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…