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LED puissance dissipée



  1. #1
    fiatlux

    LED puissance dissipée


    ------

    Bonjour !

    J'aurais une question concernant la LED suivante:
    http://www.roithner-laser.com/datash...d_1480_525.pdf

    La longueur d'onde est 1480nm, et donc si on prend plusieurs leds de ce type et qu'on illumine la peau de quelqu'un (à une certaine distance, p.ex. 1m), il y a risque que ça finisse par chauffer j'imagine. Mais je ne vois pas quel chiffre prendre en compte: quelle est la différence entre le "power dissipation (150 mW)" et le "radiant power (6.5 mW)" ?

    Merci d'avance

    -----
    La pie niche-t-elle haut ? Oui, la pie niche haut.

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  3. #2
    sibanac

    Re : LED puissance dissipée

    Power dissipation, c'est la puissance électrique max que va pouvoir supporter la LED. Radiant power, c'est la puissance optique émise pour un courant X à travers la LED. Par exemple, pour 100mA tu auras 6.5mW en puissance optique émise. Pour que cela chauffe, il faudrait avoir quelques centaines de mW. De plus, une LED n'est pas directive alors, je ne pense pas qu'il exite des LED dont on puisse sentir la chaleur à 1m.

    Encore un détail, 1480nm n'appartient pas au spectre optique visible compris entre 400nm et 800nm.

  4. #3
    f6bes

    Re : LED puissance dissipée

    Citation Envoyé par fiatlux Voir le message
    Bonjour !

    J'aurais une question concernant la LED suivante:
    http://www.roithner-laser.com/datash...d_1480_525.pdf

    La longueur d'onde est 1480nm, et donc si on prend plusieurs leds de ce type et qu'on illumine la peau de quelqu'un (à une certaine distance, p.ex. 1m), il y a risque que ça finisse par chauffer j'imagine. Mais je ne vois pas quel chiffre prendre en compte: quelle est la différence entre le "power dissipation (150 mW)" et le "radiant power (6.5 mW)" ?

    Merci d'avance
    Bjr à toi,
    J'en comprends qu'elle CONSOMME 150mW ( P= U x I) et que le RAYONNEMENT ( qui n'est pas la puissance consommée ) est de 6.5 mW à la longueur d'onde considérée.
    T'es pas prét , à 1m ,de chauffer qq chose via le RAYONNEMENT.
    A+
    Ben ça marche!

  5. #4
    fiatlux

    Re : LED puissance dissipée

    Merci à vous!

    Effectivement, apparemment une led toute seule ne peut pas être dangereuse à 1m, mais alors disons que j'ai 25 leds, par exemple dans un pattern carré de 5x5 leds, séparées d'un distance D.
    Code:
      D (idem en vertical)
    <----> 
    .    .    .    .    .
    
    .    .    .    .    .
    
    .    .    .    .    .
    
    .    .    .    .    .
    
    .    .    .    .    .
    Si j'ai bien compris le datasheet, ces leds rayonnent avec un angle de 20 deg. Donc à 1m ça fait un disque de 17cm de rayon. Je ne sais pas ce que D vaut, disons quelques millimètres, à définir, mais j'imagine que les zones éclairées par chaque led vont se chevaucher à certains endroits et leurs effets s'additionner ? Par exemple le 6.5 mW par LED, c'est 6.5 mW à quelle distance? Enfin j'imagine plutôt que c'est 6.5 mW qui se répartissent sur la surface éclairée par la LED? Donc par exemple un disque de 17 cm de rayon, c'est 908 cm2, et donc en admettant que y'a un endroit où toutes les leds éclairent, il faudrait connaître l'aire de cet endroit pour pouvoir estimer quelle puisse est rayonnée là par les 25 leds? Je sais pas si je suis clair.
    La pie niche-t-elle haut ? Oui, la pie niche haut.

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  8. #5
    sibanac

    Re : LED puissance dissipée

    Par exemple le 6.5 mW par LED, c'est 6.5 mW à quelle distance?

    La mesure est faite au plus proche de la source. La puissance optique est mesurée en faisant une intégrale de réponse spectrale. Du coup, ils ont dû utiliser une photodiode(analyser de spectre) à proximité de la LED et relever la puissance.

    que les zones éclairées par chaque led vont se chevaucher à certains endroits et leurs effets s'additionner ?

