DE19705225A1 - Optoelektronischer Sensor - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft einen optoelektronischen Sensor gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1.

Derartige Sensoren können beispielsweise als Lichtschranke, Reflexionslicht­ schranke oder Lichttaster aus gebildet sein und sind in mannigfaltigen Applika­ tionen im industriellen Einsatz. Auch im privaten Bereich werden derartige Sen­ soren beispielsweise als Zugangskontrollsysteme eingesetzt.

Bei der größten Anzahl dieser Applikationen sind derartige Sensoren über Kabelsysteme an eine zentrale Auswerteeinheit angeschlossen. Dort erfolgt die Auswertung der Signale der einzelnen Sensoren.

Insbesondere wenn eine große Anzahl von Sensoren eingesetzt wird, wenn die Sensoren in schwer zugänglichen Bereichen eingesetzt werden müssen oder wenn die Sensoren über große Distanzen getrennt sind, ist der Aufwand der Verkabelung dieser Sensoren sehr groß.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde eine möglichst einfache Installation der Sensoren zu gewährleisten.

Zur Lösung dieser Aufgabe sind die Merkmale des Anspruchs 1 vorgesehen. Vorteilhafte Ausführungsformen und zweckmäßige Weiterbildungen der Erfin­ dung sind in den Unteransprüchen beschrieben.

Erfindungsgemäß ist an den Empfänger der optoelektronischen Sensoren ein Funksendemodul angeschlossen. Das Funksendemodul übersendet die am Aus­ gang des Empfängers anstehenden Empfangssignale in Form von Funksignalen an ein in Abstand angeordnetes Funkempfangsmodul. Die Funksignale können direkt im Funkempfangsmodul ausgewertet werden. Alternativ kann das Funk­ empfangsmodul an eine Auswerteeinheit angeschlossen sein, so daß die Emp­ fangssignale in der Auswerteeinheit ausgewertet werden.

Durch den Einsatz des Funksende- und des Funkempfangsmodul kann der opto­ elektronische Sensor drahtlos an eine entfernte Auswerteeinheit angeschlossen werden. Dadurch wird nicht allein der bisher notwendige Verkabelungsaufwand eingespart. Der optoelektronische Sensor ist auf diese Weise auch an schwer zu­ gänglichen Einbauorten ohne großen Installationsaufwand anbringbar.

Die drahtlose Anschlußmöglichkeit ist insbesondere auch bei Mehrfachanord­ nungen von Sensoren vorteilhaft einsetzbar.

Die Erfindung wird im nachstehenden anhand der Zeichnung erläutert. Es zeigt:

Fig. 1 Schematische Darstellung von optoelektronischen Sensoren, wel­ che drahtlos an eine zentrale Auswerteeinheit angeschlossen sind.

In Fig. 1 sind zwei optoelektronische Sensoren 1 zum Erfassen von Gegen­ ständen in einem Überwachungsbereich dargestellt. Die Sensoren 1 können als Lichttaster, Lichtschranken oder Distanzsensoren ausgebildet sein. Im vorliegen­ den Ausführungsbeispiel sind die Sensoren 1 von identisch ausgebildeten Reflexionslichtschranken gebildet.

Jeder der optoelektronischen Sensoren 1 weist ein Gehäuse 2 auf, in welchem ein Sender 3 und ein Empfänger 4, welche an eine Auswerteelektronik 5 ange­ schlossen sind, integriert sind. Der Sender 3 ist vorzugsweise von einer Leucht­ diode gebildet, der Empfänger 4 besteht aus einer Photodiode. Die Auswerte­ elektronik 5 kann aus einer auf einer Leiterplatte angeordneten Schaltungsanord­ nung bestehen.

In der Gehäusewand sind eine Sende- 6 und Empfangsoptik 7 integriert, welche dem Sender 3 bzw. dem Empfänger 4 vorgeordnet sind. Die Sende- 6 und Emp­ fangsoptik 7 sind jeweils von einer Linse gebildet. Sie fokussieren die vom Sender 3 emittierten Sendelichtstrahlen 8 bzw. die auf den Empfänger 4 auf­ treffenden Empfangslichtstrahlen 9.

Das Gehäuse 2 des Sensors 1 ist an einem Rand des Überwachungsbereichs an­ geordnet. Am gegenüberliegenden Rand des Überwachungsbereichs ist ein Re­ flektor 10 angeordnet. Die vom Sender 3 emittierten Sendelichtstrahlen 8 treffen bei freiem Strahlengang auf den Reflektor 10 und werden von diesem auf den Empfänger 4 zurückreflektiert. Tritt ein Hindernis in den Strahlengang, so wird der Strahlengang unterbrochen, so daß nur noch eine geringe Lichtmenge auf den Empfänger 4 trifft.

Zweckmäßigerweise erfolgt die Bewertung der vom Ausgang des Empfängers 4 anstehenden Empfangssignale mittels einer Schwellwerteinheit, welche Be­ standteil der Auswerteelektronik 5 ist. Die Höhe des in der Schwellwerteinheit generierten Schwellwerts ist so gewählt, daß bei freiem Strahlengang das Emp­ fangssignal oberhalb des Schwellwerts liegt und bei einem Objekteingriff in den Strahlengang unterhalb des Schwellwerts liegt.

Der Empfänger 4 eines Sensors 1 ist über die Auswerteelektronik 5 an ein Funksendemodul 11 angeschlossen. Einem Funksendemodul 11 ist in Abstand ein Funkempfangsmodul 12 zugeordnet, welches an eine zentrale Auswerteein­ heit 13 angeschlossen ist. Die Auswerteeinheit 13 kann von einem Mikroprozes­ sor, Mikrocontroller oder dergleichen gebildet sein.

