicht so schlimm sein, wenn der Einsatz als Beleuchtung für CMOS Kameras in Frage kommt.
Die Normen kann man nun leider nirgendwo kostenfrei einsehen.
Die SFH 4550 erreicht im Peak eine Strahlungsintensität von 5000 bis 7000 mW/sr je nach Bautyp. Die LD 274-3 mit 800mW/sr.
Nun gelten Laserpointer Klasse 2 als ungefährlich, bei kurzzeitiger Bestrahlung von 0,25s (1mW). Diese Leistung dürfte sich dann ja auf eine Fläche von < 1cm^2 beziehen.
Mit 5000 mW/sr müssten das dann auf 1m Distanz und 10cm Spot-Durchmesser
5^2*pi= 78,5cm^2 = 63,7mW cm^2 sein. Idealfall versteht sich, es wird wohl kaum möglich sein 100% durch die Linse zu bringen. Selbst bei den 800mW wäre ich dann noch bei 10,2 mW/cm^2. Man möge mich korrigieren, wenn meine Rechnungen Käse sind.
Das wäre dann im Fall von der SFH 4550 auf 1m Distanz 50^2*pi/5000=1,5mW/cm^2 ?
Mir erscheint dadurch der viel einfachere Gehweg der Umbau eines 1mW Laserpointers auf IR. Setzt natürlich voraus man findet ein Äquivalent zur verbauten Diode als IR Variante.
Hat sich jemand damit befasst?
Die fehlende Iris / Lidreflex-Diskussionen bitte auslassen, das ist mir durchaus bewusst und würde hier nur unnötig am Thema vorbeigehen.
Mir erscheint dadurch der viel einfachere Gehweg der Umbau eines 1mW
Laserpointers auf IR. Setzt natürlich voraus man findet ein Äquivalent
zur verbauten Diode als IR Variante.
Man könnte den IR-Emitter pulsieren, um die effektive Leistung zu verringern. Dann hätte man damit auch die Möglichkeit mit synchroner Detektierung zu arbeiten (Lock-In-Amplifier), um die Empfindlichkeit des Systems signifikant zu erhöhen und gegen Umweltlicht Effekte unempfindlich(er) zu machen.
Nun gelten Laserpointer Klasse 2 als ungefährlich, bei kurzzeitiger
Bestrahlung von 0,25s (1mW)
Bei Laserklasse 2 sind Augenschäden auf Grund der Laserleistung möglich. Erst die Begrenzung des Zeitintegrals erlaubt Laser der Klasse 2.
Entscheiden ist die durch die Bestrahlung ins Gewebe eingeleitete Wärme. Ob dein IR-Lichtsignal in die Laserklasse 2 fällt, d.h. als ungefährlich bewertet wird, hängt daher vom Tastverhältnis ab, also deiner Modulation und der Größe deines Datenpakets. Der Lidschluss- oder Wegguckreflex, der im sichtbaren Bereich bei Klasse 2 bei der Bewertung eine Rolle spielt (Expositionszeit von bis zu 0,25s entspricht Klasse 1) spielt für IR keine Rolle, weil IR keinen Blendeffekt erzeugt. Für die schädigende Wirkung kommt es beim Auge auf die Absorption im Augapfel und die auf die Netzhaut fokussierte Leistung an. Nur der Anteil der Strahlung, der auf die (maximal große Pupille trifft, dringt überhaupt in das Auge ein. Damit stellt das Verhältnis von Strahl- zu Pupillendurchmesser einen kräftigen Hebel dar. Die Leistung des Lasers (1mW-Grenze) wird bei Verwendung einer Strahlaufweitung als Kriterium sinnlos. An diese Stelle tritt die über die maximal große Pupille (8mm Durchmesser) integrierte Anteil.
Durch ausreichend helle Umgebung kann man die Sicherheit erhöhen, weil sich dann die Pupille verkleinert - nur nicht bei Leuten, die vor kurzem Atropin in Auge bekommen haben ;-)
Ich würde von hinten losrechnen: Welche Bestrahlungsstärke muss beim Empfänger ankommen, was für eine Modulation verwendest du, wie sehen deine Daten aus, wie richtungsempfindlich darf die Optik auf der Empfängerseite aufgebaut sein u.s.w.?