    C'est plus compliqué que cela, les LEDs vont émettre des ondes lumineuses avec différentes polarités. Certaines vont être constructive (s'additionner), certaine vont être destructive (soustraite). Enfin, l'addition de puissance optique se fait avec des lasers, mais la polarité des lasers est contrôlé et les ondes lumineuses des lasers sont ordonnées.

    Quelle est l'objectif de ton projet?
    Dernière modification par sibanac ; 27/05/2012 à 19h03.

  9. #6
    Antoane
    Responsable technique

    Re : LED puissance dissipée

    Bonjour,
    Si j'ai bien compris le datasheet, ces leds rayonnent avec un angle de 20 deg
    Un détail : c'est environ 20°, et c'est pas entre 0 et 19° flux constant et au-delà de 20° : 0. (cf figure 3 : http://www.vishay.com/docs/83011/tlhg520.pdf : ici les 14° sont donnés pour un flux divisé par deux par rapport au max.)

    Donc à 1m ça fait un disque de 17cm de rayon. Je ne sais pas ce que D vaut, disons quelques millimètres, à définir, mais j'imagine que les zones éclairées par chaque led vont se chevaucher à certains endroits et leurs effets s'additionner ?
    Ca se tient.
    Par exemple le 6.5 mW par LED, c'est 6.5 mW à quelle distance?
    c'est 6,5mW d'émis globalement. Ce qui importe, c'est "la quantité de lumière interceptée par la cible". Si tu mets la led dans un ballon, par exemple, il va absorber toute la puissance lumineuse émise (=il n'y a pas de lumière qui en sorte), et ce qu'il fasse 1cm ou 1m de diamètre.

    Enfin j'imagine plutôt que c'est 6.5 mW qui se répartissent sur la surface éclairée par la LED? Donc par exemple un disque de 17 cm de rayon, c'est 908 cm2, et donc en admettant que y'a un endroit où toutes les leds éclairent, il faudrait connaître l'aire de cet endroit pour pouvoir estimer quelle puisse est rayonnée là par les 25 leds? Je sais pas si je suis clair.
    C'est ça, sauf qu'il faut aussi prendre en compte le fait que certaine led ne vont quasiment éclairer que cette zone commune (pour elle, c'est presque 6,5mW de gagné) alors que d'autre ne vont beaucoup moins contribuer.

    Pour que cela chauffe, il faudrait avoir quelques centaines de mW. De plus, une LED n'est pas directive alors, je ne pense pas qu'il exite des LED dont on puisse sentir la chaleur à 1m
    Au contraire : les led sont globalement directives, voir par exemple la gamme Vishay : http://www.vishay.com/leds/t1-3m-34-5/ . Sauf erreur : les led de puissance, de leur côté, ont des angles d'ouverture beaucoup plus grands, mais c'est en bonne partie due à l'optique (et non plus à la puce elle-même), et à la présence des phosphores qui élargissent le spectre.
    Enfin, les led Laser ont des angles d'ouverture très réduits, et sont tout à fait capables de "chauffer" à 1m...

    Pourquoi ces questions ?

    edit :
    les LEDs vont émettre des ondes lumineuses avec différentes polarités. Certaines vont être constructive (s'additionner), certaine vont être destructive (soustraite). Enfin, l'addition de puissance optique se fait avec des lasers, mais la polarité des lasers est contrôlé et les ondes lumineuses des lasers sont ordonnées.
    Non : les ondes émises ne sont pas cohérentes, et à peine synchrones (sources différentes).
    Dernière modification par Antoane ; 27/05/2012 à 19h15.
    Deux pattes c'est une diode, trois pattes c'est un transistor, quatre pattes c'est une vache.

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  11. #7
    sibanac

    Re : LED puissance dissipée

    Non : les ondes émises ne sont pas cohérentes, et à peine synchrones (sources différentes).
    Autant pour moi, merci de la correction.

    Enfin, les led Laser ont des angles d'ouverture très réduits, et sont tout à fait capables de "chauffer" à 1m...
    Dans ce cas là, la surface chauffé sera très réduite.

    Je profite pour citer un espace du Wiki permettant de ne pas confondre diode laser et LED.
    Un dispositif très proche dans son fonctionnement, mais qui n'est pas un laser, est la DEL : le dispositif de pompage est le même, mais la production de lumière n'est pas stimulée, elle est produite par désexcitation spontanée, de sorte que la lumière produite ne présente pas les propriétés de cohérence caractéristiques du laser.

