Laser infrarouge

[taprik]

Bonjour,

Je souhaite réaliser un laser infrarouge afin de faire une détection de l'endroit pointé par le laser sur un tableau.
Je travaille souvent avec des leds infra-rouge mais c'est mon premier montage avec un laser. Malgré beaucoup de tentatives et de lectures je n'ai pas réussi à faire émettre quelques rayons que ce soit par mon laser
Comme composant j'ai choisi le laser OPV314 de Optek, dont vous trouverez une référence à
http://fr.farnell.com/optek-technology/ ... tt=1678686
J'ai choisi ce laser car il est de classe 1M et que je ne souhaitais pas avoir quelque chose de trop puissant, donc potentiellement risqué pour l'utilisateur.
J'ai fait le montage classique que j'utilise avec succès pour les leds.
Un régulateur à la tension correspondante du laser (j'ai pris 1.8V) et j'ai connecté la partie VCSEL du laser (il y a aussi un photo-diode sur ce laser).

Sans succès, ma caméra, qui voit très bien l'infra rouge, ne voit rien.
Ai-je un mauvais montage. Y a t il un montage spécifique à faire pour les lasers VCSEL ?
Merci pour votre aide

[julienlev]

une diode laser ne se contrôle pas en tension mais en courant il faut donc une alimentation complètement différente....

[taprik]

Merci, mais plus exactement ?
C'est ma première expérience avec des diodes laser.
Avez vous des exemples, liens utiles?
J'ai trouvé sur internet des shémas assez proche de l'alimentation que j'ai fait. C'est pour cette raison que j'ai cru bon de tenter l'alimentation ainsi.

[taprik]

Le montage proposé sur le lien ci-dessous me semble assez proche de ce que j'ai fait. Pourtant ...
http://www.sonelec-musique.com/electron ... r_001.html

[julienlev]

Ile me semble que ce forum comporte 2 sections intéressantes,
la première c'est la section présentation qui permet de savoir un peu à qui on parle...
et la deuxième c'est la section alimentation qui comme son nom l'indique traite de l'alimentation des laser...( comme quoi il n'y avait pas a cherché bien loin!)

un montage est soit identique soit différents, si c'est proche c'est que ça fait pas la même chose!
edit:

Pas vraiment complexe, il s'appuye sur un régulateur de tension intégré ajustable très courant, le LM317, ce dernier étant monté en générateur de courant constant.

[taprik]

Merci
Mes faibles connaissances en l'électronique me font visiblement passer à coté de ce qui vous semble évident.
Je creuse ...

[jvr]

Pour partir sur de bonne base, voila un schéma de base, très connut pour l'alimentation d'une diode laser
http://www.die4laser.com/dvd-rec/Die4Dr ... Rev1-2.pdf
le lien explicatif
http://www.die4laser.com/dvd-rec/Die4Drive.htm
et tu as un sujet très interessant a lire sur le forum
http://www.laserfreak.net/forum/viewtop ... 12&t=45603

bonne lecture

[taprik]

Génial, merci.
Je vous donnerais des nouvelles de mon montage et de l'application qui y est associée.

[djbastien]

Je souhaite réaliser un laser infrarouge afin de faire une détection de l'endroit pointé par le laser sur un tableau.

ça serait pas le tableau interactif avec la wiimote par hasard?

[taprik]

Du tout.
C'est un logiciel de graffiti virtuel que j'ai développé, notamment, avec l'api Openframeworks.
Vous avez une première démo visible à http://vimeo.com/15557903
Sur cette démo j'utilise un bouquet de leds infrarouge pour dessiner.

[djbastien]

ok ça a l'air super!

[blackbird]

Salut,

Pour info, les Vcsel ont des courants d'utilisation très faibles ce qui rend les alim en courant généralement rencontrées ici inutilisables telles quel: il faut multiplier la résistance de mesure par 100 au moins !