50 m sind da ueberhaupt kein Problem, wenn man die Fernbedienung
mit einem groesseren Pufferkondensator und einem besseren Schalter,
z.B. einem FET entsprechend "pimpt".
Das kann man mit der "Universal-AUS-Fernbedienung" auch leicht
verifizieren.
Aber vermutlich hat der TO in seiner Frage wieder wesentliche
Details zur Nutzung weggelassen. Fuer nachgereichte Details klappe
ich die Ohren schonmal an. :)
auf der anderen Seite kann das
Ganze ja nicht so schlimm sein, wenn der Einsatz als Beleuchtung für
CMOS Kameras in Frage kommt.
Das ist ein gefährlicher Irrglaube. Bei der Nutzung als Beleuchtung wird der Strahl durch eine Linse aufgeweitet, da nur so eine Fläche ausgeleuchtet werden kann. Nach der Aufweitung ist die Energie pro Flächeneinheit viel geringer. Gefährlich ist dagegen das gebündelte Licht. Wenn dadurch jemand zu Schaden kommt, ist der Verursacher voll haftbar, da es sich um grobe Fahrlässigkeit handelt.
Mir erscheint dadurch der viel einfachere Gehweg der Umbau eines 1mW
Laserpointers auf IR. Setzt natürlich voraus man findet ein Äquivalent
zur verbauten Diode als IR Variante.
So ein Umbau ist nicht möglich. Bei einem Laserpointer wird das erzeugte Licht (normalerweise mit einer Monitordiode) gemessen und danach wird der Strahl auf Nennleistung geregelt. Bei jeder anderen Laserdiode muss die Regelschaltung an die neuen Verhältnisse angepasst werden.
Nur der Anteil der Strahlung, der
auf die (maximal große Pupille trifft, dringt überhaupt in das Auge ein.
Damit stellt das Verhältnis von Strahl- zu Pupillendurchmesser einen
kräftigen Hebel dar.
Das stimmt so nur teilweise, da das Auge das auf die Pupillenfläche treffende Licht mit seiner Linse bündeln kann, wenn es sich unglücklicherweise auf die (nicht sichtbare) Quelle fokussiert. Dann kann die Netzhaut sehr wohl geschädigt werden.
In einem grünen Laserpointer ist eine IR-Diode verbaut. Man muß nur den Frequenzverdoppler-Kristall wegnehmen.
Bei dem Projekt mit 10-cm-Spot liegt das Problem eher an der genauen und stabilen Positionierung des Senders als an der Laserdiode.
@motopick Die Diode auswechseln natürlich. Die Bauweise ist abhängig vom Pointer, an die Elektronik kommt man schon ran, für Reparaturzwecke haben das schon ein paar Leute zerlegt.
@arnor Guter Tipp aber der verlinkte viel zuviel Leistung, hat mich aber gleich animiert einen mit 1mW zu finden, gibt es tatsächlich. Nicht gerade Schnäppchen.
@gerhard Darauf wird es ohnehin hinauslaufen, weil ich unterschiedliche Signale übermitteln möchte.
@rawi Das ist ein guter Punkt mit der Zeit, ich hatte angenommen es wäre so zu lesen, dass der 0,25s Impuls zu kurz wäre, dass der Reflex überhaupt ansprechen kann aber bei 1mW eben untragisch.
Die 250ms sind genau die Zeit des Reflexes, das bedeutet also der Impuls würde direkt auf der Netzhaut landen. Das passiert unabhängig vom Lichtspektrum.
Wenn mein IR Impuls also <250ms lang ist, passiert bis dahin erst einmal nichts anderes als mit sichtbarem Licht / Sonne?
Ich brauche die Möglichkeit 16 Zustände zu definieren, also mindestens 4 Bits. Das sollte mich auf einen Impuls von 7,112ms Länge bringen, bei 36kHz. Ich liege also weit unter den 250ms.
Ich bin mir jetzt nicht sicher, welchen Durchmesser die gängigen Laserpointer abliefern aber es dürfte sich wohl unterhalb 8mm und oberhalb 2mm bewegen.
Streng genommen ist mir das viel zu klein, weil die <10mm zu einer unglaublich schwierig zu treffenden Zielfläche führen. Einen Laserpointer müsste ich also vermutlich noch mit einer (wohl eher 2) Linse(n) aufweiten auf die 10cm, was dann wiederum die Leistung pro cm^2 verringert, durch die Linsen und die Fläche.