  12. #8
    fiatlux

    Re : LED puissance dissipée

    Merci pour toutes ces précisions !

    Si jamais mon projet c'est pour surveiller le sommeil de quelqu'un qui dort, avec une caméra infraruoge, mais c'est plus une étude théorique qu'autre chose pour l'instant.
    Antoane dans ton datasheet à la figure 3, si j'ai bien compris, par exemple une led alimentée à 80% du courant max a une angle de rayonnement de 10 (ou 20, vu que c'est des deux côtés?) degrés ? Mais par exemple un led alimentée au max est parfaitement directive ? (0 degré) Donc si j'alimente mes leds avec un "forward current" de 100mA, comme dit dans mon dataseet, elles seront parfaitement directives ?

    Et donc si je résume :
    Admettons que, dans le pire des cas, mes leds éclairent toutes en même temps une surface qui ne fait qu'1 cm2 (admettons). A 1m, en admettant un angle de 20 degrés, une led rayonne sur un disque de 908 cm2, donc elle fait du 6.5mW/908cm2 donc du 7.2 uW/cm2 (uW = microwatt). Donc 25 leds sur 1 cm2 ça nous fait 0.18 mW au total. C'est donc peu. Mais si elles éclairent toutes une surface de disons 2500 cm2 (50*50 cm), alors on a 18 mW au total, avec 25 leds. Et ça paraît toujours assez peu. Car d'après ce doc (bon c'est pour des lasers, je sais pas si c'est valable ou non pour mon cas...), tout en bas à droite à la fin du document:
    http://www.psi.manchester.ac.uk/abou...aserSafety.pdf

    Pour ma longueur d'onde (1480nm), pour un long temps d'exposition il faut pas dépasser 1000W/m2 donc 100mW/cm2. Or moi sur 1cm2 je fais du 0.18mW.... J'ai l'impression de me tromper quelque part parce que ça me fait une marge énorme....
    La pie niche-t-elle haut ? Oui, la pie niche haut.

  13. #9
    sibanac

    Re : LED puissance dissipée

    Antoane dans ton datasheet à la figure 3, si j'ai bien compris, par exemple une led alimentée à 80% du courant max a une angle de rayonnement de 10 (ou 20, vu que c'est des deux côtés?) degrés ? Mais par exemple un led alimentée au max est parfaitement directive ? (0 degré) Donc si j'alimente mes leds avec un "forward current" de 100mA, comme dit dans mon dataseet, elles seront parfaitement directives ?
    Je réponds à sa place, il me corrigera s'il le faut .

    Il faut lire de la façon suivante, à 0° tu reçois 100% de la luminosité de référence (puissance optique donnée pour le courant choisie, exemple 6.5mW pour 100mA). Si tu es à 10° tu reçois 80% de la luminosité de référence.

  14. #10
    fiatlux

    Re : LED puissance dissipée

    Ah, d'accord

    Donc si je veux prendre aucun, je fais un cas "surestimé" en considérant que j'ai 100% partout sur mon disque de 908cm2, comme ça je me casse pas les neurones dans les calcul

    Et donc dans ce cas-là, est-ce que ce que j'ai dit ci-dessus est juste ? C'est-à-dire (je reformule parce que c'était pas très clair)
    Et donc si je résume :
    Admettons que, dans le pire des cas, mes leds ont une surface commune qui ne fait qu'1 cm2 (admettons qu'elles sont très écartées les unes des autres, et que leurs éclairages ne coïncident tous que sur 1cm2). A 1m, en admettant un angle de 20 degrés, une led rayonne sur un disque de 908 cm2, donc elle fait du 6.5mW/908cm2 donc du 7.2 uW/cm2 (uW = microwatt). Donc 25 leds sur 1 cm2 ça nous fait 0.18 mW au total. C'est donc peu. Mais si elles éclairent toutes une surface de disons 2500 cm2 (50*50 cm) par exemple (donc elles sont relativement serrées), alors on a 18 mW au total, avec 25 leds. Et ça paraît toujours assez peu. Car d'après ce doc (bon c'est pour des lasers, je sais pas si c'est valable ou non pour mon cas...), tout en bas à droite à la fin du document:
    http://www.psi.manchester.ac.uk/abou...aserSafety.pdf

    Pour ma longueur d'onde (1480nm), pour un long temps d'exposition il faut pas dépasser 1000W/m2 donc 100mW/cm2. Or moi sur 1cm2 je fais du 0.18mW.... J'ai l'impression de me tromper quelque part parce que ça me fait une marge énorme.... J'ai l'impression que peu importe la taille de la surface "commune" éclairée par les leds, du moment que pour 1cm2, ça n'excède pas 100mW, c'est acceptable selon cette norme...
    Dernière modification par fiatlux ; 27/05/2012 à 22h01.
    La pie niche-t-elle haut ? Oui, la pie niche haut.