Bon courage,

A+

BlackBird

[taprik]

Bonjour,

Voici quelques nouvelles concernant mon projet.
Ne comprenant pas encore très bien le fonctionnement et les exigences des lasers, j'ai acheté un driver tout fait chez Roithner.
J'ai pris le modèle iC-WK1D à cette page http://www.roithner-laser.com/ld_drivers.html.
Visiblement c'est pas l'alimentation adaptée (comme l'avait suggéré blackbird) car même en mettant la valeur de la résistance de régulation à 10 kOhm, la vcsel n'envoie rien.
Néanmoins j'en ai profité, dans ma commande pour commander un module laser IR de moins de 1mW (référence APCD-780-01-C2 à la page http://www.roithner-laser.com/lasermodu ... es780.html ). ça peut sembler un modeste début, mais je n'ai pas besoin de beaucoup de puissance, juste le nécessaire pour la caméra détecte le point du laser (qui sera d'ailleurs situé à, maxi 15 cm de la source). J'ai un pointeur rouge de moins de 1mW chez moi, et l'intensité me semble être à la hauteur. Donc l'équivalent en IR pouvait fonctionner
Comme j'alimente le module avec une lipo de 3.7V, j'ai installé une résistance de 15 Ohms afin d'avoir une chute de tension adaptée à la consommation de courant du module( soit 35 mA d'après la fiche de Roithner). J'installe, je branche et comme vous pouvez le voir sur la photo ci-dessous mon point infrarouge est ridicule à coté du point de mon pointeur rouge (si, si regardez bien il y a un point à gauche du point rouge ...)

En essayant de comprendre j'ai mesuré la chute de tension au borne de ma résistance. Elle est minime et me dit que le courant qui circule dans la résistance est de 6,6 mA, soit très loin des 35 anoncés. Donc peut être pas très étonnant que le flux lumineux soit si faible (?).
Faut il une alimentation régulée en courant aussi pour les modules laser ???
Je croyais que n'importe quelle source suffisait ( j'ai essayé avec deux piles de 1,5 V, c'est la même).

[laserium2]

Mais qu'est-ce que tu essayes de faire ? Avoir la même intensité visuelle avec ta diode Infra-rouge qu'avec la rouge ?
Ben si c'est le cas, t'es pas arrivé, là !
En plus, et toujours avec la même hypothèse, change de pseudo : "Terror...istolaser" te conviendra mieux !

[julienlev]

il me semble que dans les caractéristiques de l'ir il y a un moment une donnée qui dit que ce n'est pas visible....
j'espère juste que tu n'as pas mis ton pointeur face à ton oeil pour voir si il marchait...

[laserium2]

... j'espère juste que tu n'as pas mis ton pointeur face à ton oeil pour voir si il marchait...

Naaaaaannnnnnn !!!
Il aurait pas fait ça !

Sinon, vite, vite, il faut apprendre à lire et éplucher le forum ! Ce serait vraiment trop grave !

[taprik]

Merci pour vos réponses.
Mais j'ai peur de n'avoir pas été clair ou que vous ayez lu un peu vite ce post.
Bien sûr, la photo que vous voyez plus haut a été prise avec une caméra, qui, elle, voit l'infrarouge.
Oui, mon objectif est de trouver un laser qui ai une intensité lumineuse pour la caméra environ équivalente à celle du rouge (donc quand je dis lumineuse, je ne tiens pas compte du chromatisme, mais bien de la valeur que pourrais voir une caméra N&B ). C'est pour cette raison que je suis parti sur une puissance équivalente pour commencer.
Si vous me relisez bien vous comprendrez que ce que je veux faire ici c'est un laser IR (donc invisible pour l'homme), mais visible pour une caméra. Car comme vous le verrez sur la vidéo référencée plus haut, c'est le point lumineux vu par la caméra qui dessine.

Tout ça n''enrichit pas ma première préoccupation qui est de savoir si un module laser nécessite lui aussi une régulation de courant ?

Bien sûr, ce projet semble un peu différent des projets que l'ont trouve couramment sur le forum, où on s'attache à réaliser des lasers qui se voient. C'est pas mon cas sur ce projet.

