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Abstandssensoren sind Geräte, die eine schnelle und präzise Erfassung von Objekten in ihrem Wirkungsbereich ermöglichen.
Abstandssensoren - wichtige Informationen
Näherungssensoren sind eine Gruppe von Geräten, die dazu bestimmt sind,Bewegungen zu erkennen und die Anwesenheit eines Objekts oder von Objekten festzustellen. Die realistische Reichweite dieses Sensortyps hängt vom jeweiligen Modell ab und kann von einigen Zentimetern bis hin zu mehreren zehn Metern reichen. Anwendungen für Abstandssensoren gibt es nicht nur in der Unterhaltungselektronik, sondern auch in der Industrie, im Automobilbau, in der Automatisierungstechnik, in intelligenten Heimsystemen und vielen anderen Bereichen. Die verschiedenen Abstandssensoren unterscheiden sich nicht nur in ihrer Reichweite, sondern auch in ihrem Aufbau, ihrer Funktionsweise und damit auch in ihrer Anwendung.
Wie funktioniert der analoge Abstandssensor?
Analoge Abstandssensoren werden u. a. in der Automobilindustrie (z. B. Parksensoren) und bei unbemannten Luftfahrzeugen, auch Drohnen genannt, eingesetzt. Der analoge Abstandssensor wird auch in der Robotik eingesetzt. Sensoren dieser Art ermöglichen es Robotern, sich im Raum zu orientieren und verschiedene Arten von Hindernissen und Gefahren zu erkennen. Darüber hinaus werden analoge Abstandssensoren an Robotern angebracht, deren Hauptaufgabe die Linienverfolgung ist. Eine solche Lösung wird z. B. in Lagern für den autonomen Transport von z. B. Paketen eingesetzt.
Eine der am häufigsten verwendeten Arten von analogen Abstandssensoren ist der Näherungssensor mit Analogausgang. Das Prinzip dieses Geräts besteht darin, das Ausgangssignal zu ändern, wenn sich der Sensor einem Hindernis nähert. In der Praxis bedeutet dies, dass Roboter, die mit einem Näherungssensor (oder mehreren Sensoren) ausgestattet sind, nicht nur in der Lage sind, Hindernisse genau zu erkennen, sondern auch den Abstand zwischen dem Hindernis und dem Roboter genau zu bestimmen.
Ausgewählte Näherungssensoren arbeiten in einem Bereich von wenigen bis mehreren Zentimetern. Andere wiederum sind in der Lage, Hindernisse in einer Entfernung von mehreren bis zu einem Dutzend Metern zu erkennen. Werden hochpräzise Sensoren benötigt, die auch Hindernisse in unmittelbarer Nähe erkennen können, kommen u.a. Sensoren der HDL-Serie zum Einsatz. Geräte dieser Art arbeiten in einem engen Bereich, z. B. von 0 bis 50 mm. Sie werden bei Anwendungen eingesetzt, die ein Höchstmaß an Sicherheit und Präzision erfordern.
Reflektierender Abstandssensor - die wichtigsten Informationen
Eine weitere Gruppe von Abstandssensoren sind Reflexionssensoren, die auch als Rückstrahlsensoren bezeichnet werden. Das Prinzip dieser Art von photoelektrischen Geräten besteht darin, einen Lichtstrahl auszusenden, der von einem Reflektor reflektiert wird. Der Abstand zwischen dem Reflektor und dem Sensor hängt vom jeweiligen Modell des Geräts ab. Sobald der emittierte Lichtstrahl unterbrochen wird, z.B. durch ein Objekt, das im Arbeitsbereich des Sensors auftaucht, wird das Eingangssignal sofort geändert. Der reflektierende Abstandssensor verwendet in der Regel energieeffiziente LEDs, um einen Lichtstrahl auszusenden. Den Reflektor hingegen gibt es in aktiver Form, d. h. als Empfänger des Lichtstrahls, oder in passiver Form (Spiegel).
Wofür wird der digitale Abstandssensor eingesetzt?
Digitale Abstandssensoren werden unter anderem in der Industrie und der Massenproduktion eingesetzt. Darüber hinaus werden sie in Branchen eingesetzt, in denen ein hohes Maß an Wiederholbarkeit und Präzision der Messungen erforderlich ist. Sehr beliebt sind Laser-Abstandssensorendie einen fokussierten Laserstrahl erzeugen. Geräte dieser Art erkennen sofort Informationen über feste Objekte, die innerhalb der Reichweite des Sensors auftauchen. Außerdem liefern sie Daten über die Farbe, Größe, Form und sogar Helligkeit des Objekts. Dank der zuverlässigen Funktion und der hohen Wiederholgenauigkeit werden digitale Abstandssensoren unter anderem in der Automatisierungstechnik, in Produktionslinien und in verschiedenen Sicherheitssystemen eingesetzt.
LIDAR-Abstandssensoren
Die LiDAR-Technologie (Light Detection and Ranging) ist eine weit verbreitete Methode, die sehr präzise und wiederholbare Entfernungsmessungen ermöglicht. Messbereich und Genauigkeit hängen vom jeweiligen Sensormodell ab. Die LiDAR-Technologie verwendet einen Sensor (oder eine Reihe von Sensoren) und einen Laser als Lichtquelle. Der Laser erzeugt sehr kurze, aber starke Lichtstrahlen, die sich durch eine bestimmte Länge auszeichnen. In der nächsten Phase wird der Laserstrahl gestreut. Der gesamte Prozess wird durch das im Gerät eingebaute Teleskop kontinuierlich überwacht. Die Laserstrahlen kehren in bestimmten Abständen zum Sensor zurück. Anhand von Informationen wie den Unterschieden in der Rückkehrzeit und der Länge der einzelnen Laserstrahlen kann das System präzise Karten und 3D-Visualisierungen erstellen.
LiDAR-Geräte bestehen aus 3 Komponenten. Die erste ist der Laser, der zur Aussendung von Lichtstrahlen verwendet wird. Die zweite Komponente ist der Scanner, ein Gerät, das die Funktion eines Aufzeichnungsgeräts und eines Empfängers vereint. Dieses wichtige Bauteil ist für die genaue Erfassung der Zeitunterschiede zwischen den einzelnen Laserstrahlen verantwortlich, die zum Empfänger zurückkehren. Das letzte Element ist ein GPS-Empfänger, der den genauen Standort des LiDAR-Geräts angeben soll. Je nach System und Hersteller können die LiDAR-Sensoren mit zusätzlichen Komponenten ausgestattet werden, um ihre Funktionalität zu erweitern.
Die LiDAR-Technologie ist in der Automobilindustrie weit verbreitet, insbesondere in vollständig oder teilweise autonomen Fahrzeugen. Darüber hinaus sind ausgewählte Smartphone-Modelle mit LiDAR-Sensoren ausgestattet, die mit der Kamera zusammenarbeiten.
LiDAR-Sensoren - grundlegende technische Daten
Die technischen Aspekte der LiDAR-Entfernungssensoren bestimmen ihre Anwendung. Der erste ist der Wirkungsbereich. Je größer er ist, desto vielseitiger ist das Gerät. Es ist jedoch zu bedenken, dass sich in manchen Fällen Sensoren mit einem engeren Arbeitsbereich durch eine höhere Messgenauigkeit auszeichnen. Ein weiterer wichtiger technischer Aspekt eines LiDAR-Sensors ist die Präzision des Messvorgangs. Kommunikationsschnittstellen, Abtastfrequenz und Versorgungsspannungen sind ebenfalls wichtig.