  15. #11
    Antoane
    Responsable technique

    Re : LED puissance dissipée

    Rien à ajouter aux explications de Sibanac.

    Admettons que, dans le pire des cas, mes leds ont une surface commune qui ne fait qu'1 cm2 (admettons qu'elles sont très écartées les unes des autres, et que leurs éclairages ne coïncident tous que sur 1cm2). A 1m, en admettant un angle de 20 degrés, une led rayonne sur un disque de 908 cm2, donc elle fait du 6.5mW/908cm2 donc du 7.2 uW/cm2 (uW = microwatt). Donc 25 leds sur 1 cm2 ça nous fait 0.18 mW au total. C'est donc peu.
    ok.
    Mais si elles éclairent toutes une surface de disons 2500 cm2 (50*50 cm) par exemple (donc elles sont relativement serrées), alors on a 18 mW au total, avec 25 leds.
    Là, je te suis plus.
    Et ça paraît toujours assez peu. Car d'après ce doc (bon c'est pour des lasers, je sais pas si c'est valable ou non pour mon cas...), tout en bas à droite à la fin du document:
    www.psi.manchester.ac.uk/abou...aserSafety Pour ma longueur d'onde (1480nm), pour un long temps d'exposition il faut pas dépasser 1000W/m2 donc 100mW/cm2. Or moi sur 1cm2 je fais du 0.18mW.... J'ai l'impression de me tromper quelque part parce que ça me fait une marge énorme.... J'ai l'impression que peu importe la taille de la surface "commune" éclairée par les leds, du moment que pour 1cm2, ça n'excède pas 100mW...
    Il est tard, mais ça parait raisonnable.
    Deux pattes c'est une diode, trois pattes c'est un transistor, quatre pattes c'est une vache.

  16. #12
    Antoane
    Responsable technique

    Re : LED puissance dissipée

    veux prendre aucun, je fais un cas "surestimé" en considérant que j'ai 100% partout sur mon disque de 908cm2
    En fait, ça, c'est pas une sur-estimation :
    - prenons ta modélisation (en simplifiant les chiffres car j'aime pas les maths) : 10mW sur 100cm², partout à 100%, ça fait une puissance constante de 100µW/cm².
    - prenons une modélisation plus proche de la réalité (mais en exagérant un chouilla) : 10mW répartis comme suit : 100% au centre, sur 1cm² et 1% tout autour, sur 99cm². C'est la même puissance globale, répartie sur la même surface, mais tu auras ~5mW/cm² au centre et ~50µW/cm² tout autour.
    Deux pattes c'est une diode, trois pattes c'est un transistor, quatre pattes c'est une vache.

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  18. #13
    fiatlux

    Re : LED puissance dissipée

    Ok, merci à tous les deux!

    Juste pour être sûr et au clair:
    peu importe la taille de la surface éclairée "commune" à toutes les leds, il suffit que je n'ai pas plus de 100mW/cm2 (selon les normes). Autrement dit: peu importe que j'aie 1 cm2 ou 100 cm2 de peau exposés, du moment que je n'excède pas 100mW/cm2. Correct?

    Et effectivement, il me semble que je m'embrouillais en disant:
    Mais si elles éclairent toutes une surface de disons 2500 cm2 (50*50 cm) par exemple (donc elles sont relativement serrées), alors on a 18 mW au total, avec 25 leds.
    En fait oui, ça fait bien 18mW au total, mais sur 2500 cm2, donc.... 18mW/2500 cm2 = 7.2 uW/cm2. Et au revient au point de départ, qui est que peu importe la taille de la surface exposée, ce qui compte c'est que sur 1cm2 quelconque sur cette surface, il n'y ait pas plus de 100 mW (selon la norme). C'est bien ça ?
    La pie niche-t-elle haut ? Oui, la pie niche haut.

