Re: se en lysdiod 1km
Postat: 4 juli 2024, 02:52:38
Vet inte vad "batteri-drift" innebär. Är det några AA-celler eller bilbatteri..
Vet inte heller vad det innebär att något ska kunna ses på 1km avstånd. Är det i alla riktningar eller räcker det med en specifik betraktnings-punkt.
Skillnaden i effektbehov för en sfär relativt enskilda betrakningspunkten, om vi antar att den är 10 centimeter i diameter mha av avancerad optik är 1:1200.000.000. Batteridrift relativt ett kärnkraftverk...
Om man ska begränsa betraktningspunkten yta så är det extrremt mycket billigare och energieffektivare att använda en bättre laser-diod med optik som från början inte sprider över så stor yta än mer avancerade optiska linser och vanlig lysdiod.
Om man antar att det är endast är en punkt som ska belysas mha billig lysdiod och billig optik och antar att "batteri" är något i stil med bilbatteri om det ska kunna lysa längre stund kan man jämför med de bästa fjärrljusen för bil.
Sådan i max smalstrålande utförande kallas pencil-beam, dvs strålbilden påminner om en smal penna. Sådana av god kvalitet kan mha av H7 ledlampa lysa med styrkan 1 lumen på en km avstånd. Ledlampan är då ändå bland de starkast lysande H/ och brukar förbruka 20 Watt.
Är det några AA-batterier som ska driva 20W ledljus så blir det kortvarigt ljus.
Punktformig ljuskägla som ger ljusstyrkan 1-lumen är inga problem att se i mörker men i dagsljus ser man den bara om det är riktigt mörka bakgrund på större yta runtom. Med klar himmel bakom är det inte möjligt att med ögon identifiera ljuset utan kikkar eller något sådant. Är ljuset lågt utefter marken så tillkommer att skiftande lufttemperaturer skapar optisk diffusion.
Man kan som någon nämnde modulera ljuskällan och på 1 km avstånd mha en detekterande fototrissar placerad i ena tuben på en kikare och som med filter filtrerar ut enbart ljus typ 1kHz+/- 100Hz.och sedan kopplar till en detektor eller ljudförstärkare. Solljuset är en kraftig bredbandig bruskälla som även brusar vid 1kHz men solens utbländande effekt minskar betydligt med bra filter. Är ljuskällan en röd lysdiod använder man ett optiskt filter för denna våglängd för ännu lite bortfiltrering av störkällor.
För att ljuset ska synas dagtid med mörk bakgrund så behöver ljuseffekten vara ca 40.000 ggr starkare än nattetid som rimligt antagande.
Är det bara en punkt varifrån ljuset ska synas och det ska synas i dagsljus och det ska vara rimligt komplicerat samt med rimliga batterier så skulle jag välja en grön laserdiod som ljuskälla.Grönt ljus är våra ögon mest känsliga för och i normala fall finns inte så mycket andra starkare manmade ljuskällor som ger grönt ljus så det blir lättare att skilja från andra ljus.
Hur bra ska optiska egenskaperna vara för laser-källan? Hur mycket sprider ljuset ut sej en klar och torr dag eller ska man har marginal för dimma och termiska effekter? Du har kanske redan någon billig laserpekare att testa med?
Håll upp tummen framför dej. Den täcker då ca 2 grader. Titta på ett mindre hus på 1km avstånd så är det ungefär vad din tumme täcker. Vi kan anta att täckta arean är 10 kvm husvägg som då ger en cirkel på ca 4 meter diameter.
Antag att din laser max täcker den ytan, dvs dispersionen/dazzeling är 2 grader. Det är ungefär där man hamnar med lågpris peklaser. Används något bättre optik och att man inte har behov av att kunna ha så stor yta att betrakta från kan man anpassa det.
Om lasern avger 0.5 Watt effektivt ljus innebär det att effekten som belyser husväggens 10 kvm är ca 0.5uW/cm²
Om du befinner dej framför dessa 10 kvm husvägg så finns internet-exempel på hur starkt du upplever det ljuset i olika ljusförhållanden för ljuskällor typ grön laserpekare:
Som synes är det stor skillnad mellan dag och nattetid. Det är inte i starkt solljus och inga marginaler för dimma.
Fler jämförande bilder på laser i olika styrkor och färger finns här: https://www.laserpointersafety.com/nodd.html
Detta var bara grova exempel-siffror på rätt vaga antaganden om vad du egentligen frågar efter men det ger dej kanske en ide om vad du behöver i batteri och ljusväg.
Om du kan tänka dej använda kikare så kan man öka räckvidden betydligt.
Ersätter man ögat med fototrissa med optik och optiska färgfilter filter och anpassad (de)modulelering så kan man öka räckvidden än mer. Det är på detta senare sätt man gör i de långdistans fotodetektorer som finns att köpa för några hundralappar och som då kan ge hyggligt säker funktion på 10 meters avstånd.
