Optische Sensorik in industriellen Applikationen

Transkript

1 Optische Sensorik in industriellen Applikationen Dr. Wolfgang Huber April

2 Gliederung Vorstellung Chips 4 Light GmbH Optoelektronische Sensorik Wichtige Größen Applikationen gestern Das Auto Sensorik überall Industrielle Applikationen an ausgewählten Beispielen Eigenschaften der idealen LED Welche LEDs bzw. LED Chips gibt es dafür? Ausflug in die Allgemeinbeleuchtung Zusammenfassung April

3 Chips 4 Light GmbH Gründung Chips 4 Light GmbH am 1. August 2010 Mehr als 15 Jahre LED Erfahrung Fokussierung auf kundenspezifische LED Lösungen Distribution von LED und Detektor Chips Partnerschaft mit ic-haus Weltweites Netzwerk Eröffnungsfeier der Chips 4 Light GmbH in den Räumen der Li-Ex GmbH Photo : patrick-reinig.com April

4 Optoelektronische Sensorik April

5 Wichtige Größen Leistung pro Raumwinkel Abstrahlrichtung Wellenlänge Schnelligkeit Spannung Temperaturabhängigkeit... Absorption Dispersion Brechung Streuung... Lichtstrom Empfangsoptik Spektrale Empfindlichkeit Schnelligkeit Spannung Temperaturabhängigkeit... April

6 Applikationen gestern IRDA Drahtlose Punkt zu Punkt Übertragung mit IR ( nm) Hohe Abhörsicherheit Niedrige Bitfehlerraten Optokoppler Galvanische Trennung Einsatz in z.b. Netzgeräten Sender und Empfänger in einem Gehäuse Fernbedienung Drahtlose Punkt zu Punkt Übertragung mit IR Pulspakete im khz Bereich Unterhaltungselektronik April

7 Das Auto Sensorik überall Fußgängerschutz Optische Schalter Regensensor Umgebungslichtsensor Sitzplatzerkennung Müdigkeitssensor Lenkradsensor Nebelsensor Toter Winkel Sensor Abstandssensor Fahrspurhaltesensor Sitzplatzerkennung Nachtsichtsystem Radio Displaybeleuchtung Multimediasystem Head-up Display April

8 Lichtgitter und Lichtschranke Bild ic-haus Einweg-Lichtschranken Sender und Empfänger gegenüber angeordnet Hohe Reichweiten Alle Objekte sicher erkennbar Überwachung von Produktionslinien, Füllstandsmessung, Sicherung von Gefahrenbereichen Reflexionslichtschranken Integration in einem Gehäuse Einfache Installation Auch für transparente Objekte geeignet Lichtgitter 2-dimensionaler Überwachungsbereich Größe von Objekten messbar Aufzüge, Sicherung von Gefahrenbereichen, Tore April

9 Triangulation Abstandsmessung Dickenmessung Minimal und/oder Maximalwertüberwachung Pegelstandsmessung Grenzwertüberwachung Überwachung von Durchbiegungen Positionsnachführung von Robotern und Automaten Präzisionsmessung mit Hintergrundausblendung... Bild ic-haus April

10 Encoder als Beispiel für Systemintegration Präzise Erfassung von Linear- und Rotationsbewegungen Anwendungen: Codescheibe (Auflösung) LED mit Regelung (Stabilität) Photodiodenarray (Empfindlichkeit) Programmierbare Signalverstärkung (Genauigkeit) mit T-Kompensation Sin/Cos-Interpolation (Auflösung, Genauigkeit) Schnittstelle zu Steuerung Bilder ic-haus Drucker CNC-Maschinen Stepper Aufzüge Roboter April

11 Optische Bildgebung Bild DAKO Hohe Lichtintensität notwendig IR-Strahlung Hitzeabweisende Windschutzscheiben CCD-Sensor Bild CSEM Bisher Triangulationssensoren Sofortige Aufnahme eines Arrays mit dem TOF Sensor Höhere Geschwindigkeit Musterunabhängigkeit April

12 Eigenschaften der idealen LED Oberflächenemitter Bild OSRAM Die Leuchtquelle ist der Chip Je kleiner, desto besser Aber Stromtragfähigkeit beachten Evtl. hohe Pulsfähigkeit benötigt Abschattungen durch Pad und Draht Hohe Temperaturen Hermetisch dicht Keine Reflexionen durch Gehäuse Aber Kostenbeschränkung! Ideale LED: April

13 Welche LEDs gibt es? Reiner Flip Chip Chips LED-Chip PLQ-Chip SMT SMT schw PLQ Beam LED TO LED mit Blende Größe Abstrahlung Form Effizienz Puls Kosten T-Verhalten Hermetisch Wellenlänge Verarbeitung April

14 Ausflug in die Allgemeinbeleuchtung Große Hersteller geben Trends vor Zumeist Fokussierung auf Kosten und Effizienz Hohe Volumina gefordert LED- Glühlampen Bild OSRAM Miniaturisierung Optimierung des thermischen Verhaltens Fokus auf Lichtqualität Optimierung der Applikation durch zusätzliche Sensorik High End Applikationen RGBWY-Array (ca. 2.5 mm x 2.5 mm) April

15 Kontakt Chips 4 Light GmbH Dr. Wolfgang Huber Nürnberger Straße 13a Etterzhausen info@chips4light.com Eröffnungsfeier der Chips 4 Light GmbH in den Räumen der Li-Ex GmbH Photo : patrick-reinig.com April