[blackbird]

Salut,

Bon, ton module fait la régulation en courant tout seul, tu dois juste lui donner entre 2,5 et 3,3 V. le mieux c'est effectivement avec tes deux piles de 1,5 V.
le courant de 35 mA c'est le max donc ça ne veut pas dire que ton driver va effectivement consommer cela, avec une diode neuve il a peut être besoin de beaucoup moins pour donner ton 1 mW !
Ensuite, pourquoi tu ne vois pas ton point IR ? peut être que ta caméra à un filtre IR sur le capteur, ils en ont mis quand ils se sont aperçu que les IR traversaient certaines fringues ...
Faudrait faire un essais avec une diode à 808 nm, ici on a tous plus moins ...
Ou encore: est ce que ta camera voit le faisceau de ta télécommande de télé ?

de toute façon tu peux avoir des diodes à 780 dans les lecteurs de CD ...

A+

BalckBird

[taprik]

Merci Blackbird pour cette réponse très claire.

Mon module ne consomme effectivement que 10 mA.

Je vois très bien mon point avec le module IR ( enfin la caméra le voit). Simplement je m'attendais à un point d'une intensité lumineuse proche (toujours pour la caméra bien sûr) de celle que j'obtiens avec mon pointeur rouge. Ce n'est pas le cas, de loin.
Je permets d'avancer deux explications à ça :
la première (c'est plus mon terrain) est que les caméras n'ont pas une réponse en fréquence constante tout au long du spectre. Les caméras classiques (comme celle que j'utilise ici une Fire-i de Unibrain) n'auront pas la même réponse à des fréquences de 780nm et de 650nm de même intensité lumineuse.
Je ne pense pas, cependant que cette variation de la réponse en fréquence d'une caméra explique l'écart important.
J'avance (et là c'est plus vous qui pouvez me confirmer) que les lasers n'ont pas la même intensité lumineuse en fonction de leur fréquence (à puissance égale bien sûr). Je fais ma culture sur les diode laser, donc suis peu assuré de ce que j'avance mais il me semble avoir compris qu'un laser vert n'a pas la même luminosité qu'un rouge à puissance égale. Quand je parle d'intensité lumineuse c'est celle objective donnée par un instrument de mesure et non pas la sensation que le rouge ça banane plus

[taprik]

Oupps ........

Pour finir, je pense que pour avoir un point lumineux, IR, visible par une caméra seulement, placée à 4 m environ, je dois utiliser une laser IR de 3, voire 5 mW.
Je voulais limiter au maximum la puissance utilisée car, j'avoue, que la puissance concentrée du faisceau laser me fait un peu peur (d'autant avec l'IR qu'on ne voit pas).
D'autre part je me demandais si dans mon cas il ne serait pas plus intéressant de prendre une diode sans optique, donc avec son faisceau divergent. ça serait d'autant plus intéressant, car pour la caméra, plus le point est gros, plus il sera facilement détectable. En effet comme vous le voyez sur le dessin ci-dessous la diode sera proche (10 cm maxi) de l'écran sur lequel la caméra verra le point IR à tracker (la caméra est placée d'un coté de l'écran, la diode laser de l'autre). Dans ce cas, et étant donné les angles de divergence que j'ai vu sur les diodes jusqu'à présent ça me donnerais un rond (ou un carré) de 3 cm maxi. Par contre j'imagine qu'en retirant le collimateur on perd aussi en intensité lumineuse (qui reste toujours la question essentielle pour la qualité de détection par la caméra)


Nota : sur le schéma j'ai représenté avec un point rouge le point IR fait par le laser sur l'écran

[blackbird]

resalut,

Bah, pour moi tes deux points n'en sont qu'un : 1 mW reste 1 mW qu'il soit rouge ou IR !
Par contre la sensibilité de ton capteur varie suivant la longueur d'onde: que cela soit ton oeil ou ta camera !

je pense donc que ta caméra a un filtre IR quelque part car en général les capteurs sont plus sensibles dans l'iR que dans le visible, ça doit être pour éviter les éblouissements ou d'autres trucs qu'on ne doit pas voir ...

Mais si ta caméra voit ton point alors tout baigne !

A+

BlackBird

[CHRS33]

d'apres ce que je comprent, tu veux faire du tague video et remplacer la bombe de peinture par une diode laser.
pourqu'oi dans ce cas la ne pas prendre une diode led infra-rouge toute bétte, alimentation: 2 pile 1.5V et une résistance en série tout simplement tu en as de toute les divergences et les caméra les voyent bien.
Les diode laser sont interressante que si tu est à grande distance.