Aber zur Frage, was muss beim Ziel ankommen. Tja nun, im Grunde genommen das Minimum, um die 4 Bits aus max 50m Entfernung eindeutig zu identifizieren.
Die Empfängerseite ist möglichst Richtungsunempflindlich, also TSOP mit 90° oder mehr, damit habe ich mich jetzt noch nicht näher befasst, das lässt sich sicher mit Streuoptiken "vergröbern". Eine Zielfläche bzw. Halbkugel von 5-10cm wäre wohl angebracht. Steht eben in Abhängigkeit zum Sender. Mehr als 20cm am Empfänger sind eher nicht darstellbar. Das sind aber auch Details, relevanter ist, wie ich mit möglichst wenig Leistung die Distanz schaffe ohne jemandem die Augen zu grillen ;-)
Helle Umgebung ja aber nicht Bedingung, Gefahrminderung durch Streulicht fällt daher weg, das System muss Tag und Nachts funktionieren.
50 m sind da ueberhaupt kein Problem, wenn man die Fernbedienung
mit einem groesseren Pufferkondensator und einem besseren Schalter,
z.B. einem FET entsprechend "pimpt".
Das kann man mit der "Universal-AUS-Fernbedienung" auch leicht
verifizieren.
Richtig, Problem ist auch eher mein 10+/-5cm Spot.
Ich habe schon eine Reihe an Linsenspielerei mit normalen Dioden durchprobiert, da kommt am Ende auf dem Spot nicht mehr viel an, insbesondere nicht, wenn ich den Rand noch mit Blenden beschneide. Liegt sicher auch daran, dass ich keine hoch vergüteten Linsen nehme / nehmen will, weil das einfach den Budgetrahmen sprengen würde.
Bitte keine "Warum machst du das überhaupt so-Diskussionen", die braucht wirklich niemand. Die Aufgabenstellung ist im OP definiert
Auf Ratespiele in mehreren Fortsetzungen habe ich keine Lust.
Das schrub ich ja schon.
viel einfachere Gehweg
Geh weg.
Wenn du nur stänkern willst, dann frage ich mich, wieso du überhaupt reagierst. Langeweile? Geltungsbedürfnis?
Die Aufgabenstellung ist in 3 Zeilen im OP definiert, es ist völlig unnötig irgendwelche Alternativen herum zu basteln.
Du hast nichts Konstruktives beizutragen? Dann such dir doch einfach einen anderen Sandkasten und nimm deine Schaufel mit.
@arnor Ja, die Modifikation wäre eine Option, ich habe zwischenzeitlich aber auch einen <1mW IR Laser zu erschwinglichen Konditionen gefunden, in Kombination mit der Strahlaufweitung über Linsen erscheint mir das nahezu perfekt. Danke nochmal für den Link.
@rawi
Woher nimmst du diese Flächenangabe? Ein Wert von 0.5cm² wäre
sinnvoll (s.o.)
Ja ich schrieb ja <1cm², keine Ahnung welche Spotgröße die Pointer bei welcher Distanz wirklich abliefern.
"Sicherheitshinweise Je nach Betriebsart emittieren diese Bauteile
hochkonzentrierte, nicht sichtbare Infrarot-Strahlung, die gefährlich
für das menschliche Auge sein kann.
Mir erscheint dadurch der viel einfachere Gehweg der Umbau eines 1mW
Laserpointers auf IR. Setzt natürlich voraus man findet ein Äquivalent
zur verbauten Diode als IR Variante.
Infrarot ist einfacher und ungefährlich für das menschliche
Auge, sonst würde man daß nicht für Fernsehfernbedienung
benutzen. Ein Laserpointer ist gefählich für das menschliche
Auge. Mit IR-LED ist es kein Problem 50m zu überbrücken, wenn
man sie moduliert. Wenn eine zu schwach ist, nimm mehrere in
Reihe. Nimm die, die auch in Fernsehfernbedienungen drin sind.
@rawi Das ist ein guter Punkt mit der Zeit, ich hatte angenommen es wäre
so zu lesen, dass der 0,25s Impuls zu kurz wäre, dass der Reflex
überhaupt ansprechen kann aber bei 1mW eben untragisch.
Der Lidschlussreflex ist eine alte Kamelle und schon lange nicht mehr für den Laserschutz gültig. Es gibt Menschen/Tiere die da langsamer reagieren.