Ska det vara så starkt ljus att du upplever en allmän ljusförhöjning utan att man tittar direkt mot ljuskällan och inom ett större område på 1 km avstånd på dagtid så måste ljuskällan tävla mot det ljus solen ger med ca 10.000.000 uW/cm².
Jämför laserpekarens 0.5 uW/cm². Det skiljer en faktor 20 miljoner.
Om oturen är framme så går solen ner bakom din ljuskälla och med solen som bakgrund kommer möjligen ljussändarens kropp dämpa totala ljuset som kommer från denna riktning, oavsett om lysdioden lyser eller inte.
Även i normalt dagsljus så kan ljus bakgrund minska möjligheten för ögat att se ljuskällan. Det behöver vara en rätt stor mörk bakgrund för att ögat verkligen ska öka kontrastseendet så att man kan förbättra möjligheten att urskilja ett ljus på 1km avstånd.
Nattetid är en helt annan sak. Det finns ju gott om händelser när man använt laserpekare för att lysa mot flygplan och helikoptrar på kilometer.avstånd.
Vill man utan att öka en laserpekares uteffekt täcka en större betraktnings-area så kan långsam rotation av sändande laserdiod vara en möjlighet.
Eftersom effekten från lasern är låg på detta avståndet är det ingen risk att bränna sönder något eller orsaka ögonskada.
Däremot kan en laser på 0.5W på nära håll vara kraftigt bländande men även om ögat skulle försöka samla ljuset ytterligare genom ögonlinsen är det ingen risk att näthinnan blir mer än tillfälligt bländad. då man kommer automatisk blunda pch försöka undvika att se in i ljuskällan så länge laserljuset är inom synliga våglängder.
IR och UV-våglängder är då farligare då man inte automatisk undviker bländning.
All laser över 5mW uteffekt har säkerhetsföreskrifter. Även om det inte är någon större fara för permanent brännskada vid så små värmeeffekter får man inte riskera att ovetandes personer kommer i vägen för sådant ljus och även svagt laserljus kan upplevas mycket bländande för t.ex. bilförare som då kanske tappar orienteringen för var de är på vägen.
Är det bara en signal som ska överföras så går det avsevärt mycket lättare med 433MHz radio och kravet på batterikapacitet sjunker med minst en miljon gånger..
Det kan bli dyrt med AA-batterier om man önskar lysa upp en husvägg på en kilometers avstånd, i solsken.
Vet inte heller vad det innebär att något ska kunna ses på 1km avstånd. Är det i alla riktningar eller räcker det med en specifik betraktnings-punkt.
Skillnaden i effektbehov för en sfär relativt enskilda betrakningspunkten, om vi antar att den är 10 centimeter i diameter mha av avancerad optik är 1:1200.000.000. Batteridrift relativt ett kärnkraftverk...
Om man ska begränsa betraktningspunkten yta så är det extrremt mycket billigare och energieffektivare att använda en bättre laser-diod med optik som från början inte sprider över så stor yta än mer avancerade optiska linser och vanlig lysdiod.
Om man antar att det är endast är en punkt som ska belysas mha billig lysdiod och billig optik och antar att "batteri" är något i stil med bilbatteri om det ska kunna lysa längre stund kan man jämför med de bästa fjärrljusen för bil.
Sådan i max smalstrålande utförande kallas pencil-beam, dvs strålbilden påminner om en smal penna. Sådana av god kvalitet kan mha av H7 ledlampa lysa med styrkan 1 lumen på en km avstånd. Ledlampan är då ändå bland de starkast lysande H/ och brukar förbruka 20 Watt.
Är det några AA-batterier som ska driva 20W ledljus så blir det kortvarigt ljus.
Punktformig ljuskägla som ger ljusstyrkan 1-lumen är inga problem att se i mörker men i dagsljus ser man den bara om det är riktigt mörka bakgrund på större yta runtom. Med klar himmel bakom är det inte möjligt att med ögon identifiera ljuset utan kikkar eller något sådant. Är ljuset lågt utefter marken så tillkommer att skiftande lufttemperaturer skapar optisk diffusion.
Man kan som någon nämnde modulera ljuskällan och på 1 km avstånd mha en detekterande fototrissar placerad i ena tuben på en kikare och som med filter filtrerar ut enbart ljus typ 1kHz+/- 100Hz.och sedan kopplar till en detektor eller ljudförstärkare. Solljuset är en kraftig bredbandig bruskälla som även brusar vid 1kHz men solens utbländande effekt minskar betydligt med bra filter. Är ljuskällan en röd lysdiod använder man ett optiskt filter för denna våglängd för ännu lite bortfiltrering av störkällor.
