Automatización del control de polarización en fibra óptica mediante Arduino.
| dc.contributor.advisor | Saavedra Mondaca, Gabriel Alejandro | es |
| dc.contributor.author | Vegas Moya, Cristóbal Gabriel | es |
| dc.date.accessioned | 2025-12-01T15:17:41Z | |
| dc.date.available | 2025-12-01T15:17:41Z | |
| dc.date.issued | 2025 | |
| dc.description | Tesis presentada para optar al título de Ingeniero/a Civil en Telecomunicaciones. | es |
| dc.description.abstract | La inestabilidad del estado de polarización en sistemas de fibra óptica degrada la calidad de la señal, y su corrección mediante sistemas comerciales resulta costosa. Este trabajo aborda dicho problema mediante el desarrollo de una solución de control automatizado, asequible y de código abierto. El objetivo fue diseñar, implementar y validar un sistema de bajo costo que controla el estado de polarización en tiempo real, utilizando un controlador mecánico gobernado por Arduino para maximizar la potencia en una de las salidas del divisor de haz polarizador y minimizarla en la ortogonal. La metodología se basó en la construcción de un controlador de polarización mecánico, con piezas impresas en 3D y accionado por tres servomotores. El lazo de control se implementó conectando la salida de los dos fotodetectores en paralelo: una salida se dirigió a un osciloscopio para el monitoreo y la otra a un Arduino para el procesamiento de los datos y la automatización. Para la automatización, se desarrolló un algoritmo de optimización en Python que ejecuta una búsqueda de dos etapas (barrido grueso y ajuste fino) y se guía por una métrica de rendimiento normalizada para asegurar el máximo contraste entre las salidas. El rendimiento del sistema se evaluó experimentalmentebajo condiciones de potencia óptica de entrada baja (1 dBm), óptima (3 dBm) y alta (7.5 dBm). Los resultados demostraron una excelente eficacia y repetibilidad del sistema en los rangos de operación no saturados, donde la métrica de rendimiento alcanzó valores consistentemente cercanos al ideal de 1. No obstante, se caracterizó una limitación fundamental del hardware a potencias elevadas, donde la saturación del conversor analógico-digital del Arduino degradó el rendimiento. Se concluye que el sistema desarrollado es una alternativa funcional, precisa y viable frente a las soluciones comerciales, validando el uso de hardware de bajo costo para la instrumentación óptica en entornos de investigación y desarrollo. | es |
| dc.description.abstract | The instability of the state of polarization in optical fiber systems degrades signal quality, and its correction through commercial systems is costly. This work addresses said problema by developing an automated, affordable, andopen-source control solution. The objective was to design, implement, and validate a low-cost system that controls the state of polarization in real time, using a mechanical controller governed by Arduino to maximize power at one of the polarization beam splitter outputs and minimize it at the orthogonal one. The methodology was based on the construction of a mechanical polarization controller, with 3D-printed parts and actuated by three servomotors. The control loop was implemented by connecting the output of the two photodetectors in parallel: one output was directed to an oscilloscope for monitoring and the other to an Arduino for data processing and automation. For automation, a Python optimization algorithm was developed that executes a two-stage search (coarse scan and fine adjustment) and is guided by a normalized performance metric to ensure maximum contrast between the outputs. The system’s performance was experimentally evaluated under conditions of low (1 dBm), optimal (3 dBm), and high (7.5 dBm) optical input power. Theresults demonstrated excellent efficacy and repeatability of the system in non saturated operating ranges, where the performance metric consistently reached values close to the ideal of 1. Nevertheless, a fundamental hardware limitation was characterized at high power levels, where the saturation of the Arduino’s analog to-digital converter degraded performance. It is concluded that the developed system is a functional, precise, and viable alternative to commercial solutions, validating the use of low-cost hardware for optical instrumentation in research and development environments. | en |
| dc.description.campus | Concepción | es |
| dc.description.departamento | Departamento de Ingeniería Eléctrica | es |
| dc.description.facultad | Facultad de Ingeniería | es |
| dc.identifier.uri | https://repositorio.udec.cl/handle/11594/13460 | |
| dc.language.iso | es | es |
| dc.publisher | Universidad de Concepción | es |
| dc.rights | CC BY-NC-ND 4.0 DEED Attribution-NonCommercial-NoDerivs 4.0 International | en |
| dc.rights.uri | https://creativecommons.org/licenses/by-nc-nd/4.0/ | |
| dc.subject | Fibras ópticas | es |
| dc.subject | Software de código abierto | es |
| dc.subject | Polaridad | es |
| dc.title | Automatización del control de polarización en fibra óptica mediante Arduino. | es |
| dc.type | Thesis | en |