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Ihr Spezialist für optische Polymerfasern (POF) und POF – Systemtechnik

Leistungsübertragung über Polymer Optische Faser (POF) - Power over POF

Die Polymer Optische Faser kann direkt als Sensorelement eingesetzt werden und erlaubt so auf verschiedene Arten die Messung physikalischer und chemischer Größen. Intrinsische und extrinsische Messverfahren bieten eine Fülle von Lösungsansätzen an. In speziellen Anwendungssituationen jedoch soll trotz kritischer EMV Umgebung und der sich daraus ergebenden Notwendigkeit zur faseroptischen Sensorik ein elektrischer Sensor wie z.B. ein MEMS Beschleunigungssensor eingesetzt werden.

Sind mit Laser betriebene Glasfasersysteme aus Sicherheits- oder Lebensdauergründen nicht einsetzbar, kann das elektrische Sensormodul ohne elektrische Verbindungsdrähte durch optische Leistung aus LED gespeist werden, die über POF zum Sensormodul übertragen wird. Dort verwandelt eine Solarzelle die optische in elektrische Leistung. Die ermittelten Sensordaten werden sodann über eine zweite POF zurück übertragen. Ein derartiges “Power over POF” System profitiert von der einfachen Handhabung der Polymer Optischen Faser POF.

Power over POF
Power over POF

Zur Realisierung der Power over POF Anwendung sind effizient gekoppelte LED Module zur Einspeisung hoher optischer Leistungen in die POF und gleichfalls effiziente Licht in Strom Wandler erforderlich. Diese arbeiten ähnlich wie eine Solarzelle, jedoch mit dem Unterschied, dass sie auf einer sehr kleinen Fläche die von der LED erzeugte optische Leistung umsetzen müssen.

Das im folgenden beschriebene Power over POF System beschreibt den derzeit bei der DieMount erreichten Stand der Technik. Es ist ausgelegt, einen Energie sparsamen Mikro-Controller mit angeschlossenem MEMS Sensor über 10m POF mit Energie zu versorgen und die gemessenen Daten an den Einspeisepunkt zu übertragen.

Die Bilder links zeigen eine mit 350mA betriebene blaue LED, deren Licht über eine 10m lange POF übertragen und am Leitungsende mit einer Solarzelle in Strom umgesetzt wird. Zur Demonstration ist eine rote LED mit Faserpigtail angeschlossen. An der Solarzelle sind etwa 3 bis 4mW elektrische Leistung verfügbar. Sie ist ausreichend, um moderne, auf niedrigen Leistungsverbrauch optimierte Mikro-Controller mit Strom zu versorgen.

Sollen größere Längen überbrückt werden oder werden höhere elektrische Leistungen benötigt, kann ein Kabel aus mehreren POF-Fasern mit einem LED-Modul pro POF verwendet werden. Die POF hat bei bleuem Licht eine optische Dämpfung von ca. 2dB/10m- gößere Systeme können mit diesen Informationen konzipiert werden.