APARATELE UTILIZATE IN PROIECT

APARATELE UTILIZATE IN PROIECT

1 Platforma tip ELWE de incercari pentru fibre optice

Platforma utilizata in lucrare este destinata studiului experimental al caracteristicilor elementelor utilizate in tehnologia fibrelor optice si al utilizarii acestora in domeniul electrotehnic.

Ea este realizata de compania germana ELWE Lehrsystem din Cremlingen ce produce echipament didactic pentru laboratoarele scolare si universitare ce au ca obiect studiu stiintelor tehnice si ingineresti.

Platforma are o structura modulara, tipizata ce permite realizarea diferitelor montaje experimentale prin asocierea unuia sau a mai multor module, impreuna cu instrumentele de masurare corespunzatoare.

Modulele de baza sunt urmatoarele:

Modulul "Emitator pentru fibra optica"

Modulul "Receptor pentru fibra optica"

Modulul "Cablu coaxial"

Modulul "Sursa de alimentare"

Elemente interschimbabile "Emitatoare optice"

Elemente interschimbabile "Receptoare optice"

La acestea se adauga cabluri monofilare cu fibra optica de plastic de diferite lungimi, de la 0,5m la 50m, cabluri monofilare din sticla de tip multimod de diferite lungimi, o bobina cu miez de fier U+I demontabila si alte accesorii cum ar fi, cabluri coaxiale BNC-BNC de diferite lungimi, condensatoare de conexiune cu banane, teuri pentru conectarea cablurilor BNC etc.

1.1 Modulul "Emitator pentru fibra optica"

Acest modul poate primi la intrare semnale de curent continuu, curent alternativ sau de tip TTL. El se compune din amplificator de tensiune cu amplificare reglabila intre 0 si 1, un convertor tensiune-curent ce permite si reglajul curentului de lucru al diodei emitatoare un formator de impulsuri pentru intrarea TTL, un receptor de tensiune pentru iesirea semnalelor electrice si comutatoare pentru adaptarea impedantei de linie si comutarea tipului de semnal la intrare.

Intr-un soclu cu 4 borne se implementeaza elementele intersanjabile ce contin diferite tipuri de diode emitatoare. Panoul sinoptic este infatisat in Fig.1.

Fig.1. Modulul "Emitator pentru fibra optica"

1.Borne +15V; 2.Borne de masa; 3.Borne -15V; 4.Intrare semnal analogic; LED pentru modul DC; 6.LED pentru modul AC; 7.Comutator adaptare impedanta la intrare; 8.Potentiometru de reglaj amplificare (0..1); 9.Intrare cu semnale numerice; 10.LED pentru modul TTL; 11.Comutator intrari; 12.Punct de masurare; 13.Potentiometru de reglaj al curentului de lucru al fotodiodei; 14.Soclu pentru elementele cu diode emitatoare; 1Borne pentru masurarea tensiuni pe dioda; 16. Borne de masurare a curentului prin dioda; 17.Iesire analogica; 18.Comutator adaptare impedanta la iesire.

1.2 Elemente intersanjabile cu diode emitatoare

Sunt mici casete de plastic transparente, identice ca dimensiuni, ce contin diode electroluminiscente la care se poate cupla fibra optica. Caseta are pe fata opusa cuplei optice 4 pini astfel pozitionati incat permit implementarea pe modulul emitator numai intr-o anumita pozitie. In caseta se mai gasesc pe un cablaj imprimat elemente ce limiteaza curentul maxim prin dioda si o protejeaza la supraincarcare.

Exista in total 7 elemente cu diode electroluminiscente ce emit lumina cu lungimi de unda cuprinse intre 565 nm (verde) si 1300nm (infrarosu). Doua astfel de elemente sunt aratate in Fig.2.

a) b) c)

Fig.2. Elemente intersanjabile cu fotodiode emitatoare si dioda laser.

a)          Fotodioda LED cu l = 565nm verde; b) Fotodioda LED cu l = 583nm galben; c) dioda laser

1.3 Modulul "Receptor pentru fibra optica

Acest modul serveste la conversia semnalului primit prin fibra optica in semnal electric si conditionarea acestui semnal.

