Stromversorgung über Lichtleiter

12/03/2009 - 12:49 von Michael Koch | Report spam
Hallo,

es gibt E-Feld Sensoren, die per Laser und Glasfaser mit Strom versorgt
werden, z.B. hier:
http://www.ets-lindgren.com/pdf/HI-6122.pdf

Da der Sensor zweifellos einen Mikrocontroller und einen optischen
Ausgang hat, kann man grob abschàtzen dass mindestens 3.3V und 5mA
benötigt werden. Was für Bauteile verwendet man da, um das Licht in
Strom umzuwandeln? Es muss ja ziemlich klein sein, der Würfel hat nur
32mm Kantenlànge.

Gruss
Michael
 

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#1 Wolfgang Draxinger
12/03/2009 - 13:40 | Warnen spam
Michael Koch wrote:

Hallo,

es gibt E-Feld Sensoren, die per Laser und Glasfaser mit Strom
versorgt werden, z.B. hier:
http://www.ets-lindgren.com/pdf/HI-6122.pdf

Da der Sensor zweifellos einen Mikrocontroller und einen
optischen Ausgang hat, kann man grob abschàtzen dass mindestens
3.3V und 5mA benötigt werden.



Es gibt "extreme low power" Mikrocontroller, die sich mit 1.8V
und 500µA zufrieden geben. Microchip hat da einiges im Angebot.
Und die anderen Hersteller vermutlich auch (TI soll da auch
einiges haben).

Was für Bauteile verwendet man
da, um das Licht in Strom umzuwandeln?



Eine photovoltaisches Bauelement. Im einfachsten Fall eine
umgekehrt angeschlossene LED. Wenn man die Wellenlànge des
Lichts kennt, und das tut man ja (Laser), kann man ein auf diese
Wellenlànge optimiertes Bauteil verwenden.

Ausserdem betreibt man "energy harvesting", d.h. man làsst die
Schaltung die meiste Zeit abgeschaltet oder im Schlafzustand,
und aus der Energiequelle wird ein Kondensator aufgeladen.
Erreicht dieser eine ausreichende Spannung wird kurzzeitig der
µC aufgeweckt, die Messung durchgeführt und Daten übertragen und
die Schaltung wieder in den Schlafzustand gelegt.

Es muss ja ziemlich klein sein, der Würfel hat nur 32mm
Kantenlànge.



So what? Die Effizienz von Photovoltaikzellen ist umgekehrt
proportional zur Flàche und Proportional zur Leistungsdichte;
man forscht z.B. daran, nur wenige cm^2 große
Photovoltaikelemente über Kollektoren im m^2-Bereich mit der
konzentrierten Lichtleistung der Sonne zu Betreiben.
Hauptproblem ist die Kühlung, damit das Ding nicht wegbrennt.
Man hat im Versuch so aber schon Wirkungsgrade von 40% erreicht,
was sehr gut ist.

Das Bauteil zu verkleinern steht also nicht im Widerspruch dazu.
Und mal abgesehen davon: Einen 32mm-Würfel nennst Du klein? Ich
nenne sowas einen fetten Brocken, nachdem ich schon viel
krasseres (kleineres) Zeug gesehen habe: 3mm Kantenlànge, SoMC
(System on a Multi-Chip, also mehrere verschiedene
Produktionsverfahren, sprich mehrere kleine Dies auf einem
gemeinsamen Tràger): Das LED-Element zur Umwandlung des
Lichttràgers auf dem die Daten zum Sensor übertragen wurden,
diente gleichzeitig zum Übertragen der gesammelten Daten.

Wolfgang

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