{"id":70359,"date":"2023-09-07T14:00:42","date_gmt":"2023-09-07T12:00:42","guid":{"rendered":"https:\/\/botland.com.pl\/blog\/czujnik-indukcyjny-arduino-co-to-jest-i-jaki-wybrac\/"},"modified":"2026-04-08T11:06:39","modified_gmt":"2026-04-08T09:06:39","slug":"induktiver-arduino-sensor-was-ist-das-und-welchen-sollte-man-waehlen","status":"publish","type":"post","link":"https:\/\/botland.de\/blog\/induktiver-arduino-sensor-was-ist-das-und-welchen-sollte-man-waehlen\/","title":{"rendered":"Induktiver Arduino-Sensor – Was ist das und welchen sollte man w\u00e4hlen?"},"content":{"rendered":"Lesezeit<\/span> 4<\/span> min.<\/span><\/span>\t\t
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N\u00e4herungssensoren geh\u00f6ren zu den grundlegenden Sensortypen, die haupts\u00e4chlich in der industriellen Automatisierung eingesetzt werden. Finde heraus, wie du sie mit dem Arduino verwenden kannst!<\/p>\n\t\t\t\t\t\t\t\t<\/div>\n\t\t\t\t<\/div>\n\t\t\t\t

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Induktive Sensoren - Aufbau und Funktionsweise<\/h2>\t\t\t\t<\/div>\n\t\t\t\t<\/div>\n\t\t\t\t
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Induktive Sensoren<\/strong><\/a> sind eine Untergruppe der N\u00e4herungssensoren, die das Vorhandensein von metallischen Objekten ber\u00fchrungslos (d. h. ohne physischen Kontakt zwischen dem Sensor und einem Objekt, z. B. einem Hindernis) erkennen k\u00f6nnen.<\/p>\n

Sie arbeiten nach dem Prinzip der elektromagnetischen Induktion<\/strong> und ihre Einsatzm\u00f6glichkeiten sind \u00e4u\u00dferst vielf\u00e4ltig – sie reichen von der Industrieautomation bis zur Robotik,<\/strong> mehr noch: Sensoren in Sonderbauformen k\u00f6nnen auch in Konstruktionen in vielen anderen Bereichen eingesetzt werden.<\/p>\n

Der induktive Sensor besteht aus einer Spule,<\/strong> die in einen Resonanzkreis eingebaut ist, der mit einem elektronischen Oszillator zusammenarbeitet. N\u00e4hert sich ein Metallgegenstand der Spule, erzeugt das Magnetfeld der Spule Wirbelstr\u00f6me in ihr.<\/p>\n\t\t\t\t\t\t\t\t<\/div>\n\t\t\t\t<\/div>\n\t\t\t\t\t<\/div>\n\t\t<\/div>\n\t\t\t\t

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\n\t\t\t\t\t\t\t\t\t\t\t\n\t\t\t\t\t\t\t\"\"\t\t\t\t\t\t\t\t<\/a>\n\t\t\t\t\t\t\t\t\t\t\t
Induktiver N\u00e4herungssensor LJ30A3-10-Z\/CY 10mm 6-36V.<\/figcaption>\n\t\t\t\t\t\t\t\t\t\t<\/figure>\n\t\t\t\t\t\t\t\t\t<\/div>\n\t\t\t\t<\/div>\n\t\t\t\t
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Diese erzeugen ihrerseits ein eigenes Magnetfeld<\/strong>, das mit dem prim\u00e4ren Magnetfeld der Spule interagiert und eine \u00c4nderung der Impedanz und damit eine Abweichung des Stromkreises von seiner Grundresonanzfrequenz bewirkt. Die Erkennung einer solchen Ver\u00e4nderung wird von den Sensorschaltkreisen als Vorhandensein eines Objekts innerhalb des Sensorbereichs interpretiert. Wichtig dabei ist, dass das zu erfassende Objekt den Sensor nicht ber\u00fchren muss, und die Entfernung, in der der Sensor ein Hindernis “erfassen” kann, h\u00e4ngt von der Gr\u00f6\u00dfe des Objekts und der Art des Materials ab, aus dem es besteht, und auch von der Konstruktion des spezifischen Sensormodells.<\/p>\n

Bitte beachten Sie, dass induktive Sensoren nur f\u00fcr metallische Gegenst\u00e4nde<\/strong> empfindlich sind! Nichtleitende Materialien wie Holz, Kunststoff oder Glas verhindern den Fluss von Wirbelstr\u00f6men und beeinflussen daher das Magnetfeld des Sensors nicht<\/strong> und bleiben f\u00fcr ihn “unsichtbar”, unabh\u00e4ngig vom Abstand.<\/p>\n\t\t\t\t\t\t\t\t<\/div>\n\t\t\t\t<\/div>\n\t\t\t\t

