IR LED의 위험

DIY 레이저 태그 시스템을 만들고 싶습니다. 웹 사이트 이정표는 Vishay Tsal-6100을 IR-LED로 권장합니다. 데이터 시트는 다음과 같습니다. http://www.mouser.com/ds/2/427/tsal6100-279822.pdf

빛에 초점을 맞추고 싶기 때문에 (렌즈 후 1-2도 발산) 눈에 잠재적 인 위험에 대해 생각하기 시작했습니다. 주제를 읽으면 IR 광선이 매우 문제가 될 수 있습니다. 눈은 IR 파장을 보지 못하고 노출 과다에 반응 할 수 없습니다. 따라서 안전 표준의 범위 내에있는 것이 중요합니다.

IEC 62471과 같은 적용 가능한 표준으로 보입니다. 실제로 Vishay는이 표준에 대해 참조 된 LED에 대한 데이터가 포함 된 문서를 공개했습니다. http://www.vishay.com/docs/81935/eyesafe.pdf

Tsal6100은 최악의 시나리오에서 400mW / sr로 설명됩니다. 이는 LED가 "면제"= 클래스 1보다 덜 위험하다는 의미입니다.

그러나 그것은 무엇을 의미합니까? 스펙은 230mW / sr이라고 말했기 때문에 이미 안전 마진이 포함되어있는 것 같습니다. 이 강도에 도달하는 거리를 찾을 수 없습니다. 사양이 1m 거리에서 230mW / sr을 기록하고 표준에 따른 최악의 경우가 50cm 인 경우, 집중된 빔 (직경 10cm ^ 2, 몇 개의 각도 발산)은 훨씬 더 높은 강도를 가질 수 있습니다.

내 질문 : 빔 강도를 어떻게 계산합니까? LED가 사용하기에 안전한지 어떻게 알 수 있습니까?

최신 정보:

단위 mW / sr을 읽고 다음 정의를 찾았습니다.

• 강도로서의 phi
• 각도로 오메가

LED에 초점을 맞추기 전에 절반 각도는 10 도입니다. 렌즈 후에는 1도 정도를 원합니다. 그래서 그 요소는 약 10입니다. 나는 약간의 수학을 적용했습니다.

내가 이것을 정확하게 이해한다면, 초점이 맞춰진 광선은 초점이 맞지 않은 광선보다 10 배 더 강력합니다. 이게 옳은 거니 ?

새로운 문제는 소스 영역을 어떻게 얻습니까? 렌즈의 표면이어야합니다.

이 계산기에 값을 입력하려고했습니다 : http://www.intersil.com/en/products/optoelectronics/ambient-light-sensors/eye-safety.html

(위대한 링크를 주신 Dave에게 감사드립니다)

그러나 채우는 방법을 모르는 많은 분야가 있습니다. 2300mW의 LED는 항상 치명적이며, 옳지 않은 것 같습니다.

위생 검사로서 사양 시트의 값을 계산기에 복사하려고했습니다. 초점이 맞지 않아도 LED가 위험하다는 것을 알 수 있습니다. Vishay가이 제품이 "면제"라고 말 했으므로 실수를 저지른 것 같습니다.

1. 설정의 LED 유형은 무엇입니까? "Lensed"를 선택했습니다
2. 렌즈를 선택하면 정확히 "확장 소스 영역"은 무엇입니까? 렌즈의 표면은?

당신이 나를 도울 수 있고 자신의 가치를 입력하려고 할 수 있습니까? 계산기는 Excel 스프레드 시트입니다. Dropbox에 복사 했으므로 온라인에서 Microsoft Excel을 사용할 수 있습니다. 여기 링크가 있습니다 : https://www.dropbox.com/s/r28n3p6bdf5m7hs/exposure-calculator.xlsx?dl=0

사양 시트에 대한 링크는 다음과 같습니다. http://www.mouser.com/ds/2/427/tsal6100-279822.pdf

큰 업데이트 :

계산기의 문제점에 대해보다 정확하게하기 위해 : 노출 한계 및 안전 계수와 같은 흥미로운 한계를 얻으려면 "인터 실 근접 장치 유형"을 선택해야합니다. 이 필드에서는 "표준 근접 센서"또는 "장거리 근접 센서"중에서 선택할 수 있습니다.

선택하지 않으면 안전 계수 필드가 비어 있습니다.

이 계산기없이 문제를 해결할 수 있을까요?

나는이 단위 mW / sr에 대해 생각했다. 분명히 거리에 의존하지 않습니다. 따라서 눈에 영향을 미치기 위해서는 실제로 눈을 "치는"부분의 비율을 결정해야합니다. IR LED로부터 10m 거리에서, 10 °의 반각은 반경 1.73m 및 면적 9.4m ^ 2의 원을 생성했습니다. 눈은 (학생이 아니고, 피해를 입을 수 있는지 잘 모르겠습니다.) 면적이 3cm ^ 2 일 수 있습니다. 그것은 무해한 매우 낮은 비율입니다.

따라서 렌즈가 완벽하게 평행 한 광선을 생성 한 다음 렌즈 표면 영역과 눈 표면 영역 사이의 비율을 생성한다고 가정 할 수 있습니다.

이것은 내 질문을 더 단순하게 만듭니다. 눈에는 어떤 힘이 무해합니다. 눈의 고정 영역을 가정하면 렌즈 직경을 계산하여 LED를 무해하게 만들 수 있습니까? 이 방법은 괜찮습니까?

Vishay 안전 문서를 확인했습니다.

