Wenn es um Abstandssensoren geht, gibt es viele Arten; Ultraschall, IR-Nähe, Laserentfernung usw. und die Auswahl des richtigen für Ihr nächstes Arduino-oder Raspberry Pi-Projekt könnte eine schwierige Aufgabe sein. Daher werden wir uns heute die Fülle der Abstandssensoren, ihre Typen ansehen und beantworten, welcher für Sie am besten geeignet ist!

Ich werde Folgendes abdecken:

• Was sind Abstandssensoren und wie funktioniert der Abstandssensor?,
• Arten von Abstandssensoren
• Abstandssensor im Vergleich: Wie wählt man einen Abstandssensor?

Was sind Entfernungsmesser?

Wie der Name schon sagt, werden zur einfachen Definition von Abstandssensoren Sensoren zur Bestimmung der Nähe eines Objekts ohne physischen Kontakt verwendet.

Wie funktioniert der Abstandssensor?

Häufig verbunden mit ultraschall sensoren, es funktionen durch ausgabe ein signal (je nach technologie; ultraschall wellen, IR, LED, etc.) und Messung der Änderung, wenn das Signal zurückkehrt.,

• Messung der Änderung kann in der Form von sein:
  • Die Zeit, die es dauert, bis ein Signal zurückkehrt
  • Die Intensität eines zurückgegebenen Signals

Abstandssensor vs Näherungssensoren

Da Abstandssensoren aufgrund einer ähnlichen Korrelation häufig mit Näherungssensoren assoziiert werden können, kann die Funktionalität eines der beiden Sensoren leicht missverstanden. Daher ist hier ein kurzer Vergleich zwischen beiden, damit Sie verstehen, was der Unterschied zwischen Abstandssensoren und Näherungssensoren ist.,

• Näherungssensoren erfassen, ob sich ein Objekt innerhalb des Erfassungsbereichs befindet, in dem der Sensor betrieben werden soll. Daher nicht unbedingt den Abstand zwischen Sensor und Objekt angeben
  • Erfahren Sie hier mehr über Näherungssensoren!
• Abstandssensoren erfassen den Abstand zwischen Objekt und Messgerät durch Ausgabe eines Stroms. Ströme können in Form von Ultraschallwellen, Laser, IR usw. vorliegen.,

Arten von Abstandssensoren

Nachdem wir nun verstanden haben, was Abstandssensoren sind, werden wir in die verschiedenen Abstandsmessungssensoren auf dem Markt eintauchen, jede mit ihren eigenen Sensortechnologien.

Hier ist der überblick über die verschiedenen Abstand sensor-Typen!

Ultraschall Sensor

Was ist Ultraschall-Sensor?

Wohl die häufigste art von abstand mess sensor ist die Ultraschall Sensor, auch bekannt als die Sonar sensor, es erkennt die entfernung zu objekten durch emittieren high-frequenz ultraschall wellen.,

Funktionsprinzip eines Ultraschallsensors

1. Der Ultraschallsensor sendet hochfrequente Schallwellen in Richtung des Zielobjekts aus
2. Das Zielobjekt nimmt die Schallwellen auf
3. Schallwellen werden dann abgeprallt und zurück zum Ultraschallsensor reflektiert
4. Die Zeit, die für die Rückkehr der Schallwelle benötigt wurde, wird als Messung des Abstands zwischen

Schlüsselanwendungen für Ultraschallsensor

Nachdem wir nun verstanden haben, wie es funktioniert, werden wir uns ansehen, wofür es verwendet wird., Hier sind die gängigen Ultraschall-Abstandssensoranwendungen:

• Abstandsmessung
• Robotersensoren
• Smart cars
  • Ja, Tesla verwendet Ultraschallsensoren als Teil seines Autopilotprogramms!,
• Unmanned aerial vehicles (UAV)

Vorteile von Ultraschall Sensoren

• Nicht betroffen durch objekt farbe und transparenz wie es erkennt abstand durch schallwellen
• Funktioniert gut in orten, die sind dim
• Neigen zu verbrauchen niedrigeren strom/power
• Mehrere interface optionen für paarung mit mikrocontroller usw.,f Ultraschall Sensoren
  • Begrenzte erkennung bereich
  • Niedrige auflösung und langsam aktualisieren rate,, der es nicht geeignet für erkennung von schnell-moving ziele
  • Nicht in der lage zu messen die abstand von objekten, die haben extreme texturen/oberflächen

  Empfohlen Ultraschall Sensor

  Ultraschall Sensor: Verbesserte version der HC-SR04

  

  Damit ein Ultraschallsensor mit einem Arduino vergleichbar ist, benötigen Sie ein Ultraschallsensormodul., Der Grove-Ultraschallsensor ist meine empfohlene Wahl, die mit erheblichen Vorteilen gegenüber dem beliebten HC-SR04 gebaut wurde!