Prinzipiell kann jeder der Empfänger 4 an ein separates Funksendemodul 12 angeschlossen sein. In einer besonders vorteilhaften Ausführungsform sind sämtliche Empfänger 4 an ein gemeinsames Funksendemodul 11 angeschlossen. Zum Anschluß der Empfänger 4 weist das Funksendemodul 11 mehrere Ein­ gänge auf. Das Funksendemodul 11 ist einem Funkempfangsmodul 12 zugeord­ net.

Das Funksendemodul 11 emittiert Funksignale 14, deren Sendefrequenzen vor­ zugsweise im 433 MHz Band liegen. Da das Funksendemodul 11 eine breite Abstrahlcharakteristik aufweist, muß das Funksendemodul 11 nicht exakt auf das Funkempfangsmodul 12 ausgerichtet sein, was die Installation weiter ver­ einfacht.

Das Funkempfangsmodul 12 und die Auswerteeinheit 13 können in einem Schaltschrank angeordnet sein, der sich in großer Entfernung, typischerweise bis zu 200 m, von den optoelektronischen Sensoren 1 befindet.

Die Funksende- 11 und Funkempfangsmodule 12 bilden einen drahtlosen An­ schluß der optoelektronischen Sensoren 1 an die Auswerteeinheit 13. Die am Ausgang des Empfängers 4 eines Sensors 1 anstehenden Empfangssignale wer­ den hierzu über die Auswerteelektronik 5 in das Funksendemodul 11 eingelesen und von dort als Funksignale 14 zum Funkempfangsmodul 12 übertragen und dann in die Auswerteeinheit 13 eingelesen. In der Auswerteeinheit 13 erfolgt zentral die Auswertung aller Empfangssignale aller angeschlossenen Sensoren 1.

Im vorliegenden Ausführungsbeispiel sind die Sensoren 1 von binäre Signale generierenden Reflexionslichtschranken gebildet. Je nachdem, ob der Strahlen­ gang einer Reflexionslichtschranke frei ist oder nicht, liegt das Empfangssignal oberhalb oder unterhalb des Schwellwerts.

Diese binäre Signalfolge kann im einfachsten Fall direkt als Triggersignal für das an den betreffenden Sensor 1 angeschlossene Funksendemodul 11 ver­ wendet werden. Liegt das Empfangssignal oberhalb des Schwellwerts, so sendet das Funksendemodul 11 Funksignale 14 einer bestimmten Sendefrequenz. Im anderen Fall sendet das Funksendemodul 11 keine Funksignale 14 aus. Alterna­ tiv werden vom Funksendemodul 11 Funksignale 14 mit einer bestimmten Sen­ defrequenz und zwei unterschiedlichen Kodierungen aus gesendet, welche jeweils einem Signalzustand des Empfangssignals entsprechen. Die Dekodierung der Funksignale 14 erfolgt im Funkempfangsmodul 12.

Sind die optoelektronischen Sensoren 1 als Lichttaster oder als Lichtschranken ausgebildet, so liegen ebenfalls binäre Empfangssignale vor, welche in gleicher Weise wie bei einer Reflexionslichtschranke in das Funksendemodul 11 einge­ lesen werden können.

Ist der optoelektronische Sensor 1 als Distanzsensor ausgebildet, so ist das Empfangssignal von einem einen Analogwert darstellenden Distanzwert gebil­ det.

In diesem Fall weist die Auswerteelektronik 5 des optoelektronischen Sensors 1 vorzugsweise einen Microcontroller auf, über welchen die Sequenzen der Dis­ tanzwerte in das Funksendemodul 11 eingelesen werden. Dort werden Funksig­ nale 14 generiert, welchen eine den Distanzwerten entsprechende Kodierung aufgeprägt ist.

Claims (6)

1. Optoelektronischer Sensor zum Erfassen von Gegenständen in einem Überwachungsbereich mit einem Sendelichtstrahlen emittierenden Sender und einem Empfangslichtstrahlen empfangenden Empfänger, dadurch ge­ kennzeichnet, daß an den Empfänger (4) ein Funksignale (14) aussenden­ des Funksendemodul (11) angeschlossen ist, welches die am Ausgang des Empfängers (4) anstehenden Empfangssignale an ein in Abstand zu die­ sem angeordnetes Funkempfangsmodul (12) sendet.

2. Optoelektronischer Sensor nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Funkempfangsmodul (12) an eine Auswerteeinheit (13) angeschlossen ist, in welcher die Empfangssignale ausgewertet werden.

3. Optoelektronischer Sensor nach einem der Ansprüche 1 oder 2 gekenn­ zeichnet durch deren Mehrfachanordnung, wobei ein oder mehrere Funk­ empfangsmodule (12) an eine zentrale Auswerteeinheit (13) angeschlossen sind.

4. Optoelektronischer Sensor nach einem der Ansprüche 1-3, dadurch ge­ kennzeichnet, daß die Funksendemodule (11) Funksignale (14) im 433 MHz Band emittieren.

5. Optoelektronischer Sensor nach einem der Ansprüche 1-4, dadurch ge­ kennzeichnet, daß dieser von einer Lichtschranke, von einer Reflexions­ lichtschranke oder von einem Lichttaster gebildet ist.

6. Optoelektronischer Sensor nach einem der Ansprüche 1-4, dadurch ge­ kennzeichnet, daß dieser von einem Distanzsensor gebildet ist.