Uso de un panel solar para la detección de luz láser

He estado planeando armar un sistema de etiquetas láser y una de las grandes preocupaciones que tengo es que los fotorresistores/fototransistores tienen áreas de superficie relativamente pequeñas en comparación con el cuerpo humano. Por otro lado, los paneles solares tienen mucha superficie y los de desecho son lo suficientemente baratos como para ponerse un chaleco.

Estuve investigando un poco y encontré este video donde unos estudiantes de una universidad logran detectar un láser modulado con un panel solar. Sin embargo, no mencionan mucho en cuanto a parámetros. No sé si era un puntero láser de grado de consumo o si era un láser de grado comercial, por ejemplo. Tampoco sé si el panel era extremadamente sensible o si era cualquier panel barato que tuvieran.

Así que he venido con preguntas. ¿Cuáles son los conceptos básicos para trabajar con paneles solares en términos de características de salida? ¿Qué ecuaciones necesito saber?

En segundo lugar, ¿alguien tiene experiencia con láseres o paneles (preferiblemente ambos) que pueda señalar cualquier dificultad obvia que haya pasado por alto?

No puedo decir que haya hecho algo similar, pero una cosa que vale la pena mirar es la capacitancia de las celdas solares. Es posible que tengan un tiempo de respuesta bastante lento en comparación con un fotodiodo (no estoy seguro de que sea algo para verificar o intentar probar con un LED modulado, tal vez).
Normalmente, los paneles están encadenados, pero eso también aumenta la capacitancia, por lo que parece que tendré que cablear cada panel individualmente para evitar eso. Acabo de recibir mi primer lote de paneles, así que planeo experimentar durante el fin de semana.
Si los objetivos realizan una actividad vigorosa, como huir o disparar, esas células solares rígidas de gran área serán bastante vulnerables a los daños. Intente obtener paneles solares de plástico flexible o considere la óptica para dispersar el rayo láser a unas pocas pulgadas en el rango típico. por ejemplo, un espejo piezoeléctrico para desviar el haz, proporcionando divergencia y modulación al mismo tiempo. Entonces los sensores pequeños pueden ser factibles.
pregunta muy similar aquí: electronics.stackexchange.com/questions/66966/… Sugiero daringtons fotográficos con difusores de pelotas de ping pong.
Desea utilizar celdas individuales, no paneles. Supongo que eso es lo que querías hacer.
He encontrado algunos paneles (celdas) de 2 cm por 8 cm que planeo usar. Son lo suficientemente pequeños como para permitir que el chaleco se flexione.
@BobbiBennett Había visto esa respuesta. Si hiciera chalecos reflectantes/difusores en lugar de colocarles detectores, entonces no tendría forma de saber quién recibió el disparo. El sistema también se confundiría fácilmente con objetos blancos o brillantes.
@BrianDrummond Los sensores pequeños no son una solución válida bajo la restricción de que el sistema sea realista. Apuntar un arma en la dirección general de un enemigo no es muy realista.
¿Quizás si modulas cada láser, a unos pocos Khz? Eso le permitirá rechazar la luz ambiental mucho mejor (un problema real para cualquier esquema de detección de área grande), con la ventaja de poder codificar cada láser con su propia identificación.
@BobbiBennett Esto es de hecho lo que esperaba lograr. 1 KHz probablemente sería una modulación más que suficiente para enviar pequeños paquetes de información, como un número de jugador o un valor de daño, además de una marca de tiempo.

Respuestas (1)

En general, puede detectar láser con paneles solares. Existe una intensa investigación sobre las posibilidades de emplear láseres en la transmisión de energía inalámbrica (Laser Power Beaming). Laser Power Beaming ya se ha utilizado para proporcionar energía a máquinas controladas de forma remota ( ejemplo ).

Creo que estamos a 20-30 años del punto en que será posible la transmisión de energía láser desde colectores de energía fotovoltaica basados ​​en órbitas (satélites) (¿recuerda SimCity?).

Dicho esto, parece que no te gusta tanto la transmisión de energía inalámbrica. Supongo que quieres usar el láser como medio para transmitir información a circuitos eléctricos que se adhieren a la ropa de los humanos, ¿verdad?

Bueno, he visto (y usado) pocos sistemas de simulación de combate militar que emplean láseres para permitir que los soldados se disparen entre sí (sin matarse). Incluso aquellos sistemas que están montados en vehículos no utilizan células fotovoltaicas para detectar la radiación láser.

Podríamos proporcionarle un montón de información sobre energía fotovoltaica y láser, pero creo que su dirección inicial es incorrecta. Puede usar varios fotodiodos dispersos por el cuerpo para aumentar la cobertura de su sistema: será un enfoque más económico, más simple y mucho más duradero.

Si le preocupa la sensibilidad, es posible que desee consultar el fotomultiplicador . Estos dispositivos tienen una sensibilidad muy alta, pero son más complejos y costosos que los fotodiodos. También son mucho más propensos a sufrir daños mecánicos.

Entiendo que este no es el método estándar para hacer esto. Pero me pregunto, ¿a cuántos fotodiodos te refieres cuando dices "varios"? 10? 100? Yo diría que el área de superficie de una matriz de paneles de 2 cm por 8 cm supera fácilmente los 50-100 fotodiodos. Creo que los diodos serían inviables. Sé que generalmente es posible hacerlo, estaba preguntando si alguien sabía detalles. ¿Existe una fórmula general con entradas para longitud de onda y potencia y salida para voltaje? ¿Cuáles son los coeficientes específicos de la pieza y cómo haría para medir los coeficientes de mi panel?
@Huckle, quise decir que es posible que desee usar varios fotodiodos dispersos por el cuerpo para detectar la radiación láser desde diferentes direcciones. Estoy de acuerdo en que no es factible construir manualmente matrices de decenas de fotodiodos para detectar la radiación. Puedo tratar de darle algunos consejos prácticos sobre cómo elegir un fotodiodo apropiado (u otro detector), pero necesita brindar más información sobre el láser en uso y la irradiación esperada en el detector.
Mi objetivo es utilizar láseres disponibles en el mercado, como los que se encuentran en los punteros láser novedosos rojos o verdes. Si resultan no ser óptimos en términos de potencia o frecuencia, consideraría usar piezas comerciales. (O si las piezas comerciales son más baratas)
La gran área de recolección de una sola celda solar ----una sola celda--- es tu amiga. El área es 10.000X la de un fotodiodo/fototransistor. Para una respuesta rápida, ejecute la celda en Virtual_Ground (Pin-) de OpAmp, con alguna resistencia de retroalimentación desviada con diodos de silicio de respaldo. El problema con las celdas solares es la energía de CC del SOL y la energía de 120 Hz de las incandescentes y .......
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