Farbsensoren

Letzter Autor: induux Redaktion 28. März 2022

Farbsensoren sind Sensor, die Licht auf Oberflächen selektiv erfassen und bewerten. Meist arbeiten diese Sensoren nach dem Dreibereichsverfahren. Einsatz finden diese Sensoren im Werkzeugbau, der Lebensmittelproduktion oder Landwirtschaft.

Synonym(e): Farberkennungssensoren, RGB Sensor, Color Sensor, LAB-Farbsensor, True-Color-Sensor

Funktionsweise und Aufgabe eines Farbsensors

Wie funktioniert ein Farbsensor? In diesem Video wird am Arduino gezeigt was er kann.

Zuerst wird ein Objekt mit Weißlicht (Tageslicht) beleuchtet. Das reflektierte Licht wird dann optisch gefiltert, in drei Teillichte (Rot, Grün, Blau) unterteilt und von Photoempfängern aufgenommen. Diese liefern die jeweiligen Farbwerte und Intensitätsanteile. Nach der digitalen Umwandlung werden die Farbwerte mit vorher gespeicherten Referenzwerten verglichen und die Ausgänge des Farbsensors entsprechend geschaltet. Starke Störlichtquellen (Beispielsweise Sonnenlicht) sollten nicht in der Nähe sein.

Die Aufgabe eines Farbsensors kann in der Anwesenheits- und Vollständigkeitsprüfung liegen. Dies ist ein wichtiger Aspekt für die Qualitätskontrolle.

Weitere Verfahren

Es gibt auch Sensoren bei denen mit Hilfe von Halbleiterlichtquellen Sendelicht (Rot, Grün, Blau) abgestrahlt wird. Die vom Objekt remittierten Farbanteile erlauben eine eindeutige Aussage über die Objektfarbe. Hierbei wird eine externe Lichtquelle überflüssig und eine Unabhängigkeit des Farbsensors vom Umgebungslicht ist gegeben.

Physikalische Kennwerte

1. Beleuchtung: Seitlich unter einem Winkel von 20-40 Grad.
2. Messabstände: Sind unterschiedlich und können eine Reichweite von wenigen Centimetern haben.
3. Erkennungsbereich: Zwischen fünf und neun Centimetern.
4. Düsenaktivierung: Unter zwei Millisekunden.

Einsatzgebiete

Werkzeugbau

Kontrolle von Metalloberflächen wie Getriebekästen

Landwirtschaft

Sortierung von landwirtschaftlichen Produkten wie Samenkörnern

Lebensmittel

Etikettenprüfung

Abfallwirtschaft

Sortierung von Bruchglas

Vor- und Nachteile

Vorteile

• Die RGB-Farbelementeerkennung ist bei einigen Verfahren extrem stabil.
• Entfernungsschwankungen können problemlos kompensiert werden.
• Vibrationen von Objekten sind im Toleranzbereich.

Nachteile

• Manche Verfahren sind sehr anfällig für Störlichtquellen.
• Sortiergut muss trocken sein, um auftretende Fehlsortierungen zu vermeiden.
• Bei Manchen Verfahren muss mit Hilfe von Farbpigmenten nachgeholfen werden.

Abgrenzung

Farbmessgeräte gehören nicht zu den Farbsensoren. Der Zweck von Farbmessgeräten ist das Erfassen von Farbmaßzahlen mit höchster Genauigkeit. Farbmessgeräte arbeiten im Gegensatz zu einem Farbsensor auf spektralfotometrischer Basis und liegen preislich deutlich höher. Auch reine Primärfarbsensoren zählen icht zu den Farbsensoren, da es hierbei nicht um eigenständige Geräte handelt. Elektronische Farbfächer können Farbnummern und -namen anhand von definierten Farbsystemen (Pantone, RAL, usw.) erkennen. Sie sind den Farbsensoren sehr ähnlich. Jedoch handelt es bei den Farbfächern um ein Handgerät, welches nur dem Aufzeigen der Farbnamen und Nummern steht.

Markt

Viele Unternehmen bieten auch weitere Sensorarten wie Lasersensor, optische Sensoren oder Lichtschranke an. Der Markt für Farbsensoren sowie hochpräzise Sensoren, Messgeräte und Systeme ist sehr groß und vielfältig.