Hallo zusammen, Da das mein erster Thread in diesem Forum ist, möchte ich an dieser Stelle kurz Hallo in die nette Community sagen. Das Forum habe ich schon oft durchforstet, jedoch noch keinen Beitrag erstellt. Ich bin E-Technisch etwas vorbelastet (Gelernter: Energieanlagenelektroniker) jedoch bin ich aufgrund meines Studiums in einer ganz anderen Richtung unterwegs. Einzig privat ist mir das "Elektronik basteln" erhalten geblieben. Nun zu meinem anliegen. Ich bin auf der Suche nach einer möglichst einfachen Möglichkeit eine optische Faser (wie ihr sie vielleicht aus optischen Toslink Kabeln kennt) zu "vermessen". Es geht darum, die Faser mit sagen wir 5m Länge zwischen zwei Blackboxen zu hängen und einseitig ein zu koppeln und auf der anderen Seite mittels Photodiode o.Ä. den Lichtstrom zu erfassen. Die Theorie ist einfach - nun jedoch zur Praxis (die mir Probleme bereitet) Im Moment habe ich eine rot-orangene (617nm) Cree xm-l mit 350mA bestromt - diese spuckt mir ca. 70lm aus). Die Faser kann ich mittels Rohrverschraubung und Führung direkt über der LED positionieren und dort auch so fixieren, dass sie nichtmehr verrutscht. Klar geht es technisch ausgefeilter aber für meine Anwendung ist es nicht nötig. Auf der anderen Seite der Faser befindet sich im Moment eine Photodiode und ein kleiner Spannungsteiler - durch Auswertung der Spannung kann ich Rückschlüsse auf die Faser und deren Lichtleitung bekommen. Knicke ich die Faser oder beschädige ich sie oberflächlich, wird Licht ausgekoppelt, der Lichtstrom am Ende sinkt und die Spannung geht runter. So weit so gut! :-) Nun geht es darum alles etwas genauer und präziser auf zu bauen - und genau hier bin ich blank. Was meint ihr, kennt ihr einen Aufbau für solch eine Anwendung vielleicht schon fertig? Die Auflösung muss nicht so hoch sein, dass man auf High End Messverfahren gehen muss, jedoch wäre eine prozentuale Auswertung nicht schlecht. z.B. Faser neu = 100% Faser beschädigt = 40% Lichtauskoppelung, 60% am Ende Hoffe Ihr könnt mir helfen bezüglich einer einfachen Schaltungsauslegung. viele Grüße Sebastian
ELV hatte mal sowas im Angebot. Einmal für Netzwerk mit ST- und einmal mit Toslink-Steckern. Das waren im Prinzip Standardsender und -Empfänger mit einer Konstantstromquelle davor und einem LM3914 dahinter. Einmal mit einem guten Kabel abgeglichen konnte man anhand des LED-Balkens eine Qualitätsaussage machen. Die Version für Netzwerk war allerdings ziemlich untauglich, wenn die eine hohe Dämpfung anzeigte war die schon so hoch, daß man die auch mit der Taschenlampe erkennen konnte.
