Reflexions-Lichttaster – HTW Chur hilft bei Türöffnen

Zur Produktpalette der Cedes AG in Landquart gehört seit über zehn Jahren ein Reflexions-Lichttaster der sogenannten TLS 250 Serie. Dieser eignet sich für Aufgaben, bei denen Punkt- oder Flächenerfassung gefragt ist.

Er kommt beispielsweise bei den automatischen Schiebetüren in den Doppelstockzügen der SBB zum Einsatz. Der Sensor erzeugt das Signal zum Öffnen der Türe, sobald sich eine Person nähert. Obwohl bewährt und vielfach eingesetzt, gibt es aufgrund der technischen Entwicklung Optimierungspotenzial für das Produkt. So werden heute beispielsweise elektronische Komponenten nicht mehr in eine Leiterplatte gesteckt, sondern maschinell auf diese appliziert.

In ihrer Diplomarbeit haben die beiden Studierenden der HTW Chur, Marcel Dort und Mario Meli, diesen Sommer ein neues Konzept für den Sensor entwickelt. Dieses übertrifft die wichtigsten Anforderungen der Firma Cedes. Durch ein ausgeklügeltes Hard- und Softwaredesign konnte die gewünschte kompaktere Bauform realisiert werden. Weiter ist die Leistungsaufnahme um 50% gesunken.

Der neu entwickelte Sensor besteht wie bisher aus einem Infrarot Sender und einem Empfänger, enthält aber einen neuen Prozessor. Die neue Software regelt die Sendepulsstärke so, dass der gesendete Lichtpuls, der am Hintergrund des Erfassungsbereichs reflektiert wird, gerade noch empfangen werden kann. Bei einer Veränderung des optischen Weges durch ein Objekt wird der Ausgang des Sensors geschaltet.

Eine der grössten Herausforderungen bei der Diplomarbeit bestand darin, aus dem digitalen Signal des Mikrokontrollers einen Sendepuls von variabler Stromstärke mit hoher Auflösung zu erzeugen. Mit der umgesetzten Lösung ist es möglich, die Energie für den Sendepuls beliebig zu regeln. Dies geschieht durch Variieren von Ladezeit und Entladezeit bzw. Sendepulsamplitude. Dadurch kann sich der Sensor in einem weiten Bereich an die jeweilige Umgebung anpassen und Objekte in unterschiedlichen Distanzen zuverlässig erfassen.

Die Arbeit der HTW-Studierenden übertraf die Erwartungen, da das Produkt nicht nur ein Prototyp ist, sondern praktisch Serienreife hat. Die Bachelorarbeit erhielt diesen Herbst den Preis von Electrosuisse für die beste Diplomarbeit im Fachbereich Technik der HTW Chur.

Weitere Auskünfte:
Peter Kühne, Dipl. El.-Ing. ETH, Dozent HTW Chur
Tel. +41 (0) 81 286 24 87
peter.kuehne@htwchur.ch