@guenter_l
Bleibt eben das Problem der Bündelung auf den Spot.
Den seriellen Betrieb hatte ich auch schon der Versuchanordnung, leider noch nicht soviel Glück die Lichtkegel in einem Spot zu bündeln, kamen dann Ende immer 2 Lichtpunkte raus.
@jojos Logisch, ist nur ein Richtwert aber für IR und Impulse unter 10ms (siehe oben) jetzt sowieso irrelevant.
Infrarot ist einfacher und ungefährlich für das menschliche
Auge, sonst würde man daß nicht für Fernsehfernbedienung
benutzen.
Das ist falsch. Es kommt auf die Leistung an, die auf einem Punkt der Netzhaut fokussiert werden kann.
Man braucht für 50m nicht zwingend einen Laser.
Schon vor über 20 Jahren gab es ein Open-Source-Projekt, die mit LEDs 10 MBit über mehr als einen Kilometer übertragen haben.
http://ronja.twibright.com/
Das ist falsch. Es kommt auf die Leistung an, die auf einem Punkt der
Netzhaut fokussiert werden kann.
Stimmt.
Ich habe noch eine Hi8 Videokamera, die einen echten IR Laser als Entfernungsmesser für den Autofocus verwendet.
Wenn man Personen filmt, bekommen diese den Laser relativ leicht direkt ins Auge.
Die Leistung kenne ich nicht, aber soooo gefährlich kann es offenbar nicht sein.
Die IR LEDs aus Fernbedienungen erst recht nicht.
Und ausserdem müssten IR Hochleistungsscheinwerfer für (unsichtbare) Objektüberwachung ja massive Schäden im Auge anrichten, wenn man unbemerkt mal direkt reinschaut.
Und mit den Dingern habe ich schon oft rumhantiert...
Ein "amtlicher" IR Laser ist natürlich schon gefährlich, da ja nunmal der Blinzelreflex (nennt man das so?) fehlt.
Es ist also ähnlich wie mit der "WLAN Strahlung".
Man hat Angst vor Sendeleistungen im unteren mW Bereich... Weil soviel Unwissenheit immer zu Hexenverbrennung führt.
Wenn das in irgendeiner Weise gefährlich wäre, müsste jeder der ein Handfunkgerät (direkt neben dem Kopf mit Sendeleistungen im Watt Bereich) betreibt, sofort tot umfallen.
Auch die Sonne strahlt im Mikrowellen Spektrum und zwar sicher erheblich stärker als ein WLAN Router oder ein "Handy".
Die Strahlung der Sonne ausserthalb des Lichtspektrums hat aber komischerweise noch niemand verteufelt.
Fazit: Bildung hilft und "Hexen" dürfen dann auch weiterleben.
Die Strahlung der Sonne ausserthalb des Lichtspektrums hat aber
komischerweise noch niemand verteufelt.
Die Anzahl der Leute, die dem direkten Sonnenlicht mit vollem Spektrum ausgesetzt sind, dürfte ziemlich genau bei 0 sein.
Gewöhnlich liegt zwischen Beobachter und Strahlungsquelle eine Atmosphäre mit gehöriger Absorption in weiten Bereichen, wenn man von wenigen Spektralbereichen, z.B. dem optischen Fenster absieht.
Es ist kein Zufall, dass das Auge ausgerechnet im letztgenannten Spektralbereichen arbeitet.
Die Diskussion driftet jetzt leider genau wieder in die Richtung, die ich befürchtet habe. Nehmt es mir nicht übel aber das ist ein Kernproblem von dem Forum hier. Ich habe schon über viele Jahre nur mitgelesen und auf Lösungen für das eine oder andere Projekt gehofft aber es endet fast immer in Offtopic Geschwafel, Spekulation und/oder Klugscheißerei.
Falls noch irgendjemand etwas Konstruktives sagen kann, bitte gerne, gerne auch als PM.
Die Spezifikationen bleiben wie schon beim OP:
IR Spektrum
1m<=50m Distanz
<=250ms Signal
10cm +/-5cm Spot
"...praktisch wie bei einer Fernbedienung" also keine Strahlenkanonen oder Flakscheinwerfer, solche Projekte wie Ronja sind zwar interessant, insbesondere durch die freischwebende Endzeitbauweise aber eben auch am Thema vorbei.