@ Sebastian G. (hififlash1986) >Ich bin auf der Suche nach einer möglichst einfachen Möglichkeit eine >optische Faser (wie ihr sie vielleicht aus optischen Toslink Kabeln >kennt) zu "vermessen". Warum? WAS willst du messen? Dämpfung? Laufzeit? Dispersion? >Es geht darum, die Faser mit sagen wir 5m Länge zwischen zwei Blackboxen >zu hängen und einseitig ein zu koppeln und auf der anderen Seite mittels >Photodiode o.Ä. den Lichtstrom zu erfassen. Dan tu das einfach, dazu gibt es sogar passende Sender und Empfänger, in welche die Faser direkt gesteckt werden kann. >Im Moment habe ich eine rot-orangene (617nm) Cree xm-l mit 350mA >bestromt - diese spuckt mir ca. 70lm aus). Wovon du nicht mal 1 PPM in die Faster einkoppeln kannst ;-) > Die Faser kann ich mittels >Rohrverschraubung und Führung direkt über der LED positionieren und dort >auch so fixieren, dass sie nichtmehr verrutscht. Klar geht es technisch >ausgefeilter aber für meine Anwendung ist es nicht nötig. Was soll der Murks? Es gibt fertige Bauteile für sowas! http://www.digikey.de/product-search/de?pv405=503&pv405=490&pv405=19&FV=fff40008%2Cfff8042d&mnonly=0&newproducts=0&ColumnSort=0&page=1&quantity=0&ptm=0&fid=0&pageSize=25 http://www.digikey.de/product-search/de?pv28=1921&FV=fff40008%2Cfff8042b&mnonly=0&newproducts=0&ColumnSort=0&page=1&quantity=0&ptm=0&fid=0&pageSize=25 >Auf der anderen Seite der Faser befindet sich im Moment eine Photodiode >und ein kleiner Spannungsteiler - durch Auswertung der Spannung kann ich >Rückschlüsse auf die Faser und deren Lichtleitung bekommen. >So weit so gut! :-) Nun geht es darum alles etwas genauer und präziser >auf zu bauen - und genau hier bin ich blank. Siehe oben.
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Bearbeitet durch Admin
>>Ich bin auf der Suche nach einer möglichst einfachen Möglichkeit eine >>optische Faser (wie ihr sie vielleicht aus optischen Toslink Kabeln >>kennt) zu "vermessen". > > Warum? WAS willst du messen? Dämpfung? Laufzeit? Dispersion? Wie gesagt - die Verluste, welche sich durch Beschädigung der Faser einstellen. Wie ich es in meinem Beispiel schon angedeutet habe, es geht mir darum den Startwert als 100% zu nehmen und nach Beschädigung der Faser (Licht wird ausgekoppelt) zu sehen, wie der Lichtstrom, welcher hinten ankommt weniger wird. > >>Es geht darum, die Faser mit sagen wir 5m Länge zwischen zwei Blackboxen >>zu hängen und einseitig ein zu koppeln und auf der anderen Seite mittels >>Photodiode o.Ä. den Lichtstrom zu erfassen. > > Dan tu das einfach, dazu gibt es sogar passende Sender und Empfänger, in > welche die Faser direkt gesteckt werden kann. > Wenn es für mich einfach wäre, würde ich nich fragen. Die Faser hat im Übrigen einen Durchmesser von 3,2 - 14mm und passt somit nicht in die Aufnahmen der Toslink Buchsen. >>Im Moment habe ich eine rot-orangene (617nm) Cree xm-l mit 350mA >>bestromt - diese spuckt mir ca. 70lm aus). > > Wovon du nicht mal 1 PPM in die Faster einkoppeln kannst ;-) > Durch den großen Faserdurchmesser welcher direkt auf der LED Oberfläche aufliegt denke ich bekomme ich schon etwas rein. Es geht ja nicht um die Einkoppelung sondern um die Verluste zum Startwert. >> Die Faser kann ich mittels >>Rohrverschraubung und Führung direkt über der LED positionieren und dort >>auch so fixieren, dass sie nichtmehr verrutscht. Klar geht es technisch >>ausgefeilter aber für meine Anwendung ist es nicht nötig. > > Was soll der Murks? Es gibt fertige Bauteile für sowas! > > http://www.digikey.de/product-search/de?pv405=503&pv405=490&pv405=19&FV=fff40008%2Cfff8042d&mnonly=0&newproducts=0&ColumnSort=0&page=1&quantity=0&ptm=0&fid=0&pageSize=25 > > http://www.digikey.de/product-search/de?pv28=1921&FV=fff40008%2Cfff8042b&mnonly=0&newproducts=0&ColumnSort=0&page=1&quantity=0&ptm=0&fid=0&pageSize=25 > > Siehe oben - Faserdurchmesser 3,2 - 14mm (ja, ich meine 1,4cm) >>Auf der anderen Seite der Faser befindet sich im Moment eine Photodiode >>und ein kleiner Spannungsteiler - durch Auswertung der Spannung kann ich >>Rückschlüsse auf die Faser und deren Lichtleitung bekommen. > >>So weit so gut! :-) Nun geht es darum alles etwas genauer und präziser >>auf zu bauen - und genau hier bin ich blank. > > Siehe oben. Was soll ich da sehen? :-)
Na wo ist denn das Problem? Die Einkopplung ist ja im Prinzip egal, solange sie stabil ist. Und als Empfänger nimmst Du eine BPW34 mit einem Transimpedanzverstärker. Das ist völlig quantitativ, solange Du die Enden relativ zu LED und PD nicht bewegst.