[djbastien]

+1 avec Christian! si en plus tu veux enlever le collimateur, tu perds l'intérêt d'un laser à mon avis..

je pense donc que ta caméra a un filtre IR quelque part

les téléphones portables par exemple voient très bien les IR. Si il y avait un filtre on ne les verrai quasiment pas non?
ou alors c'est un filtre pour les ir plus lointains?

[taprik]

Merci pour vos réponses,

@CHRS33
Comme je l'ai expliqué plusieurs posts plus haut, j'utilise déjà des leds infra-rouges. Il y a deux inconvénients : faiblesse (relative) de la puissance et consommation électrique trop importante (sans compter l'échauffement des leds de puissance). Le prochain design de ma bombe a pour objectif de faire une bombe de peinture la plus petite et la plus légère possible (légèreté = petite batterie). D'autre part si tu regardes bien le dessin plus haut, tu verras qu'il y a un écran entre ma caméra (situé à 4 m de l'écran) et la source lumineuse trackée. Je ne sais pas si tu as déjà vu un écran de rétro-projection, mais c'est plutôt opaque.
D'où l'utilisation du laser.

@Djbastien
Tous les caméras que j'ai utilisé voient très bien l'IR. C'est celle que j'utilise habituellement pour des projets impliquant des leds infrarouge. Comme tu le dis, si la caméra a une filtre IR, on ne voit pas l'IR. Les caméras sony sont dans ce domaine particulière car elles ont un filtre IR et aussi une fonction "NightShot" qui est un filtre "tout sauf IR". Ces caméras voient très bien l'IR

@Blackbird
Effectivement la réponse du capteur de la caméra est essentielle dans mon cas. Pour l'instant ma caméra ne voit plus le point à partir de 50 cm d'éloignement. Ceci étant les réponses pour 680 et 780 nm ne vont pas différer au point de ce que je constate. Dans les cas les plus défavorables, sur les courbes que j'ai pu voir à aujourd'hui, la réponse à 780 est la moitié de la réponse à 680.
Revoyant la doc de roithner, je lis que la puissance peut varier de 0.5 à 0.9 mW. Constatant que mon laser utilise 10 mA, je me dis que je suis peut être loin du mW attendu. J'avais lu sur les Sam Faq que l'indication <1mW (ou inférieure à une certaine puissance, ne signifiait pas grand chose. Peut être que c'est le cas pour moi.

Je serais intéressé d'avoir votre avis sur l'idée d'utiliser un laser non collimaté (c'est-à-dire sans optique). Comme je l'ai expliqué mon laser sera près de l'écran (10 cm maxi) et les paramètres importants pour la détection par ma caméra sont l'intensité lumineuse du point et sa taille. De plus un faisceau qui n'est pas concentré serait moins dangereux (je suis un peu inquiet d'avoir à passer à 5 mW). La question est de savoir si, non collimaté j'aurais une puissance lumineuse pas trop dégradée ??

Pour référence : il existe deux projets comme le mien (similaires par beaucoup d'aspect) il s'agit de Graffiti Wall de Tangible Interaction et YrWall. Comme vous verrez sur les vidéos il ne fait pas de doute qu'ils utilisent des lasers infrarouges. Je n'ai malheureusement pas pu savoir les puissances utilisées.

[djbastien]

aussi une fonction "NightShot" qui est un filtre "tout sauf IR"

ah bé tu vois je savais pas bien ce que faisais cette fonction! ^^

sinon pour le laser sans optique je pense pas que ce soit super.. tu vas justement retomber sur un fonctionnement proche de la led avec très peu de puissance car tu auras ton 1mW dispersé sur toute la tache.
En collimatant tu auras 1mW en un point et donc beaucoup plus de visibilité!

si tu n'as pas tes 35mA c'est peut etre que tu ne fournis pas assez de tension à la diode?

[taprik]

J'utilise une lipo de 3.7V. J'ai mis une résistance de 60 ohm. Donc je suis plutôt dans le haut de la tension admissible. D'ailleurs je me demande si à un moment je n'ai pas envoyé une tension trop importante. Car au début j'étais parti sur un courant de 35 mA en théorique, donc j'utilisais une résistance de 15 ohm et ma chute de tension n'était que de 0.15 V au lieu de 0.5. Peut être que la diode n'a pas aimé et envoie dorénavant une faible partie de ce dont elle est capable (?)