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Vor- und Nachteile von induktiven Sensoren<\/h2>\t\t\t\t<\/div>\n\t\t\t\t<\/div>\n\t\t\t\t
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Induktive Sensoren bieten eine Reihe von Vorteilen<\/strong>, nicht zuletzt ihre lange Lebensdauer<\/strong> – sie haben keine beweglichen Teile, die verschlei\u00dfen k\u00f6nnen, wie es zum Beispiel bei herk\u00f6mmlichen Endschaltern der Fall ist. Ein weiteres wichtiges Merkmal dieser Gruppe von Bauteilen ist ihre hervorragende Widerstandsf\u00e4higkeit gegen Umwelteinfl\u00fcsse<\/strong> wie Staub, Feuchtigkeit oder \u00d6lpartikel sowie ihre F\u00e4higkeit, bei hohen Temperaturen zu arbeiten. Viele Sensoren werden in hermetischen, robusten Geh\u00e4usen gefertigt, die einen nahezu vollst\u00e4ndigen Schutz gegen die “brutalsten” Umwelteinfl\u00fcsse bieten. Es ist jedoch zu betonen, dass – obwohl die Anwendung der Sensoren auf metallische Objekte beschr\u00e4nkt ist – es auch zus\u00e4tzliche Faktoren gibt, die den Erfassungsbereich mehr oder weniger stark beeinflussen. Die Reichweite variiert stark und h\u00e4ngt unter anderem von der Art des Metalls, dem Abstand zum Objekt und sogar von dessen Form ab.<\/p>\n\t\t\t\t\t\t\t\t<\/div>\n\t\t\t\t<\/div>\n\t\t\t\t

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Parameter der induktiven Sensoren<\/h2>\t\t\t\t<\/div>\n\t\t\t\t<\/div>\n\t\t\t\t
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Die Kataloge der industriellen induktiven Sensoren sind voll von verschiedenen elektrischen, mechanischen und umwelttechnischen Parametern, deren Er\u00f6rterung es erforderlich machen w\u00fcrde, nur dieser einen Untergruppe von Sensoren einen wirklich umfangreichen Artikel zu widmen. Wir werden uns daher auf einige der wichtigsten Parameter konzentrieren, die die Eignung eines bestimmten Sensors f\u00fcr eine bestimmte Anwendung bestimmen.<\/p>\n

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  • Stromversorgung –<\/span> Induktive Sensoren ben\u00f6tigen eine Gleichstrom- (DC) oder Wechselstromversorgung (AC). Die Versorgungsspannung reicht in der Regel von 5 V bis 24 V bei DC-Modellen und bis zu 240 V bei AC-Modellen. Die sichere Verwendung des Sensors setzt voraus, dass diese Parameter eingehalten und die vom Hersteller festgelegten zul\u00e4ssigen Grenzwerte nicht \u00fcberschritten werden.<\/li>\n
  • Ausgangstyp<\/span> – bei induktiven Sensoren gibt es in der Regel Ausg\u00e4nge vom Typ NPN oder PNP. Im ersten Fall schlie\u00dft der Ausgangstransistor “den Stromkreis gegen Masse”, was bedeutet, dass eine extern angeschlossene Last mit der Systemmasse (der negativen Schiene der Stromversorgung) kurzgeschlossen wird, w\u00e4hrend ein Sensor mit PNP-Ausgang “von der Seite der Stromversorgung” arbeitet. – der Stromkreis wird mit dem Pluspol der Stromversorgung (z. B. +24 V) kurzgeschlossen. Wichtig ist, dass sich die Sensoren auch in der Funktionsweise des Ausgangstransistors unterscheiden – wie bei den klassischen Schaltern unterscheiden wir zwischen Sensoren mit NO (normally open) und NC (normally closed) Ausgang.<\/li>\n
  • Geh\u00e4use<\/span> – die Art des Sensorgeh\u00e4uses bestimmt seine F\u00e4higkeit, unter den gegebenen Umweltbedingungen zu arbeiten. Die meisten induktiven Sensoren sind mit einem Geh\u00e4use in Form eines Metallrohrs mit Au\u00dfengewinde (z. B. M12) ausgestattet, das in einer Stirnfl\u00e4che aus Kunststoff endet. Diese Geh\u00e4use sind resistent gegen St\u00f6\u00dfe, Feuchtigkeit, Staub, bestimmte Chemikalien, Schmiermittel usw. Schutznormen wie IP67 oder IP68 werden h\u00e4ufig zur Klassifizierung des Schutzgrads eines Sensors verwendet.<\/li>\n
  • Erfassungsbereich<\/span> – d. h. die maximale Entfernung, die der Sensor in der Lage ist, ein “Standardobjekt” (z. B. eine Metallplatte einer bestimmten Gr\u00f6\u00dfe) zu erfassen. Dies ist ein wichtiger Parameter, der bei der Entwicklung des Systems zu ber\u00fccksichtigen ist.<\/li>\n
  • Betriebsfrequenz<\/span> – bestimmt, wie schnell der Sensor auf Ver\u00e4nderungen reagieren kann. Die h\u00f6here Betriebsfrequenz bedeutet, dass der Sensor in der Lage ist, sich schnell bewegende Objekte zu erkennen.<\/li>\n
  • Betriebstemperatur<\/span> – jeder Hersteller gibt f\u00fcr seine Sensoren einen Bereich zul\u00e4ssiger Umgebungstemperaturen an, bei denen die Komponenten ordnungsgem\u00e4\u00df funktionieren k\u00f6nnen. Viele Sensoren sind f\u00fcr Temperaturen von -25 bis 70 \u00b0C<\/span>geeignet, aber einige Modelle sind f\u00fcr den Betrieb unter noch extremeren Bedingungen ausgelegt.<\/li>\n<\/ul>\n\t\t\t\t\t\t\t\t<\/div>\n\t\t\t\t<\/div>\n\t\t\t\t
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    Sensor-Interaktion mit Arduino<\/h2>\t\t\t\t<\/div>\n\t\t\t\t<\/div>\n\t\t\t\t
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    Der Anschluss eines induktiven Sensors an eine Arduino-Plattform ist eine relativ einfache Aufgabe und erfordert nur grundlegende Kenntnisse der Elektronik. Die folgenden Anschl\u00fcsse sind f\u00fcr Dreileitersensoren erh\u00e4ltlich:<\/p>\n