Ansonsten nutzt die Zeit heute lieber für besinnliche Weihnachten.
Infrarot ist einfacher und ungefährlich für das menschliche
Auge, sonst würde man daß nicht für Fernsehfernbedienung
benutzen.
Das ist Unsinn.
Man macht Fernbedienungen aus genau zwei Gründen in IR:
Damit man sich das Geflimmer und Geblitze nicht ansehen muss.
Für den Empfänger ist die Trennung des Nutzsignals von der Umgebungs- bzw. Raumbeleuchtung durch Filter bzw. selektive Empfindlichkeit technisch einfacher.
Die Diskussion driftet jetzt leider genau wieder in die Richtung, die
ich befürchtet habe. Nehmt es mir nicht übel aber das ist ein
Kernproblem von dem Forum hier.
Das ist halt so, wenn der TO schon auf eine unsinnige Loesung festgelegt ist. Die meisten der anderen wuerden das Ausloesen mit zwei Funkmodulen (oder einer fertigen Funkfernsteuerung) machen.
Die Diskussion driftet jetzt leider genau wieder in die Richtung, die
ich befürchtet habe. Nehmt es mir nicht übel aber das ist ein
Kernproblem von dem Forum hier. Ich habe schon über viele Jahre nur
mitgelesen und auf Lösungen für das eine oder andere Projekt gehofft
aber es endet fast immer in Offtopic Geschwafel, Spekulation und/oder
Klugscheißerei.
Beauftrage einfach ein dafür qualifiziertes Ingenieurbüro.
Wieso ist das Unsinn? Wenn IR-LEDs gefährlich fürs
menschliche Auge wären, würde man sie für Fernsehfernbedienung
nicht benutzen. Laserpointer sind garantiert gefährlicher
als IR-LEDs.
von Tilo R. schrieb:
Das ist falsch. Es kommt auf die Leistung an, die auf einem Punkt der
Netzhaut fokussiert werden kann.
Bei IR-LED Fernbedienung wird nicht fokussiert, ist auch nicht
nötig. Wenn überhaupt würde ich das beim Empfänger machen, mit
einer Linse vor dem Fototransistor, um die Reichweite zu erhöhen.
Beantworte die Fragen und eine zielgerichtete Diskussion wäre möglich, sorry.
Die von dir mehrfach zitierten 1mW spielen nur eine Rolle, wenn der Strahl kleiner als die maximale Pupillenöffnung ist.
Hier sind ein paar Überlegungen und grobe quantitative Abschätzungen
bzgl. der Augensicherheit:
Nehmen wir einmal vereinfachend an, dass die SFH4550 eine punktförmige
Quelle ist, ihren gesamten Strahlungsfluss gleichverteilt innerhalb der
±3° abgibt und dass die Wellenlänge von 850nm bzgl. der Augenschädigung
eine ähnliche Wirkung hat wie rotes Licht (640nm). Bei der Bewertung der
Augensicherheit gehen wir von einem Pupillendurchmesser von 8mm aus.
Ein roter (640nm) Laserpointer mit einem Strahlungsfluss von 1mW fällt
in die Laserklasse 2, d.h. eine Exposition bis 0,25s gilt noch als
ungefährlich. Die SFH4550 hat 50mW, also den 50-fachen Strahlungsfluss.
Bis zum einem Abstand von 8mm/2/tan(3°)≈76mm bekommt das Auge den vollen
Strahlungsfluss ab, was zu massivsten Augenschäden führen wird. Da das
Spektrum der SFH4550 leicht in den sichtbaren Bereich hineinreicht, ist
ihr Licht als rötlichen Glimmen wahrnehmbar, das dazu verleitet, auch
mal etwas genauer hinzuschauen. Das macht die Sache noch gefährlicher.
Du möchtest nun das divergente Strahlenbündel mit einer Sammellinse in
ein paralleles mit einem Durchmesser von 100mm verwandeln. Von den 50mW
gelangen daher nur noch 50mW*(8mm/100mm)^2=0,32mW ins Auge, was bei
einer Exposition von 0,25s ungefährlich ist.