@ Sebastian G. (hififlash1986) >Wenn es für mich einfach wäre, würde ich nich fragen. Die Faser hat im >Übrigen einen Durchmesser von 3,2 - 14mm und passt somit nicht in die >Aufnahmen der Toslink Buchsen. Also KEINE normale POF Faser! Das sollte man KLAR und DEUTLICH schreiben! Was für eine Faser soll das sein, die SOOO dick ist? Klingt eher nach einer Endoskopfaser.
Jemin Kamara schrieb: > Na wo ist denn das Problem? Die Einkopplung ist ja im Prinzip egal, > solange sie stabil ist. Und als Empfänger nimmst Du eine BPW34 mit einem > Transimpedanzverstärker. Das ist völlig quantitativ, solange Du die > Enden relativ zu LED und PD nicht bewegst. Mein Problem ist es, dass ich vom Schaltungsdesign nicht weiter komme, da mir hier einfach die Erfahrung und das Wissen fehlt. Hier habe ich etwas auf euch gezählt... Was mir gerade noch kommt ist, dass ich die Daten - wenn es denn geht - mit einem Datenlogger aufnehmen will. Diesen habe ich schon zuhause: http://www.farnell.com/datasheets/1691999.pdf Dieser hat einen Spannungsbereich von 0-30V und hat eine Genauigkeit von 50mV. Hier wäre es super, wenn man das Ausgangssignal der Schaltung dahingehend trimmen kann, dass man in dem Range bleibt und somit zwischen 0-100% Helligkeit am besten die kompletten 30V ausnutzt. Fällt euch dazu was ein, wie man sowas umsetzen kann? @ Sebastian G. (hififlash1986) >>Wenn es für mich einfach wäre, würde ich nich fragen. Die Faser hat im >>Übrigen einen Durchmesser von 3,2 - 14mm und passt somit nicht in die >>Aufnahmen der Toslink Buchsen. >Also KEINE normale POF Faser! Das sollte man KLAR und DEUTLICH >schreiben! >Was für eine Faser soll das sein, die SOOO dick ist? Klingt eher nach >einer Endoskopfaser. Richtig erkannt :-) Es handelt sich um Faserbündel, Fasern, welche ich teilweise selbst "stricke", verseile - genau so wie sie in der Endoskopfaser verwendet werden. Nur will ich eben den "Ist-Zustand" ermitteln und dann sehen wie bei einer Beschädigung der Faser die Helligkeit am Ende - quasi an der "Leuchte des Endoskopes" verhält. Rein quantitativ. Hier bin ich deshalb auf einen Durchmesser von min. 3,2 bis max. 14mm gekommen und somit mit den Rohrverschraubungen am besten gefahren.
