Ein unachtsamer Moment oder eine falsche Bewegung können für körperlich beeinträchtigte Menschen schwerwiegende Folgen haben. Doch eine Rund-um-die-Uhr…
Sensoren erklärt Was ist ein Sensor | Induktiver und kapazitiver Sensor
Abbildung eines induktiven / kapazitiven Sensors
Wie funktioniert ein Sensor?
Das Prinzip eines Sensors ist leicht zu verstehen, Sensoren sind aber durchaus komplexe elektronische Geräte, denen eine große Bedeutung im Alltag zukommt. Zunächst erfasst der Sensor die physikalische Größe und wandelt diese in eine spezifische elektrische Spannung um, wobei diese in proportionalem Verhältnis zur Eingangsgröße steht.
Der Sensor bedient sich dabei sogenannter Wandler, welche das Herzstück des Sensors bilden. Sensorische Wandler arbeiten auf unterschiedliche Art und Weise und können magnetisch, radioaktiv, ladungstechnisch, feldstärkengesteuert, magnetisch, piezoelektrisch, induktiv oder kapazitiv sein.
Sensoren sorgen somit für eine Skalierung der Eingangssignale, sodass die Ausgabe für das angeschlossene Verwertungsgerät interpretierbar wird. Ein Sensor lässt sich im übertragenen Sinne als Übersetzer bezeichnen, denn er münzt die ankommenden Signale in interpretierbare Größen um. Ein Geigerzähler analysiert beispielsweise die radioaktive Strahlung mittels Sensor und gibt den standardisierten Wert im Display wieder. Sensoren können sowohl kabelgebunden als auch funktechnisch arbeiten. Häufig sind sie - wie beim Geigerzähler - mit einem Mikrosystem verbunden, wodurch sie zu einer eigenen Einheit, einem Bauelement, werden.
Sensoren sorgen für eine Skalierung der Eingangssignale
Hauptsächlich werden Sensoren in mechanische und nicht-mechanische Sensoren unterteilt. Ein mechanischer Sensor erfasst unter anderem Kraft oder Druck, sein nicht-mechanisches Gegenstück ist für die Rezeption von Licht, Temperatur, Magnetfeldern und chemischen Stoffen zuständig.
Abbildung eines Lego Mindstorms NXT Helligkeitssensor
Aktive und passive Sensoren
In der Physik werden Sensoren in passive und aktive Sensoren eingeteilt. Ein aktiver Sensor nimmt ein elektrisches Signal direkt auf und benötigt keine elektrische Hilfsenergie. Es erfolgt dadurch keine Umwandlung der Energie, während bei einem passiven Sensor die Parameter durch die Messgröße umgeformt wird. Das Ausgangssignal des passiven Sensors ist also nicht elektrischer Natur und wird erst durch den Sensor in ein elektrisches Signal verwandelt.
Während aktive Sensoren keine externe Energie benötigen, weil sie die ankommenden elektrischen Signale direkt nutzen, benötigen passive Sensoren für die Umformung eine Hilfsenergie, zum Beispiel Strom.
In der Physik werden Sensoren in passive und aktive Sensoren eingeteilt
Wo werden Sensoren eingesetzt?
Ein Sensor ist ein äußerst vielseitig einsetzbares Gerät und wird in nahezu allen Bereichen unseres Lebens verwendet. In der Technik sowie den Lebenswissenschaften Biologie und Medizin wird der Begriff sehr häufig gebraucht. Vor allem in der Technik fungieren Sensoren als Signalgeber bei automatisierten Prozessen.
Bekannt sind Sensoren aus optischen Netzen, DVD-Laufwerken, Scannern, Camcordern und Digitalkameras. Rauchmelder, Regenmesser und Bewegungsmelder sind weitere Beispiele für Sensoren. Zu den wichtigsten Sensor - Arten zählen resistive Sensoren. In Abhängigkeit der Messgröße ändert sich der Widerstand des Sensors. Der daraus resultierende Spannungsabfall kann registriert und interpretiert werden. Wägezellen, die in Waagen zum Einsatz kommen, arbeiten nach diesem Prinzip.
Eine umfangreiche Übersicht von smarten Rauchmeldern finden Sie auch bei Amazon.
Im Alltag sind häufig Temperatursensoren anzutreffen. Die meisten dieser Sensoren arbeiten im Kontakt zum Messobjekt, können aber auch indirekt die Wärmestrahlung des Objekts messen. Ein typisches Beispiel dafür sind Bewegungsmelder und Thermografie-Geräte. Optoelektronische Sensoren setzen optische Informationen in elektrische Signale um.