  Frage mich, warum es eine bessere Option als der HC-SR04 ist? Hier ist eine Vergleichstabelle!

  	HC-Ultraschall Abstand Sensor	HC-SR04
  Arbeits Spannung	3,3 V / 5 V kompatibel Breite spannung ebene: 3,2 V-5.,d>	8mA	15mA
  Abmessungen	50mm x 25mm x 16mm	45mm x 20mm x 15mm
  Einfache paarung mit Raspberry Pi	Einfach, direkt verbinden zu I/O von Raspberry Pi	Erfordert spannung umwandlung schaltung

  Aus der Tabelle können wir feststellen, dass der Grove – Ultraschallsensor eine vielseitigere Option ist:

  • Unterstützt einen breiteren Spannungspegel
  • Weniger I/O-Pins benötigt
  • Einfachere Paarung mit Ihrem Raspberry Pi

  Möchten Sie mehr erfahren?, Sie können die folgenden Ressourcen überprüfen:

  • Produktseite
  • Blog-Beitrag über seine Funktionen, Vergleiche mit HC-SR04, Arduino und Raspberry Pi Guide

  IR-Abstandssensoren

  Zweite auf dieser Liste ist IR-Abstandssensoren, kurz für Infrarot. Am häufigsten im zusammenhang mit dem Sharp GP2Y0A21YK0F, es tut abstand oder proximity sensing durch emittierende IR strahl und berechnung winkel der reflexion.,

  IR sensoren kommen mit zwei linsen:

  • EINE IR LED emitter objektiv, dass emittiert eine licht strahl
  • EINE position-sensible photodetektor (PSD) wo die reflektierten strahl wird fallen auf

  Arbeits prinzip von IR abstand sensoren

  IR abstand sensoren arbeiten durch das prinzip der triangulation; mess abstand basierend auf die winkel der reflektierter Strahl.,p>

  Hier ist eine Illustration, wie IR-Abstandssensoren durch Triangulation arbeiten:

  1. Infrarotlicht wird vom IR-LED-Strahler emittiert
  2. Der Lichtstrahl trifft auf das Objekt (P1) und wird aus einem bestimmten Winkel reflektiert
  3. Das reflektierte Licht erreicht die PSD (U1)
  4. Der Sensor in der PSD bestimmt dann die Position/Entfernung des reflektierenden Objekts

  Schlüssel anwendungen für IR sensoren

  • TVs, computer, laptops
  • Abstand messung
  • Sicherheit systeme wie überwachung, einbrecher alarme, etc.,ve komplexe oberflächen im gegensatz zu ultraschall sensoren

  Nachteile von IR sensoren

  • Begrenzte messbereich
  • Betroffen durch umwelt bedingungen und harte objekte; nicht für den einsatz durch wände oder türen

  Empfohlen IR sensoren

  80-80 cm Infrarot Proximity Sensor

  

  Basierend auf die SHARP gp2y0a21yk0f, diese IR proximity sensor ist eine beliebte empfehlung für alle, die der suche nach einfach Arduino abstand sensing.,

  Dieser IR-Näherungssensor ist in einem kleinen Formfaktor mit geringem Stromverbrauch verpackt und ermöglicht eine kontinuierliche Entfernungsmessung mit einem Bereich von 10 cm bis 80 cm!

  Sie möchten mehr erfahren? Sie können sich die folgenden Ressourcen ansehen:

  • Produktseite
  • Blog-Beitrag zu seinen Funktionen, Arduino guide

  IR vs Ultrasonic

  Nachdem wir sowohl IR-als auch Ultraschallsensoren verstanden haben, fragen Sie sich möglicherweise, was der Unterschied zwischen IR-Sensoren und Ultraschallsensoren ist.,d>Wie misst es

  Triangulation: Winkel eines reflektierten IR-Strahls wird gemessen Die Zeit zwischen dem Senden und Empfangen von Schallwellen wird aufgezeichnet Menschliche Beziehung Mit bloßem Auge unsichtbar Unerträglich Objektanforderungen Geeignet zum Messen komplexer Objekte Nicht geeignet zum Messen von Objekten mit komplexen Oberflächen

  Laser-Abstandssensoren: LIDAR-Sensoren

  LiDAR, kurz für Lichterkennung und-reichweite, kann als Laser-Abstandssensor betrachtet werden., Es misst die Reichweite von Zielen durch Lichtwellen von einem Laser anstelle von Radio-oder Schallwellen.