Effectivement le laser sans optique me semble de moins en moins la solution.

Un lien intéressant sur la fonction "nIgth shot"
http://www.didascalie.net/tiki-index.ph ... onnementIR

[djbastien]

bé normalement la diode a un seuil donné. donc c'est bizarre que tu doives augmenter la tension au delà des limites pour obtenir le bon courant..

et merci pour le lien!

[taprik]

En fait je ne suis pas au delà des limites.
Avec ma résistance en série avec la diode j'ai 3.3 V au borne de la diode.

Par contre, avant que je constate la valeur du courant par rapport au 35 mA de la doc, j'avais surement envoyé 3.5 V aux bornes de la diode.

[blackbird]

Salut,

Ta diode n'est pas en directe sur ton entrée d'alim : il y a un driver !
donc je ne pense pas que tu l'ai grillé comme ça.

Une fois n'est pas coutume: je pense que dans ton cas tu peux passer à 5 mW sans crainte ...
et si j'avais à faire ça je garderais un faisceau collimaté pour avoir le max de densité de puissance, ça sera plus visible pour la caméra, voir même légèrement convergent ...

Ensuite, pour savoir combien tu as de mW, ben la seule solution c'est de mesurer !

A+

BlackBird

[djbastien]

Ta diode n'est pas en directe sur ton entrée d'alim : il y a un driver !

où vois tu un driver? il n'a mis qu'une résistance en série..

sinon pourquoi ne pas utiliser une diode de lecteur cd?

[taprik]

Bonjour,

Merci pour votre soutien.
Il y a effectivement un driver sur le module que j'utilise (voir référence plus haut).

La diode du seul lecteur que j'avais, a fait les frais de mes premières expériences avec les diodes lasers.

Sinon, concernant la mesure de puissance d'une diode, y-a-t-il un moyen simple de le faire ?

[blackbird]

Salut,

Pour la mesure de puissance: vu la faible puissance de ta source il faut que tu prennes une photodiode, pas le genre de puissancemètre avec un module Peltier comme décris récemment dans une CG.
Voir le puissancemètre fait par CHRS33 avec cette photodiode:
http://radiospares-fr.rs-online.com/web ... 55&x=0&y=0

Tu trouveras dans les specs une réponse en A/W (environ 0,5 A/W vers 780 nm), comme tu as 1 mW il faudra donc t'attendre à mesurer 500 µA de courant ...

Sinon: attendre un meeting ou trouver un laseriste près de chez toi !

A+

BlackBird
Enfin, en ce moment c'est plutôt SnowWhiteBird !

[shrad]

Oublies pas les croquettes pour les nains!

Sinon pour toucher un mot au sujet de la puissance du laser... tu peux aller jusqu'a 15mW sans soucis car tu pointes sur un tableau

Une autre possibilite est de trouver sur ebay une diode laser 780nm ou 980nm et de l'alimenter afin de n'avoir que 15 a 20 milliwats

Pour ta diode a toi, tu peux retirer la resistance que tu as placee car si la tension chute sous celle qui est necessaire la diode n'aura pas le courant requis (dans tous les cas, ton driver va reguler le courant que la diode consomme, donc la tension va se limiter automatiquement a la bonne valeur)

[doctoritchy]

tu peu aussi récupérer une diode de graveur CD , j'ai un graveur cd qui traine ici si tu me paye les frais de port je te l'envoie (ou je démonte la diode et je t'envoie juste la diode avec les lentille et éventuellement je la teste pour voir si elle fonctionne et a quelle ampérage elle sort 20mw , comme ça ta plus que a monter , régler l'ampérage et roule ^^ )(si j'ai un peu de temps pour démonter et tester )

[taprik]

Quelques news de mon projet

Un teaser
http://vimeo.com/23498061

En action lors d'un concert de beatbox
http://www.youtube.com/watch?v=hoIydedD ... ture=share

Pour ce qui est des lasers infra-rouge j'ai un peu abandonné l'idée de bricolage perso et ai trouvé des lasers tout fait à 3 mW en 780 nm. ça marche très bien et ça a l'avantage de se voir un peu (le 780 nm "baffe" dans le spectre visible).