Als Eingangssignal wird entweder sichtbares Licht, ultraviolettes Licht oder Infrarotstrahlung verwendet. Ein optoelektronischer Sensor macht sich dabei die hochkomplexen quantenmechanischen Effekte des Lichts zunutze. Dieser Sensor wird sehr häufig in Foto- und Videokameras (als CCD- oder CMOS-Sensor) sowie in der Mustererkennung (Barcodescanner) eingesetzt.
Vor allem in der Medizin kommt den Magnetfeldsensoren eine große Bedeutung zu. Ohne sie wären die heute üblichen Untersuchungsmethoden nicht durchführbar. Es handelt sich dabei um magneto-resistive Sensoren, die durch Magnetfelder aktiviert werden. Magnetfeldsensoren sind nahezu verschleißfrei und nutzen unter anderem den Zeeman-Effekt, um Spektrallinien aufzuspalten. Deshalb sind diese Sensoren zuverlässige Erfasser, die in der Magnetresonanztomografie (MRT) und Kernspinresonanztomografie eingesetzt werden.
Das Auge ist ein typischer Sensor
Übertragen auf den menschlichen Körper wäre ein typisches Beispiel für einen Sensor unser Auge. Licht wird dabei von der Netzhaut erfasst und in elektrische Signale umgewandelt, die vom Gehirn interpretiert werden. Interessanterweise findet sich für viele Sensoren im technischen Bereich eine natürliche Entsprechung am menschlichen Körper, z.B. der Tastsinn, der mechanische Reize (Berührung) in elektrische Impulse umsetzt und an das Gehirn weiterleitet.
Lesetipps zum Thema Wissen
Was ist ein Smart Home? Geräte und Systeme
Was ist bei der Planung eines Smart Home am Wichtigsten
Was ist ein Hub | Aufgabe, Funktion und Einsatzgebiete
Mehr Infos und Trends zum Smart Home
Mehr zu Sensoren
Sicherheit im Außenbereich durch smarte Lichter erhöhen
Stolperschutz im Smart Home: Außenflächen beleuchten – so geht‘s
Ein smartes Zuhause bezieht sich nicht nur auf die eigenen vier Wände – auch im Außenbereich finden sich nützliche Anwendungen, die für Sicherheit…
Tests zum smarten Netatmo Raumluftsensor (Healthy Home Coach)
Netatmo Raumklimasensor Test-Überblick für HomeKit-Fans
Für ein angenehmes Klima in Innenräumen sorgt der smarte Raumklimasensor von Netatmo (ehemals Healthy Home Coach). Denn in Kombination mit der Hersteller-App…
Bewertungen und Erfahrungen zum ZigBee Bewegungsmelder von OSRAM
OSRAM Smart+ Motion Sensor Test-Vergleich: Leistung und Preise
Erst durch den Einsatz von intelligenten Sensoren ist ein Smart Home in der Lage, direkt auf seine Bewohner zu reagieren. Während Fenster-Sensoren…
Preise, Tests und Leistung der Top vier Kohlenmonoxid Melder
Kohlenmonoxid Melder im Vergleich – Tests und Bewertungen
Die Feuerwehr warnt bereits seit Jahren vor dem gefährlichen Kohlenmonoxid-Gas. Denn es ist wegen seinem geruchs- und farblosen Auftreten besonders tückisch,…
Funktionen und Bewertungen des COWM300 CO-Melders
ABUS Kohlenmonoxid-Warnmelder COWM300 im Test-Überblick
Viele Haushalte nutzen Verbrennungseinrichtungen wie Gasheizungen oder Kamine, welche Gefahr laufen, das für den Menschen unerkennbare und stellenweise sogar…
Einsatzbereiche und Kosten des CO-Melders RM370
Smartwares RM370 Kohlenmonoxid Melder: Überblick und Bewertung
Kohlenmonoxid ist sowohl geruch- als auch farblos und seine Wahrnehmung durch den Menschen daher nicht möglich. Ein defekter Ofen, eine beschädigte…
GARDENA Bewässerung und automatische Rasenpflege
GARDENA smart system Test: Ausstattung & Preis im Vergleich
Ein perfekt gepflegter Garten ohne anstrengendes Mähen und Gießen? Dieser Traum kann durch das intelligente GARDENA smart system Realität werden, verspricht…
Öffnungsmelder montieren für smarten Einbruchschutz
Türkontakt installieren – so geht’s
Smarte Türkontakte lösen im vernetzten Zuhause einen Alarm aus, wenn die damit versehene Tür geöffnet wird. Schleicht sich also nachts ein Einbrecher in…
Bewegungsanalyse-App TMD liefert Daten zur Verkehrsoptimierung
MOPRIM – die Grundlage für intelligente Mobilität