Du musst aber dafür sorgen, dass die Grenzwerte von 50mW und 0,25s auch
bei einem zu erwartenden Defekt der Ansteuerschaltung eingehalten
werden. Bei einer einfachen Schaltung, in der ein einzelner Transistor
für die Strombegrenzung und das Ein-/Ausschalten der LED zuständig,
würde ein Defekt desselben zu einer Überschreitung der Grenzwerte und
damit zu einer Gefährdung führen. Deswegen muss die Schaltung redundant
ausgelegt werden, so dass eine Gefährdung erst beim Ausfall mindestens
zweier unabhängig voneinander arbeitender Bauteile gegeben ist. Schon
der Ausfall eines einzelnen relevanten Bauteils muss erkannt und das
ganze System ggf. automatisch außer Betrieb gesetzt werden, bspw. durch
Unterbrechung der Stromversorgung.
Jetzt musst du nur noch dafür sorgen, dass das Strahlenbündel bis zu der
gewünschten Distanz von 50m tatsächlich parallel verläuft und keineswegs
konvergiert, denn sonst könnte an irgendeiner Stelle innerhalb der 50m
die Bestrahlungsstärke auf einen gefährlichen Wert ansteigen. Die dazu
erforderliche Justage der Linse vor der LED ist gar nicht so einfach, da
der Lichtfleck auf Empfängerseite sehr schwach, nur sehr unscharf scharf
begrenzt und für das Auge unsichtbar ist.
Fazit:
Ich würde eine deutlich schwächere LED (bspw. mit 1mW Strahlungsfluss)
einsetzen und die Herausforderung nicht in der Gewährleistung der
Augensicherheit auf der Senderseite, sondern in der Optimierung der
Empfindlichkeit auf der Empfängerseite suchen. Mit Modulation des
Sendesignals und Filterung auf Empfängerseite lässt sich da sehr viel
machen.
Was die IR-Fernbedienungen betrifft:
Die dort eingesetzten LEDs sind deutlich stärker divergent als die
SFH4550, um den Empfänger auch ohne genaues Zielen zuverlässig zu
treffen. Damit fällt die Bestrahlungsstärke schon in wenigen Dezimetern
Abstand auf ein ungefährliches Maß ab. Trotzdem würde ich aber auch eine
Fernbedienung nicht direkt vor dem Auge aktivieren, schon gar nicht für
längere Zeit.
Das sind vergebliche Mühen. Der TO hatte wohl erwartet, jemand hat so etwas bereits fix und fertig realisiert und er bräuchte nur stumpf nachzubauen.
Der TO hat aber vergessen mitzuteilen, ob vom Sensor aus gesehen der Sender in einem Öffnungswinkel von 20° stehen wird. Schönwetterbetrieb wäre auch ein Punkt. Es gibt auch IR-LED, deren Wellenlänge ist extra nicht augenflüssigkeitsdurchgängig.
um einen spot(fleck) einer speziellen form oder größe in 50m entfernung zu erzeugen gibt es theaterscheinwerfer, deren leuchtfeldblende als abbildung den spot projiziert. man könnte auch ein ir-led array, zb von der fläche eines kamera-sensors durch die kameralinse hindurch (retro also) in 50m projizieren. das würde auch schon mit einer kondensorlinse (kollektorlinse) eines diaprojektors funktionieren. ohne das begrenzbare leuchtfeld ist natürlich sonst der spotdurchmesser von der brechkraft der linse abhängig, es sei denn man hätte ein zoomobjektiv (veränderliche brennweite)
wegen der absorption im glas würde ich eher zu einer spiegellinse greifen zb russentonne (oder parabolspiegel.) oder speziellem infrarotobjektiv.
ich vermute mal der 10cm spot ist der durchmesser eines sammelspiegels für den sensor. warum in 1m entfernung der spot auch 10cm groß sein muß ?
um einen infrarotlaser auf 10cm aufzuweiten wäre wohl am besten ein sphärischer spiegel geeignet, also umlenken an einer schwach konvexen metallspiegelfläche. zb verkehrs-übersicht-spiegel , oder laden-überwachungsspiegel.
man könnte auch die ausstrittlinse (kugelfläche) der led schwächer schleifen.
es braucht auch nicht umbedingt ein tolle linsenfläche um ein schlechtes bild zu bekommen. es reicht schon ein "axicon", man könnte also die austrittsfläche der led leicht kegelig anspitzen/abdrehen.
Von den 50mW gelangen daher nur noch 50mW*(8mm/100mm)^2=0,32mW ins Auge, was bei
einer Exposition von 0,25s ungefährlich ist.