För att ljuset ska synas dagtid med mörk bakgrund så behöver ljuseffekten vara ca 40.000 ggr starkare än nattetid som rimligt antagande.
Är det bara en punkt varifrån ljuset ska synas och det ska synas i dagsljus och det ska vara rimligt komplicerat samt med rimliga batterier så skulle jag välja en grön laserdiod som ljuskälla.Grönt ljus är våra ögon mest känsliga för och i normala fall finns inte så mycket andra starkare manmade ljuskällor som ger grönt ljus så det blir lättare att skilja från andra ljus.
Hur bra ska optiska egenskaperna vara för laser-källan? Hur mycket sprider ljuset ut sej en klar och torr dag eller ska man har marginal för dimma och termiska effekter? Du har kanske redan någon billig laserpekare att testa med?
Håll upp tummen framför dej. Den täcker då ca 2 grader. Titta på ett mindre hus på 1km avstånd så är det ungefär vad din tumme täcker. Vi kan anta att täckta arean är 10 kvm husvägg som då ger en cirkel på ca 4 meter diameter.
Antag att din laser max täcker den ytan, dvs dispersionen/dazzeling är 2 grader. Det är ungefär där man hamnar med lågpris peklaser. Används något bättre optik och att man inte har behov av att kunna ha så stor yta att betrakta från kan man anpassa det.
Om lasern avger 0.5 Watt effektivt ljus innebär det att effekten som belyser husväggens 10 kvm är ca 0.5uW/cm²
Om du befinner dej framför dessa 10 kvm husvägg så finns internet-exempel på hur starkt du upplever det ljuset i olika ljusförhållanden för ljuskällor typ grön laserpekare:
Som synes är det stor skillnad mellan dag och nattetid. Det är inte i starkt solljus och inga marginaler för dimma.
Fler jämförande bilder på laser i olika styrkor och färger finns här: https://www.laserpointersafety.com/nodd.html
Detta var bara grova exempel-siffror på rätt vaga antaganden om vad du egentligen frågar efter men det ger dej kanske en ide om vad du behöver i batteri och ljusväg.
Om du kan tänka dej använda kikare så kan man öka räckvidden betydligt.
Ersätter man ögat med fototrissa med optik och optiska färgfilter filter och anpassad (de)modulelering så kan man öka räckvidden än mer. Det är på detta senare sätt man gör i de långdistans fotodetektorer som finns att köpa för några hundralappar och som då kan ge hyggligt säker funktion på 10 meters avstånd.
Ska det vara så starkt ljus att du upplever en allmän ljusförhöjning utan att man tittar direkt mot ljuskällan och inom ett större område på 1 km avstånd på dagtid så måste ljuskällan tävla mot det ljus solen ger med ca 10.000.000 uW/cm².
Jämför laserpekarens 0.5 uW/cm². Det skiljer en faktor 20 miljoner.
Om oturen är framme så går solen ner bakom din ljuskälla och med solen som bakgrund kommer möjligen ljussändarens kropp dämpa totala ljuset som kommer från denna riktning, oavsett om lysdioden lyser eller inte.
Även i normalt dagsljus så kan ljus bakgrund minska möjligheten för ögat att se ljuskällan. Det behöver vara en rätt stor mörk bakgrund för att ögat verkligen ska öka kontrastseendet så att man kan förbättra möjligheten att urskilja ett ljus på 1km avstånd.
Nattetid är en helt annan sak. Det finns ju gott om händelser när man använt laserpekare för att lysa mot flygplan och helikoptrar på kilometer.avstånd.
Vill man utan att öka en laserpekares uteffekt täcka en större betraktnings-area så kan långsam rotation av sändande laserdiod vara en möjlighet.
Eftersom effekten från lasern är låg på detta avståndet är det ingen risk att bränna sönder något eller orsaka ögonskada.
Däremot kan en laser på 0.5W på nära håll vara kraftigt bländande men även om ögat skulle försöka samla ljuset ytterligare genom ögonlinsen är det ingen risk att näthinnan blir mer än tillfälligt bländad. då man kommer automatisk blunda pch försöka undvika att se in i ljuskällan så länge laserljuset är inom synliga våglängder.
IR och UV-våglängder är då farligare då man inte automatisk undviker bländning.
All laser över 5mW uteffekt har säkerhetsföreskrifter. Även om det inte är någon större fara för permanent brännskada vid så små värmeeffekter får man inte riskera att ovetandes personer kommer i vägen för sådant ljus och även svagt laserljus kan upplevas mycket bländande för t.ex. bilförare som då kanske tappar orienteringen för var de är på vägen.
Är det bara en signal som ska överföras så går det avsevärt mycket lättare med 433MHz radio och kravet på batterikapacitet sjunker med minst en miljon gånger..
Det kan bli dyrt med AA-batterier om man önskar lysa upp en husvägg på en kilometers avstånd, i solsken.