  19. #14
    PA5CAL

    Re : LED puissance dissipée

    Citation Envoyé par fiatlux Voir le message
    peu importe que j'aie 1 cm2 ou 100 cm2 de peau exposés, du moment que je n'excède pas 100mW/cm2. Correct?
    Sur de la peau, oui. En revanche, ça risque de poser problème sur les yeux.

    Par chez moi, 100 mW/cm2 c'est équivalent la luminosité du soleil à midi un jour d'été sans nuage. Et on sait que dans ces conditions, le cristallin focalisant les rayons sur la rétine, il n'est déjà pas bon de regarder le soleil en face, même assez brièvement.

    Mais en plus, le rayonnement infrarouge ne provoque pas, contrairement à la lumière visible, de contraction de la pupille ni de réflexe de fermeture de la paupière. Ouvrir les yeux la nuit face à ce rayonnement reviendrait à exposer la pupille à une intensité de 20 à 50 fois plus élevée qu'en regardant le soleil.

    ...
    Dernière modification par PA5CAL ; 28/05/2012 à 01h03.

  20. #15
    f6bes

    Re : LED puissance dissipée

    Citation Envoyé par fiatlux Voir le message
    peu importe la taille de la surface éclairée "commune" à toutes les leds, il suffit que je n'ai pas plus de 100mW/cm2 (selon les normes). Autrement dit: peu importe que j'aie 1 cm2 ou 100 cm2 de peau exposés, du moment que je n'excède pas 100mW/cm2. Correct?
    Bjr à toi,
    Il y a qq chose qui t'a échappé sur la puissance de RAYONNEMENT.
    La puissance indiquée (6.5 mW) c'EST au départ (au plus prés) de ta led.
    Mais le rayonnement s'ATTENUE comme le carré de la distance.
    Donc à 1m de distance ta surface de peau ne reçoit PAS 6.5 mW , mais nettement moins !!!
    De plus si ces 6.5 mw sont sur une surface de 1 mm2 au départ, le faisceau DIVERGENT obligatoirement,
    a l'arrivée tu "étales" (donc divise) ta puissance sur une plus grande surface. Tu dilues ta puissance avec en PLUS
    la perte de puissance (carré de la distance) du à la distance.
    Ce qui fait qu'il ne reste pas bézef !!

    A+
    A+
    Dernière modification par f6bes ; 28/05/2012 à 07h13.
    Ben ça marche!

  21. #16
    Qristoff
    Animateur Électronique

    Re : LED puissance dissipée

    Bonjour,
    mon projet c'est pour surveiller le sommeil de quelqu'un qui dort, avec une caméra infraruoge
    Il existe des modules tout fait pour ce type d'application caméra infrarouge, et qui s'adapte à l'objectif de la caméra.
    http://www.optekinc.com/datasheets/OPA80SM5AZ.pdf par exemple. Tu peux chercher à infrared led ring.
    Ensuite, tu peux après des essais grandeurs nature, ajuster le courant dans les leds pour obtenir le meilleur rendu sur la vidéo.
    Tout existe, il suffit de le trouver...!

  22. #17
    PA5CAL

    Re : LED puissance dissipée

    Citation Envoyé par PA5CAL Voir le message
    ... Ouvrir les yeux la nuit face à ce rayonnement reviendrait à exposer la pupille à une intensité de 20 à 50 fois plus élevée qu'en regardant le soleil.
    Il faut bien sûr lire « ... reviendrait à exposer la rétine à ... ».

  23. #18
    fiatlux

    Re : LED puissance dissipée

    Merci à tous

    Ah oui pour la rétine c'est un autre problème :S
    Mais avec les yeux fermés et sans fixer la lumière ce serait bon ? Existe-t-il des normes comme celle pour la peau? je ne trouve pas.
    @Qristoff: merci, mais c'est surtout dans le proche infarouge, il me faut vers 1400-1500nm car on a une caméra sensible dans cette zone là
    @f6bes: effectivement, et justement une led à 1m avec un cône d'éclairage de 20 degrés, ça éclaire un disque de 17cm de rayon (908cm2), donc on a 6.5 mW sur 908cm2, soit 7.2 microwatt/cm2
    La pie niche-t-elle haut ? Oui, la pie niche haut.

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