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Les lasers de classe I

mardi 28 octobre 2008, par Julien H.

Nous utilisons des lasers dans plusieurs projets :
- balises de positionnement du robot (calcul des coordonnées)
- détection d’obstacle pour tir (alignement et visée)

Un laser produit un faisceau de lumière rectiligne qui permet de viser avec précision un endroit. Cette lumière peut se situer dans une bande assez fine de longueur d’onde (c’est-à-dire une couleur) pour être détectée par un capteur de lumière adéquat et elle est de plus modulable, ce qui permet de coder le signal pour éviter toute perturbation avec une source semblable.

Le laser est aussi très pratique car il prend peu de place. On trouve désormais des émetteurs lasers ultraplats et courts :

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Mini laser

L’utilisation en robotique consiste à mettre un laser à un endroit connu et à positionner un récepteur à une ou plusieurs positions possibles, en jouant avec des miroirs ou des catadioptres pour diriger le faisceau lumineux.

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Schéma de principe

Par conséquent, ces lasers vont sortir du système et avoir un parcours dans l’air qui n’est pas maitrisé : il y a donc une attention très particulière à porter à toute réalisation utilisant des lasers. Le danger provient de la puissance lumineuse très concentrée de cette source qui peut provoquer des lésions sur la peau si elle trop importante et surtout dans les yeux, même à des puissances faibles.

Cette puissance va d’ailleurs servir à classer les lasers. Voici ce que dit la section Sécurité de l’article Wikipedia sur le laser.


Selon la puissance et la longueur d’onde d’émission du laser, celui-ci peut représenter un réel danger pour la vue et provoquer des brûlures irréparables de la rétine.

  • Classe I

Lasers qui ne sont pas dangereux pour une vision en continu ou sont fabriqués pour éviter une vision humaine. Cela concerne typiquement des lasers de faible puissance ou des lasers dans des boîtiers (exemples : imprimantes, lecteurs de CD-ROM et lecteurs de DVD).

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  • Classe II

Lasers émettant une lumière visible causant une gêne suffisante à l’œil, ne représentent pas un danger pour de courtes périodes. Ceux-ci peuvent être assimilés à une source de lumière intense.

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Vous pouvez consulter cet article (en anglais) qui est plus complet et traite notamment des nouvelles classes.

On parle parfois de TUV et de FDA concernant la sécurité des lasers. Il peut y avoir une approbation FDA (Food & Drug Administration, organisme amricain) sans indication de classe, il faut alors se réfèrer à la puissance émise mais cela ne signifie pas que vous êtes en présence d’un classe I.

Les pointeurs lasers de classe 2 et 2M sont toujours autorisés dans les compétitions de robotique Eurobot, mais avec une restriction pour la France (y compris les finales européennes 2009 qui auront lieu en France) : seules les classes 1 et 1M peuvent être utilisées dans des balises, car les lasers de classe 2 et 2M sont confinés à l’intérieur du terrain, soit une restriction d’un balayage horizontal à moins de 3 cm en hauteur.

Sources officielles d’information sur les lasers :
- "EN 60825-1:2007, Edition 2 - Safety of laser products à Part 1 : Equipment classification and requirements"
- "IEC TR 60825-14 : 2004 Safety of laser products. A user’s guide"

Le danger est renforcé par un double paradoxe :
- le laser n’est pas le système principal du robot et on ne lui porte pas toute l’attention nécessaire, laissant le système instable et dangereux bien plus longtemps qu’une propulsion trop puissante par exemple.

- le laser est silencieux et presqu’invisible (voire totalement), donc on n’y prête pas garde et on peut ne pas détecter un dysfonctionnement, contrairement à un moteur qui s’emballerait et tournerait à une vitesse trop élevée

Idées reçues

Pour des raisons similaires aux paradoxes présentés ci-dessus, on croit que le danger peut être réduit si le laser est porté par un système en mouvement perpétuel. Extrait du forum de Plante-Sciences :


Ce que je ne comprends pas, c’est en quoi le laser classe II est-il dangereux si celui-ci est en mouvement permanent (par exemple un balayage) car alors il ne reste pas fixe dans les yeux d’un malheureux spectateur.

Il ne faut pas compter là-dessus, déjà par principe de précaution, mais pour des hypothèses tout-à-fait réalistes :

  • dans le cas d’un laser embarqué : le laser tourne en continu sans aucune défaillance à une certaine vitesse mais sur un robot qui tourne dans le sens contraire à une vitesse équivalente. Le laser pointe alors pour un court moment au même endroit.
  • dans le cas d’un laser sur balise fixe : avant de terminer votre balise et qu’elle fonctionne parfaitement, il y aura de nombreuses tentatives de faire fonctionner le robot. Vous aurez des bugs, vous serez fatigués, le moindre bruit continu vous sera insupportable : vous couperez ce maudit moteur qui fait tourner la balise mais vous oublierez de couper le laser qui pointera vers votre voisin de table que vous n’aurez pas prévenu.
  • dans le cas d’un balayage : lorsque votre moteur arrive en bout de course, il part dans l’autre sens pour reprendre le balayage. La vitesse diminue jusqu’à s’inverser pour que le laser prenne le sens de rotation contraire. Le laser va rester pointé pendant un court moment au même endroit à chaque bout de course.
  • dans tous les cas : les observateurs autour de votre balise se déplacent. Ils peuvent alors suivre une course correspondant à celle de votre laser en rotation.
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Où trouver des lasers

Dans l’électronique de loisir, il y a peu de classe I car les pointeurs pas chers si faciles à réutiliser sont très souvent de classe II.

En classe 1 :

- Modules laser de Worldstartech. Leur série LQ de pointeurs démarre avec une puissance inférieure à 0,4 mW et est certifiée classe 1. Nous n’en avons pas testé nous-même mais c’est intéressant de chercher dans cette voie.

En classe II :

- module Laser Card chez Sparkfun à 15$. La datasheet du Laser-Card montre une puissance de 0.45 à 0.85 mW ce qui le place dans la Class II (inférieur à 1 mW) mais pas de certification classe I.

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Laser Card de Sparkfun

On trouve par contre facilement des lasers de classe I dans des barrières immatérielles, comme celles que Gaëlle a trouvées chez Multiprox

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QS186LE de Banner
http://www.multiprox.be/fr/download...

Toujours dans l’industrie, un lien avec du 100% classe 1 :
Keyence

Un autre avec un peu de classe 1 au milieu du classe 2 :
Banner

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