SensorenSensoren

Was sind Sensoren?Was sind Sensoren?

Sensoren sind (elektronische)Bauteile zur qualitativen oderquantitativen MessungbestimmterGrößen und Eigenschaften.

3321.06.200521.06.2005Svitlana (Nadeyeva) Gayetskyy, Svitlana (Nadeyeva) Gayetskyy,

Eugenia Funk, Siegfried BaryschewEugenia Funk, Siegfried Baryschew

Was Was messenmessen Sensoren?Sensoren?

WärmestrahlungTemperaturFeuchtigkeit Druck (Flüssigkeit, Gas)Licht (Intensität u. Farbe)Entfernung

KraftBewegungBeschleunigungMagnetismusSchall (hörbar, unhörbar)HelligkeitHelligkeit

4421.06.200521.06.2005Svitlana (Nadeyeva) Gayetskyy, Svitlana (Nadeyeva) Gayetskyy,

Eugenia Funk, Siegfried BaryschewEugenia Funk, Siegfried Baryschew

Sinne ≠ Sensoren

Sehsinn, Gehörsinn, Geruchssinn, Geschmackssinn, Berührungs-und Drucksinn, Temperatursinn, Schmerzsinn, Stellungssinn, Spannungs-/Kraftsinn, Lagesinn, Drehbewegungssinn Sinnesgebiete (nach Herder)

5521.06.200521.06.2005Svitlana (Nadeyeva) Gayetskyy, Svitlana (Nadeyeva) Gayetskyy,

Eugenia Funk, Siegfried BaryschewEugenia Funk, Siegfried Baryschew

Wozu sind Sensoren?Wozu sind Sensoren?

Sensoren ermöglichen (Computer-)Systemendie Wahrnehmung der Umweltund erlauben über die Verarbeitungdieser Informationen erst die (intelligente) Reaktionauf die wahrgenommenen Gegebenheitender Umwelt.

6621.06.200521.06.2005Svitlana (Nadeyeva) Gayetskyy, Svitlana (Nadeyeva) Gayetskyy,

Eugenia Funk, Siegfried BaryschewEugenia Funk, Siegfried Baryschew

Arten von SensorenArten von Sensoren

Induktive Sensoren (z.B. Metalldetektor)Kapazitive Sensoren (z.B. Flüssigkeitsstandsmessung, Erkennung von Nicht-Metallen)Fotoelektrische Sensoren (z.B. Helligkeitsmessung mit Fotowiderständen ) Piezoelektrische Sensoren (z.B. Drucksensoren) Temperatursensoren (z.B. Heizungssteuerung) Magnetfeldsensoren (z.B. Schalter) Ultraschall-Sensoren (z.B. Entfernungsmessung) CCD-Sensoren (z.B. Digitalkameras)Laser-Messverfahren (z.B. Sick-Laserscanner, Bodyscanner) Chemische Sensoren (z.B. Säuregehaltmessung)

7721.06.200521.06.2005Svitlana (Nadeyeva) Gayetskyy, Svitlana (Nadeyeva) Gayetskyy,

Eugenia Funk, Siegfried BaryschewEugenia Funk, Siegfried Baryschew

8821.06.200521.06.2005Svitlana (Nadeyeva) Gayetskyy, Svitlana (Nadeyeva) Gayetskyy,

Eugenia Funk, Siegfried BaryschewEugenia Funk, Siegfried Baryschew

Anwendungsgebiete für SensorenAnwendungsgebiete für Sensoren

Robotik (Odometrie, Positionierung)Industrie-Anlagen (Fertigungsroboter, Logistik (Transport, automatische Lager), Ablaufsteuerung von Fertigungsprozessen)Sicherheitstechnik (Überwachungsanlagen, Glasbruchmelder, Kameras)Heim-Elektronik (Video-und Fotokameras, Automated Home)Autos…

9921.06.200521.06.2005Svitlana (Nadeyeva) Gayetskyy, Svitlana (Nadeyeva) Gayetskyy,

Eugenia Funk, Siegfried BaryschewEugenia Funk, Siegfried Baryschew

Sensoren im Alltag (BMW)Sensoren im Alltag (BMW)

Heute enthalten moderne Autos zwischen 50 und 150 Sensoren, die den Betriebszustand und das Fahrverhalten des Autos überwachen und bis zu einem gewissen Grade steuern.