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Bearbeitet durch User
@ Sebastian G. (hififlash1986) >Mein Problem ist es, dass ich vom Schaltungsdesign nicht weiter komme, >da mir hier einfach die Erfahrung und das Wissen fehlt. Hier habe ich >etwas auf euch gezählt... Aha. Wie bereits bemerkt, brauchst du eine Konstantstromquwlle, damit deine Sender-LED konstant Licht aussendet. Dazu braucht man keine 1W Monster-LED, eine normale, ggf. ultrahelle 20mA LED reicht locker. >Was mir gerade noch kommt ist, dass ich die Daten - wenn es denn geht - >mit einem Datenlogger aufnehmen will. Diesen habe ich schon zuhause: >http://www.farnell.com/datasheets/1691999.pdf >Dieser hat einen Spannungsbereich von 0-30V und hat eine Genauigkeit von >50mV. Hier wäre es super, wenn man das Ausgangssignal der Schaltung >dahingehend trimmen kann, dass man in dem Range bleibt und somit >zwischen 0-100% Helligkeit am besten die kompletten 30V ausnutzt. Fällt >euch dazu was ein, wie man sowas umsetzen kann? Mit einem OPV als Transimpedanzverstärker. Da hier keine nennenswerte Geschwindigkeit benötigt wird, tut es fast jeder 08/15 Typ. https://www.mikrocontroller.net/articles/Lichtsensor_/_Helligkeitssensor#Photodiode Dafür brauchst du dann aber um die 32V Versorgungsspannung. >Richtig erkannt :-) Es handelt sich um Faserbündel, Fasern, welche ich >teilweise selbst "stricke", verseile - genau so wie sie in der >Endoskopfaser verwendet werden. Nur will ich eben den "Ist-Zustand" >ermitteln und dann sehen wie bei einer Beschädigung der Faser die >Helligkeit am Ende - quasi an der "Leuchte des Endoskopes" verhält. Rein >quantitativ. Also brauchst du eine gescheite Halterung und davor die LED. Für eine Relativmessung reicht das.
Sebastian G. schrieb: > dass man in dem Range bleibt und somit > zwischen 0-100% Helligkeit am besten die kompletten 30V ausnutzt. Ein Datenlogger, der 30 V braucht? Das kann nicht dein Ernst sein. Einen Verstärker für die Fotodiode zu bauen, der 0..30V ausgibt ist völlig unsinnig, da nimmt man eine bewährte Schaltung mit einem Ausgang von ein paar wenigen Volt. Um eine Umschaltung der Verstärkung wirst du sowieso nicht herumkommen, denn ein 14mm-Faserbündel transportiert 100 mal soviel Licht wie eine Standard-POF, von echten Glasfasern garnicht zu reden. Georg
Georg schrieb: > Sebastian G. schrieb: >> dass man in dem Range bleibt und somit >> zwischen 0-100% Helligkeit am besten die kompletten 30V ausnutzt. > > Ein Datenlogger, der 30 V braucht? Das kann nicht dein Ernst sein. Einen > Verstärker für die Fotodiode zu bauen, der 0..30V ausgibt ist völlig > unsinnig, da nimmt man eine bewährte Schaltung mit einem Ausgang von ein > paar wenigen Volt. Naja, nicht ganz. Der Spannungslogger kann von 0-30V in 50mV Auflösung speichern. Sind hier z.B. 100% 30V und 0% 0V habe ich wesentlich mehr Zwischenschritte als wenn 100% 10V und 0% 9V sind. Mit geht es um die Auflösung des gemessenen Wertes. Seh ich das falsch? > Um eine Umschaltung der Verstärkung wirst du sowieso nicht herumkommen, > denn ein 14mm-Faserbündel transportiert 100 mal soviel Licht wie eine > Standard-POF, von echten Glasfasern garnicht zu reden. Das kann gut sein, dass man hier umschalten muss. Es würde ja Sinn machen, die Verstärkung so anzupassen, dass 100 % Helligkeit (egal welche) 30 V entsprechen sie oben. Wäre das möglich?
@ Sebastian G. (hififlash1986) >Naja, nicht ganz. Der Spannungslogger kann von 0-30V in 50mV Auflösung >speichern. Jaja. Der Schreiber meint, such dir einen Logger, der mit 5V oder weniger Eingangsspannung auskommt. Denn in deinem Logger ist nur ein Spannungsteiler drin, der die 30V wieder auf eine Spannung im bereich 2-5V teilt, damit sie der dort eingebaute uC verarbeiten kann. >Das kann gut sein, dass man hier umschalten muss. Es würde ja Sinn >machen, die Verstärkung so anzupassen, dass 100 % Helligkeit (egal >welche) 30 V entsprechen sie oben. Wäre das möglich? Du wirst nie immer die 100% auf 30V oder was auch immer trimmen, das ist auch nicht nötig. Solange du im Bereich 50-100% bist, hast du dein System sehr gut eingestellt.
