Abstandssensoren und Bewegungsmelder in der Mikroelektronik

In der Standardausrüstung jedes Bastlers findet sich mit einer ziemlich hohen Wahrscheinlichkeit mindestens ein Bewegungsmelder oder Abstandssensor wieder. Und das auch aus einem guten Grund, denn nur so lassen sich tolle Projekte wie z.B. ein Linienverfolger Chassis oder eine effiziente Lichtsteuerung innerhalb der eigenen vier Wände realisieren.
Die Funktion von Bewegungsmeldern und Abstandssensoren ist dabei leicht erklärt. Beide Sensoren bedienen sich der Infrarottechnik, der Bewegungsmelder registriert Temperaturänderungen (z.B. durch Körperwärme) innerhalb des Sichtbereichs. Wird ein Anstieg der Temperatur innerhalb das PIR-Bereichs detektiert, gibt der Bewegungsmelder ein Signal weiter. Die Höhe des Schwellenwertes, bis das Signal ausgegeben wird, wird dabei häufig mit einem Trimmpotentiometer direkt am Modul kalibriert.
Abstandssensoren funktionieren ähnlich: Am Sensor befindet sich eine Infrarot Leuchtdiode, die für den Menschen nicht sichtbares Infrarotlicht ausstrahlt. In direkter Nähe zur Diode ist ein Fotowiderstand (LDR) angebracht. Trifft nun ein Objekt in den PIR-Bereich des Sensors ein, reflektiert dieses das Infrarotlicht der Diode. Die LDR erfasst Schwankung des Lichteinfalls und gibt diese in Form eines elektronischen Signals zur Verarbeitung einer Logikeinheit weiter.

Weitere Sensoren zur Messung von Abständen

Ein beliebtes Modul zur Messung von Abständen ist der Ultraschallsensor HC-SR04. Das HC-SR04 Modul arbeitet, anders als die oben beschriebenen Sensortypen, nicht mit einem Infrarotsignal, sondern mit Ultraschallwellen. Der Ultraschallsensor sendet dabei Wellen in eine beliebige Richtung aus und misst die Zeit bis zum Wiedereintreffen am HC-SR04. Daraus lässt sich die Distanz zwischen einem Objekt und dem Ultraschallsensor HC-SR04 in Echtzeit messen und sogar visuell darstellen.

Die Funktionsweise von Bewegungsmelder, Abstandssensor und Ultraschallsensor im Überblick

Bewegungsmelder (PIR-Sensor) HC-SR05:
- erfasst Temperaturunterschiede im PIR-Bereich

Ultraschallsensor HC-SR04:
- misst die Distanz zu einem Objekt mit Ultraschallwellen

Abstandssensor:
- misst Veränderungen im Lichteinfall durch einen Fotowiderstand