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    1. Stromversorgung (VCC) –<\/span> Das meist braun gef\u00e4rbte Stromversorgungskabel f\u00fcr den induktiven Sensor sollte mit der 5V- oder 12V-Versorgung auf dem Arduino-Board verbunden werden, je nach den Anforderungen des spezifischen Sensormodells.<\/li>\n
    2. Masse GND – <\/span>das Erdungskabel des induktiven Sensors (schwarz oder blau, je nach Ausf\u00fchrung); verbinden Sie es mit einem beliebigen GND-Pin auf dem Arduino-Board.<\/li>\n
    3. Signal (Out) –<\/span> Das Signalkabel, normalerweise blau markiert, sollte mit einer beliebigen digitalen Leitung (z.B. D5) des Arduino verbunden werden. Um das Arduino-Modul vor Besch\u00e4digungen zu sch\u00fctzen, wird au\u00dferdem die Verwendung eines Strombegrenzungswiderstands empfohlen. Bei Sensoren, die mit einer Versorgungsspannung von mehr als 5 V arbeiten, lohnt es sich, eine zus\u00e4tzliche Begrenzung in Form einer Zener-Diode zu verwenden, die parallel zum Mikrocontroller-Eingang geschaltet ist und die Spannung auf ein sicheres Niveau “trimmt”.<\/li>\n<\/ol>\n

      Das Auslesen des Sensorzustands unterscheidet sich nicht von der Bedienung jedes anderen Sensors mit bin\u00e4rem Ausgang – man muss nur den entsprechenden GPIO-Pin als Eingang konfigurieren:<\/p>\n

      pinMode(nummer_pin, INPUT)<\/em><\/p>\n

      und \u00fcberpr\u00fcfen Sie dann den Status \u00fcber die Funktion:<\/p>\n

      digitalRead(nummer_pin)<\/em><\/p>\n

      Es sei daran erinnert, dass der aktive Zustand (d. h. der Zustand, den der Sensor an den Ausgang abgibt, wenn Metall in der N\u00e4he der Sensorfl\u00e4che erkannt wird) sowohl von der Ausf\u00fchrung des Ausgangs (NPN oder PNP) als auch von der Betriebsart (NO oder NC) abh\u00e4ngt. Und noch ein wichtiger Hinweis: Es empfiehlt sich, die technischen Daten eines induktiven Sensors IMMER zu \u00fcberpr\u00fcfen, bevor er an ein Arduino-Board angeschlossen wird, da verschiedene Modelle unterschiedliche Anforderungen an die Stromversorgung und den Anschluss stellen k\u00f6nnen. Aus Sicherheitsgr\u00fcnden werden f\u00fcr den Arduino Sensoren mit einem Versorgungsspannungsbereich von 5 V empfohlen – solche Bauteile, wie den kompakten N\u00e4herungssensor E2S-H4N1, finden Sie im Botland-Shop.<\/p>\n\t\t\t\t\t\t\t\t<\/div>\n\t\t\t\t<\/div>\n\t\t\t\t\t<\/div>\n\t\t<\/div>\n\t\t\t\t\t<\/div>\n\t\t<\/section>\n\t\t\t\t<\/div>\n\t\t","protected":false},"excerpt":{"rendered":"

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