Sebastian G. schrieb: > Auf der anderen Seite der Faser befindet sich im Moment eine Photodiode > und ein kleiner Spannungsteiler - durch Auswertung der Spannung kann ich > Rückschlüsse auf die Faser und deren Lichtleitung bekommen. Spannungsmessung ist bei einer Photodiode eine schlechte Idee. Der Photostrom ist diejenige Größe, die sich sinnvoll als Maß für die einfallende Strahlung eignet. Ein Transimpedanzverstärker wäre z.B. für eine Strommessung geeignet.
Mike schrieb: > Sebastian G. schrieb: >> Auf der anderen Seite der Faser befindet sich im Moment eine Photodiode >> und ein kleiner Spannungsteiler - durch Auswertung der Spannung kann ich >> Rückschlüsse auf die Faser und deren Lichtleitung bekommen. > > Spannungsmessung ist bei einer Photodiode eine schlechte Idee. Der > Photostrom ist diejenige Größe, die sich sinnvoll als Maß für die > einfallende Strahlung eignet. Ein Transimpedanzverstärker wäre z.B. für > eine Strommessung geeignet. Was hältst du hiervon: http://www.ti.com/lit/ds/symlink/opt101.pdf Ich denke damit lässt sich doch was anfangen, oder ist das Teil ungeeignet aus Gründen, die sich mir als Laien nicht erschließen? Gruß
Die OPT101 sieht nicht schlecht aus. Du solltes das Datenblatt Fig. 4 ansehen, wenn die Verstärkung zu groß sein solle, Du kannst/solltest die Bandbreite begrenzen (kleiner Kondensator ~100pF von pin 2 nach 5). Aber das Bauteil scheint für Dich ideal, auch 30V schafft das Teil :). Saubere Versorgungsspannung von mind. 32V. Anstatt einer Empfangsschaltung mit variabler Empfindlichkeit, würde ich dann den Sender mit einer variablen Stromquelle aufbauen und damit dann 100% (bei ca. 80% Range also 24V) einstellen. Bei Faserbündeln möchte man aber alle Fasern ~ gleich stark gewichten..... Etwas Optik würde ich da schon Empfangsseitig schon spendieren. (oder besser eine Ulbrichkugel :) geht da ein Tischtennisball??) Gleiches gilt für die Einkopplung.... Aber für qualitative Experimente... viel Spass beim Basteln.
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Henrik V. schrieb: > Die OPT101 sieht nicht schlecht aus. Du solltes das Datenblatt Fig. 4 > ansehen, wenn die Verstärkung zu groß sein solle, Du kannst/solltest die > Bandbreite begrenzen (kleiner Kondensator ~100pF von pin 2 nach 5). > Aber das Bauteil scheint für Dich ideal, auch 30V schafft das Teil :). > Saubere Versorgungsspannung von mind. 32V. > > Anstatt einer Empfangsschaltung mit variabler Empfindlichkeit, würde ich > dann den Sender mit einer variablen Stromquelle aufbauen und damit dann > 100% (bei ca. 80% Range also 24V) einstellen. > > Bei Faserbündeln möchte man aber alle Fasern ~ gleich stark > gewichten..... > Etwas Optik würde ich da schon Empfangsseitig schon spendieren. > (oder besser eine Ulbrichkugel :) geht da ein Tischtennisball??) > > Gleiches gilt für die Einkopplung.... > > Aber für qualitative Experimente... viel Spass beim Basteln. Ich werde ihn mir einfach mal bestellen und ausprobieren. Vielen Dank für die Hilfestellung bisher! Sehr nett von euch. Ulbrichtkugel wäre ideal, aber leider ist so ein Teil sehr teuer. Zu viel für mich als Hobbypilot :-) Optik werde ich wohl brauchen - bzw. eine anstänige Führung der Fasern. Hier werde ich mal überlegen, wie man soetwas gestalten kann... Gruß
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