  Arbeitsprinzip von LIDAR

  Es gibt verschiedene Möglichkeiten zu erklären, wie LIDAR funktioniert (z. B. Triangulation, Pulsbasis usw.,der Weg ist am einfachsten:

  

  1. Der Sender auf dem LiDAR-Gerät emittiert Laserlicht am Zielobjekt
  2. Der Puls des Lasers wird dann vom Ziel aufgenommen und reflektiert zurück
  3. Der Abstand dann berechnet unter Verwendung der Beziehung zwischen konstanter Lichtgeschwindigkeit in der Luft und der Zeit zwischen Senden/Empfangen des Signals

  Schlüsselanwendungen von LiDAR

  • Umweltüberwachung; Forstwirtschaft, Landkartierung usw., wellenlängen im Vergleich zu Sonar und Radar; gut zur Erkennung kleiner Objekte
  • Anwendbar für den Einsatz bei Tag und Nacht

  Nachteile von LiDAR

  • Höhere Kosten im Vergleich zu Ultraschall und IR
  • Schädlich für das bloße Auge; High-End-LiDAR-Geräte können stärkere LiDAR-Impulse verwenden, die das menschliche Auge beeinflussen können

  Empfohlene LiDAR-Sensoren

  Fürchten Sie sich nicht vor den hohen Kosten, die LiDAR mit sich bringt, da wir hier bei Seeed einen Mini-LiDAR-Näherungssensor anbieten, der sehr erschwinglich und leicht mit Ihrem Arduino vergleichbar ist!,

  

  Interessiert, mehr darüber zu erfahren? Sie können zu unserer Produktseite gehen!

  LED Zeit-Von-Flug Abstand Sensoren

  Schließlich, wir nehmen einen blick auf die LED zeit-von-flug sensoren. Am häufigsten mit dem VL53L0X assoziiert, ist es Teil des breiteren Spektrums von LIDAR, die Time-of-Flight-Technologie bei der Messung von Entfernungen verwendet.,

  Was sind Time-of-Flight-Sensoren und ihr Arbeitsprinzip

  Time-of-Flight-Sensoren messen die verstrichene Zeit, die ein Wellenimpuls benötigt, um ein Objekt zu reflektieren und zum Sensor zurückzukehren. Es ist in der Lage, ein 3D-X, Y, Z-Bild mit einem einzigen Schnappschuss zu erzeugen, indem die Zeit gemessen wird, die Licht benötigt, um vom Emitter zum Empfänger zu gelangen., eine vielzahl von anwendungen aufgrund seiner fähigkeit, große objekte zu identifizieren

Nachteile von zeit-von-flug sensoren

• Höhere kosten
• Z tiefe auflösung ist immer noch schlecht mit allgemeine systeme bieten eine 1 cm Z auflösung

Empfohlen zeit-von-flug sensor

Zeit von Flug Abstand Sensor(VL53L0X)

Der VL53L0X, der seiner Popularität gerecht wird, integriert ein führendes SPAD-Array und bettet die patentierte FlightSense-Technologie der zweiten Generation von ST ein., Dies ermöglicht bis zu 2m bei der Messung absoluter Entfernungen!

Die obige Empfehlung ist auch Teil unseres Grove-Systems und erleichtert die Kopplung mit Ihrem Arduino!

Interessiert mehr darüber zu erfahren? Sie können sich die folgenden Ressourcen ansehen:

• Produktseite
• Blogpost zum obigen Sensor mit Arduino Guide

Vergleichen der Abstandssensoren

Um Ihnen bei der Auswahl eines geeigneten Abstandssensors zu helfen, habe ich unten eine zusammenfassende Tabelle mit dem aufgelistet, was Sie bei Ihrer Auswahl beachten sollten.,

Da alle vier jedoch jeweils ihre Vor-und Nachteile haben, müssen Sie zuerst Ihren beabsichtigten Zweck/Ihre Anwendung identifizieren, bevor Sie sich für einen entscheiden!,tive to external conditions

Yes No No No 3D imaging compatible No No Yes Yes

From the table, we can conclude that both ultrasonic and IR distance sensors are more suited for Arduino projects that require shorter range sensing., Während LiDAR-und Time-of-Flight-Sensoren für diejenigen empfohlen werden, die nach höheren Sensorfähigkeiten und 3D-Bildgebung suchen!

Zusammenfassung

Das ist alles für den heutigen Abstandssensorführer. Ich hoffe, es hat Ihnen geholfen, weiter zu verstehen und eine bessere Kaufentscheidung zu treffen!

Für abstand sensor Arduino kompatibilität, sie können die empfohlen Seeed produkte abgedeckt für jeden typ! Dies spart Ihnen Zeit beim Versuch, einen Abstandssensor selbst zu machen!,

• Ultraschall sensor empfehlung:
  • Grove – Ultraschall Sensor
• IR sensor empfehlung:
  • Grove – 80cm Infrarot Proximity Sensor
• Laser abstand sensor empfehlung:
  • Grove – TF Mini LiDAR
• Zeit-von-flug sensor empfehlung:
  • Grove – Zeit von Flug Abstand Sensor VL53L0X)

Weitere Informationen zu Näherungssensoren finden Sie in meinem vorherigen Artikel hier!,