Du hast vergessen, dass sich mit CW keine Information übertragen lässt. Das Datensignal muss noch moduliert werden und bei den 50mW handelt es sich um einen Peak-Wert.
Die Laserklasse 2 gibt es nur für Laser im Bereich 400-700nm. Infrarot ist damit definitiv raus.
Von den 50mW gelangen daher nur noch 50mW*(8mm/100mm)^2=0,32mW ins
Auge, was bei einer Exposition von 0,25s ungefährlich ist.
Du hast vergessen, dass sich mit CW keine Information übertragen lässt.
Das Datensignal muss noch moduliert werden
Das wird der TE durch einen entsprechend höheren Strom zu nutzen wissen
;-)
und bei den 50mW handelt es sich um einen Peak-Wert.
Die 50mW werden beim Nennstrom von 100mA abgegeben, der kurzzeitig
zulässige Maximalstrom beträgt 1,5A. Auch bei (schnellem) pulsierendem
Betrieb können die 50mW als mittleren Strahlungsfluss weitgehend
aufrechterhalten werden.
Die Laserklasse 2 gibt es nur für Laser im Bereich 400-700nm. Infrarot
ist damit definitiv raus.
Das weiß ich. Ich habe das Beispiel mit dem Klasse-2-Laserpointer nur
herangezogen, um auf einfache (und für den TE nachvollziehbare) Weise
wenigstens einen groben Anhaltspunkt für einen für das Auge noch relativ
ungefährlichen Strahlungsfluss (bzw. die daraus am Auge entstehende
Bestrahlungsstärke) zu erhalten. Wer es genauer will, kann gerne die DIN
EN 60825 und/oder die DIN EN 62471 heranziehen. Um nachzuweisen, dass
das Unterfangen des TE nicht ganz ungefährlich ist, ist das aber nicht
unbedingt nötig.
@rawi, stimmt, nicht wirkliche stärkere Absorption im ir-Dioden-Bereich 800-1000nm, aber nachgeschaut, es ist meist auch bei Optikgläsern mit ca 5-10% Absorption im ganzen Durchlaßspektrum zu rechnen, etwas Verlust ist immer. Aber gut, das muß man nicht überbewerten. Artglas scheint recht durchlässig.
Jedenfalls hat man ir-Filter für normale Kamerasensoren, weil es stört. Die normalen Objektive sind auch nicht dafür gerechnet.
Ich würde eine deutlich schwächere LED (bspw. mit 1mW Strahlungsfluss)
einsetzen [...]
Danke für die detaillierte Ausführung, so in etwa sieht mein Fazit jetzt auch aus, entweder ich fokussiere die LD 274-3 auf 10cm oder dehne den Strahl eines 1mW IR Lasers. Die SFH4550 ist definitiv mit zu vielen Risiken behaftet.
Wieso steht eigentlich in der Vorschau, in welchem Beitrag etwas geschrieben wurde, während es nach Abschicken plötzlich nicht mehr dabei steht.
Also Vorschau zeigt:
Das Prinzip die Led-Leistung auf eine Fläche 10cm aufzuweiten, ohne Bündelung weiterleiten und dann mit Fläche 10cm aufzufangen und gebündelt zum Sensor, wie von Yalu dargestellt, scheint doch ideal. Das kann das Laseraufweiten nicht bieten. Man braucht 2 Parabolspiegel 10cm und parallele Strahlen, oder 2 Linsen und parallele Strahlen. Der parallele Strahlengang ist wohl das Problem.
Bei liba2000+ sieht man, daß die Dicke auch einen kleinen Einfluß auf die Durchlässigkeit hat. Aber das kann man hier wohl vernachlässigen (wenn man Präzionsfresnellinsen gebraucht).
Transmissionsverluste setzen sich aus Absorptions- und Reflektionsverlusten zusammen (falls Streuung vernachlässigt werden kann).
Hätte ich gleich schreiben sollen, dass der zitierte Text Unfug ist, um es physikalisch direkt auf den Punkt zu bringen?
Alleine weil die Höhe der Absorption keine Materialeigenschaft ist, sondern immer von der Materialstärke abhängt. Als Materialeigenschaft müsste ein Absorptionskoeffizient angegeben sein, der mit der Länge des Lichtweges multipliziert werden muss, um daraus die Absorption zu bestimmen.