Das Verkehrssystem in einer Stadt ist ein Gewirr. Überall sind Menschen zu Fuß unterwegs, fahren Rad, benutzen Bus und Bahn oder reisen mit dem Auto –…
home&smart Adventskalender - 11. Dezember
Airthings Wave smarter Radon-Monitor zu gewinnen
Hinter dem elften Türchen des Adventskalenders versteckt sich smarte Sicherheit für die Weihnachtstage und das restliche Jahr: Heute verlosen wir unter…
Vibrationssensor für die einfache Wartung von Autos
CARFIT: Start-up entwickelt Sensor zur Fehlerdiagnose bei Autos
Das französische Start-up-Unternehmen CARFIT möchte die Wartung von Autos um ein Vielfaches erleichtern. Nutzer sollen künftig den technischen Zustand…
CAREcules trägt Alltagsgegenstände und folgt dem Nutzer
Varomo konzipiert mobilen Robotertisch für Menschen mit Handicap
Start-up Varomo arbeitet an einem mobilen Robotertisch konzipiert, der den Alltag von Menschen mit Handicap erheblich erleichtern soll. CAREcules heißt das…
Smarthome-Produkte und mehr
eesy-innovation - Lösungen für eine vernetzte Welt
Das Internet der Dinge ist mittlerweile mehr als eine Zukunftsvision. Zu denjenigen, die die Entwicklung vorantreiben, gehört eesy-innovation. Mit seinen…
Luftqualitätssensoren von Breeze Technologies
Breeze Technologies ermittelt die Luftqualität vor der Haustür
Viele wissen es vielleicht nicht, aber in Deutschland haben die Menschen per Gesetz ein Anrecht auf saubere Luft. Das Hamburger Start-up Breeze Technologies…
Funkwetterstationen im Vergleich - Erfahrungen, Funktionen, Preis
Wetterstation Test-Übersicht 2019: Bewertungen und Tests
Die richtige Wetterstation gibt neben einer verlässlichen Vorhersage auch einzeln aufgeschlüsselte Messwerte zum Besten und analysiert idealerweise gleich…
Electric Paint für Schalter und Sensoren
Bare Conductive malt Schaltkreise mit leitfähiger Farbe
3D-Drucker sind damit Old News: das britische Start-up Bare Conductive hat elektrische Farbe entwickelt, mit der jeder sich Leiter und Sensoren selbst malen…
TS ALPHA Sensor: Neue Einsatzbereiche für Ultraschall im IoT
Toposens baut 3D-Ultraschallsensoren für Objektortung in Echtzeit
Das 2015 in München gegründete Start-up Toposens arbeitet an innovativen 3D-Ultraschallsensoren. Sie sind zum Beispiel für autonome Fahrzeuge, zur…
PV-Massenfertigung für IoT, Sensoren und Solarpanels
Ribes Tech: Photovoltaik-Module zum Ausdrucken
Ein italienisches Start-up druckt Photovoltaik-Filme, die flexibel, leicht, dünn und vielseitig einsetzbar sind. Sie brauchen nicht mal Sonnenlicht, um…
Füllstandmessung mit Sensoren
Optimierungsbedarf: Binando digitalisiert die Mülltonne
Was macht eine Stadt lebenswert? Viel Grün wird hier oft genannt, eine gute Infrastruktur, kulturelle Angebote. Das Start-up Binando setzt eine effiziente…
Works with Apple HomeKit
Elgato Eve | Smart Home Steuerung über HomeKit von Apple
Auf der CES 2016 stellten die Entwickler von Elgato Eve erstmals in vollständiger Form ihr eigenes Smart Home Konzept samt ebenfalls eigenständig…
Smarter Kohlenmonoxid-Melder
Fibaro CO-Sensor für Z-Wave und Apple HomeKit
Er ist klein, unauffällig und könnte doch einmal ein Leben retten: Der Fibaro CO-Sensor warnt zuverlässig vor Kohlenmonoxid in der Raumluft. Kohlenmonoxid…
Safety First!
Sicherheit im Smart Home - Panasonic KX-HN6014 im Praxistest
Der Bereich Sicherheit ist neben Komfort und Energieeinsparung ein großes Thema für Smart Home-Anwendungen. Auch bei dem Panasonic Smart Home KX-HN6014…
Für drinnen und draußen
Elgato Eve Degree | Temperatur- und Luftfeuchtigkeitsmonitor
Zu viel Luftfeuchtigkeit oder zu hohe Temperaturen stressen den Körper ebenso, wie zu trockene oder zu kalte Luft. Der neue HomeKit kompatible Temperatur- und…
Konfigurierbarer Smart Switch für diverse Szenarien
Logitech Pop Home Switch: SmartHome einfach wie ein Lichtschalter
Die Smart Home Steuerung per Smartphone ist zwar komfortabel und bietet eine reiche Funktionsvielfalt, wenn Sie aber einfach Licht brauchen, ist der gute alte…
Verwandte Themen