101021.06.200521.06.2005Svitlana (Nadeyeva) Gayetskyy, Svitlana (Nadeyeva) Gayetskyy,

Eugenia Funk, Siegfried BaryschewEugenia Funk, Siegfried Baryschew

Sensoren im Alltag (Heimbereich)Sensoren im Alltag (Heimbereich)

111121.06.200521.06.2005Svitlana (Nadeyeva) Gayetskyy, Svitlana (Nadeyeva) Gayetskyy,

Eugenia Funk, Siegfried BaryschewEugenia Funk, Siegfried Baryschew

Arten von SensorenArten von Sensoren

Intern (Erfassung von Größen innerhalb des Systems)Extern (Erfassung von Größen aus der Umgebung des Systems)Aktiv (verändern ein bereits angelegtes, externes elektrisches Signal bei Änderung)Passiv (erzeugen selbständig ein elektrisches Signal bei Änderung)

121221.06.200521.06.2005Svitlana (Nadeyeva) Gayetskyy, Svitlana (Nadeyeva) Gayetskyy,

Eugenia Funk, Siegfried BaryschewEugenia Funk, Siegfried Baryschew

ProblemstellungenProblemstellungen

Nur partielle Modellierung der Umwelt durch Sensordaten möglich

Auswahl und Güte der SensorenVerwendung verschiedenartiger Sensoren

Fusion der Sensordaten zu konsistentem GesamtbildModell der Umwelt zur Dateninterpretation ist immer nur eine Abstraktion

Umgang mit Unsicherheit und Veränderung

131321.06.200521.06.2005Svitlana (Nadeyeva) Gayetskyy, Svitlana (Nadeyeva) Gayetskyy,

Eugenia Funk, Siegfried BaryschewEugenia Funk, Siegfried Baryschew

ProblemstellungenProblemstellungen

Reproduzierbarkeit von SensordatenMessabweichung der Daten (systematische und statistische Fehler)Absolute/relative Messabweichung…

Es ist wichtig, die Sensoren, Umgebung und Verarbeitung der Daten aufeinander abzustimmen.

141421.06.200521.06.2005Svitlana (Nadeyeva) Gayetskyy, Svitlana (Nadeyeva) Gayetskyy,

Eugenia Funk, Siegfried BaryschewEugenia Funk, Siegfried Baryschew

Sensoren in der RobotikSensoren in der Robotik

Sensoren

intern extern

Odometrie

Lage/Orientierung

Tachometer

Rad-Encoder

Neigung

Gyroskop

Kontakt

Andere

Bumper

Kraftsensor

Infrarotsensor Laserscanner

Kamera Ultraschallsensor

Robertino:

151521.06.200521.06.2005Svitlana (Nadeyeva) Gayetskyy, Svitlana (Nadeyeva) Gayetskyy,

Eugenia Funk, Siegfried BaryschewEugenia Funk, Siegfried Baryschew

InfrarotsensorInfrarotsensor

Infrarotsensor arbeitet nach einem Infrarotsensor arbeitet nach einem einfachen Sendereinfachen Sender--EmpfängerEmpfänger--Prinzip. Prinzip. Infrarotlicht von einer Lampe ausgesendet, Infrarotlicht von einer Lampe ausgesendet, wird von allen festen Gegenständen wird von allen festen Gegenständen reflektiert und mittels eine Fotodiode reflektiert und mittels eine Fotodiode empfangen. Durch die Zeitliche empfangen. Durch die Zeitliche Verzögerung errechnet der Sensor die Verzögerung errechnet der Sensor die Entfernung zum reflektierenden Entfernung zum reflektierenden Gegenstand.Gegenstand.

161621.06.200521.06.2005Svitlana (Nadeyeva) Gayetskyy, Svitlana (Nadeyeva) Gayetskyy,

Eugenia Funk, Siegfried BaryschewEugenia Funk, Siegfried Baryschew

KameraKamera

Ein (Ein (DigitalDigital--)Lichtbild)Lichtbild der Umgebung wird der Umgebung wird gemacht.gemacht.Alles Andere ist von der Software Alles Andere ist von der Software abhängig: Objektabhängig: Objekt--, Bewegungserkennung, , Bewegungserkennung, etc…etc…

171721.06.200521.06.2005Svitlana (Nadeyeva) Gayetskyy, Svitlana (Nadeyeva) Gayetskyy,

Eugenia Funk, Siegfried BaryschewEugenia Funk, Siegfried Baryschew

181821.06.200521.06.2005Svitlana (Nadeyeva) Gayetskyy, Svitlana (Nadeyeva) Gayetskyy,

Eugenia Funk, Siegfried BaryschewEugenia Funk, Siegfried Baryschew

Fragen?

191921.06.200521.06.2005Svitlana (Nadeyeva) Gayetskyy, Svitlana (Nadeyeva) Gayetskyy,

Eugenia Funk, Siegfried BaryschewEugenia Funk, Siegfried Baryschew

Benutzte MaterialienBenutzte Materialien

Stefan Hesse: „Industrieroboterpraxis“Stefan Hesse: „Industrieroboterpraxis“Gabriele und Robert Gabriele und Robert SchoblickSchoblick: „LEGO : „LEGO MindStormsMindStorms –– Basics der Robotertechnik“Basics der Robotertechnik“Internet, das Nützlichste…Internet, das Nützlichste…