Intr-un soclu cu 3 borne se implementeaza elementele intersanjabile ce contin fotodiode receptoare de diferite tipuri.

Fig.3. Modulul "Receptor pentru fibre optice"

1.Borne +15V; 2.Borne de masa; 3.Borne -15V; 4.Soclu pentru elementele cu fotodiode receptoare;     13.Potentiometru de reglaj al curentului de lucru al fotodiodei receptoare; 6. Punct de masurare; 7.Potentiometru de reglaj amplificare (0..1); 8.Iesire semnal; 9.LED mod de lucru DC; 10.LED pentru modul AC; 11.Intrare semnal electric analogic; 12.Comutator adaptare impedanta la intrare; 13.Iesire TTL; 14.LED pentru modul de lucru TTL; 1Comutator pentru iesiri.

Un prim amplificator permite reglajul curentului de lucru al fotodiodei iar un al doilea amplificator, de tensiune, permite reglajul amplificarii semnalului intre 0 si 1.

Semnalele electrice pot fi aplicate pe o intrare BNC care este conectata direct la primul amplificator. Dupa acest amplificator semnalul poate fi aplicat unui formator TTL cu iesire separata pe o alta cupla BNC.

Doua comutatoare permit adaptarea impedantei la intrare si iesire. Panoul sinoptic este dat in Fig.3.

1.4 Elemente intersanjabile cu fotodiode receptoare

Sunt identice din punct de vedere constructiv cu elementele cu diode emitatoare, avand numai 3 pini pentru implementarea pe modulul receptor pentru fibre optice. Pe fata superioara prezinta cupla pentru fibra optica.

Trusa contine trei astfel de module cu fotodioda ce au banda de receptie in gama 660nm(rosu) 820nm(infrarosu) si 1300nm(infrarosu). Ele sunt aratate in Fig.4.

a) b)

Fig.4. Element intersanjabil cu fotodioda receptoare.

a)Elementul cu fotodioda receptoare; b) Schema electronica.

1.5 Cabluri cu fibre optice

Trusa de accesorii contine mai multe cabluri cu fibre optice de sticla si plastic. Astfel exista doua cabluri din fibra optica de sticla tip multimod 62,5/125mm unul de 1 m si altul de 20 m. Cablurile cu fibra optica de plastic au F=1mm (miez + teaca) si lungimi de 0,5m; 5m; 10m; 20m si 50m.

2 Descrierea montajului

Pentru realizarea comunicatiei intre doua calculatoare folosind fibra optica, s-a folosit montajul din figura 5:

Fig     Montajul utilizat

a) Calculator 1, program emitator; b) Modul alimentare; c) Modul emitator pentru fibe optice; d) Modul receptor pentru fibre optice; e) Calculator 2, program receptor; f) Cablu coaxial emisie, semnale TX si GND; g) Cablu coaxial receptie, semnale RX si GND;

h) Cablu cupru, semnale RTS, CTS, DSR, DCD, DTR

Semnalul de la iesirea primului calculator (semnal dreptunghiular) are amplitudinea de 15V (+7,5 - -7,5V). Semnalul de iesire din instalatia de fibra optica si intrare in cel de-al doilea calculator are, in functie de tipul de cablu optic folosit, amplitudinea intre 2,2 si 5 V (fig. 5). Aceasta tensiune nu depaseste pragul de recunoastere a interfetei seriale, car are nevoie tensiuni intre -5 si -15 V (logic 1) si intre +5 si +15V (logic 0) de pentru a sesiza existenta unui semnal. Se foloseste aditional un amplificator operational neinversor, pentru amplificarea tensiunii de intrare in cel de-al doilea calculator.

Fig 5 Exemplu de semnal dreptunghiular emis de portul serial si

trecut prin instalatia de fibra optica, cu diferite cabluri optice