IR-이미 터의 경우 지배적 인 한계는 780 nm에서 3000 nm의 파장 범위에서 각막 / 렌즈 위험입니다. 이는 조도를 E_e = 100 W / m ^ 2로 제한하며, 0.2 m 거리를 염두에두고 해당 표준의 측정 조건을 사용하여 I_e = 4 W / sr의 강도로 표현됩니다.

시야 거리는 0.2m이고 한계는 4W / sr입니다. 위의 생각에 따르면 아마도이 거리에서 원뿔을 계산 한 다음 눈 표면적의 백분율을 결정했습니다. 그런 다음 I_e = 4 W / sr에 대한 구체적인 값을 얻을 수 있습니다.

이는 다른 거리에 대한 값을 얻을 수 있음을 의미합니다. 면적당 전력은 0.2m 거리에서 최대 4W / sr입니다. 0.1m에서 원뿔 면적은 해당 면적의 1/4이므로 I_e에 대해 최대 1W / sr을 얻습니다-생각 : 원뿔은 해당 면적의 1/4입니다-> 눈 표면의 백분율이 4 배 높음- > 면적당 전력은 기준값의 1/4이어야합니다. 그리고 0.05m에서는 250mw / sr 만 허용됩니다.

TSAL-6100의 경우이 문서에는 "절대 최대 정격에서 최대 강도"400mW / sr이 표시됩니다.

따라서 f> 0.063m의 LED를 사용할 수 있다고 생각합니다. 그 뒤에 계산 : TSAL의 면적당 최대 전력은 400mW / sr입니다. 이것은 면적당 기준 전력보다 10 배 낮습니다. 원뿔 하단 영역은 원뿔 높이에 따라 2 차적으로 줄어 듭니다. 따라서 sqrt (10)만큼 거리를 줄일 수 있습니다. 이것은 6.3cm의 가시 거리를 초래합니다.

6.3cm가 TSAL-6100을 직접 관찰하기위한 안전 한계라고 생각합니다. 내 계산을 확인할 수 있습니까?

렌즈를 정확한 초점 거리 6.3xxx cm로 정확히이 지점에 장착하면 어느 거리에서나 6.3cm 거리에서 LED를 보는 것처럼 보입니다. 정확한 안전 마진입니다.

여전히 나를 괴롭히는 것 : 다른 LED는 다른 반각을 가지고 있습니다. 모든 IR-LED에 대해 하나의 콘크리트 I_e를 어떻게 지정할 수 있습니까? TSAL-6200의 원뿔 (20 ° 반각)은 TSAL-6100의 원뿔보다 훨씬 큽니다. 따라서 눈에 들어오는 빛의 비율은 작아야합니다. 따라서 I_e는 더 커야합니다.

어쩌면 내 모든 접근 방식이 깨졌습니까?

Le Goog는 관련 방정식과 함께 Intersil의 "IEC 62471"에 관한 문서를 입수했습니다. 감사합니다, Le Goog.

안전 표준을 Google에 사용해보십시오. 다음은 Intersil의 안내입니다.

편집 : 좋아, 난 정말 직설적이었고 그냥 수학을하라고 말 했어야합니다. Ee = Ie / (d ^ 2) = (400mW / sr) / (0.2m ^ 2) = 10 W / m ^ 2.

위에 제공 한 intersil 시트의 정의에 따르면, 시간 제한이 없거나 시간 제한이 1000 초를 초과하는 경우 (레이저 태그에 대한 적중 데이터를 전송할 필요가 없음) 모든 Ee 파장의 합 100 W / m ^ 2보다 작아야합니다. 반대로 IRLED의 최소 안전 가시 거리는 (0.4W / sr) / (100W / m ^ 2) = d ^ 2 = 0.004-> sqrt (0.004) = 0.063246m입니다. 따라서 최소 안전 거리에 대한 수학이 정확했습니다. 그러나 다시 한 번 레이저 태그 시스템이 펄스 광을 보내는 데 1000 초가 걸리지 않는다는 점을 지적하고 싶습니다. 더 가까이 다가 가서 돌이킬 수없는 해를 입지 않을 가능성이 높습니다 (대부분의 레이저 태그 시스템은 약 0.1 초의 펄스 광을 사용합니다). 어쨌든 수학을 사용하십시오. (계산기가 아님)

편집 2 : 레이저 태그에 대한 구체적인 예. 빛의 일격 해킹

제공된 링크에는 시장에 존재하는 레이저 태그 버전에 대한 기본 정보가 있습니다 (더 이상 판매 여부는 확실하지 않음). 그의 적중을 사용하여 "히트 데이터"를 전송하는 최악의 시간은 6750us + (32interbit markers * 900us) + (32bits * 3700us (1)) = ~ 4 초입니다. 아무도 그렇게 오래 기다릴 수 없으며이 예는 알려진 제품 체계를 사용하는 최악의 예일뿐입니다. 4 초가 지나면 1000 초 미만입니다. 내가 연결 한 intersil info sheet에서 Eq.1 사용하기. Ee <= 18000 * (4sec) ^-0.75 또는 Ee <= 6363.96 W / m ^ 2. 최소 안전 거리를 얻기 위해 역 수학을 다시 적용하면 (0.4 W / sr) / (6363.96 W / m ^ 2) = d ^ 2 = 6.28539e-5-> sqrt (6.28539e-5) = 0.007928m 또는 약 8mm. 따라서 라이트 스트 레이크 레이저 태그 마커와 함께 사용하는 경우 최소 안전 거리는 8mm입니다. 결과는 물론 인코딩에 따라 다릅니다. 이것이 기기의 안전을 판단하기에 충분한 정보를 제공하기를 바랍니다 (첫 번째 질문). 더 궁금한 점이 있으면 다른 사람이 도움을 줄 수 있도록 새로운 질문으로 질문하십시오.