2D scanner R2000 - ultratenké detekční a měřící pole

22. listopad 2017Autor : Honza M .

Dnes se chci věnovat tématu 2D senzorů. Nejde o nějakou super novinku, jelikož takové senzory se už pár let na trhu využívají, ale rád bych vám ukázal velký inovační skok v tomto segmentu.

Máte rádi akční filmy?

Jistě se vám vybaví nějaká scéna, kdy si akční hrdina musí poradit s citlivými laserovými paprsky v tajných místnostech, muzeích nebo bankách. Děj graduje a tak hrdinovi začne stékat pot po čele. Udrží se kapka anebo protne laserovou neviditelnou zeď a spustí alarm?

Není to sci-fi ale realita.

Představte si senzor, který okolo sebe do vzdálenosti 10-ti, 20-ti, 30-ti metrů dokáže zjistit a dokonce i zaměřit jakýkoli předmět od šířky pár milimetrů (pravděpodobně i tu kapku potu). Zapamatujte si scanner R2000.

Jak to dokáže?

Oproti staré metodě známé ze čteček čárových kódů, kde kmitající zrcátko "rozhýbá" stabilní laserový paprsek, využívá inovativní senzor R2000 otáčejícího se paprsku v pevném ložiskovém uložení. Díky tomu je paprsek naprosto stabilní a obsáhne oblast celých 360°, protože se otáčí dokola jedním směrem.

K čemu je potřeba taková přesnost?

Zejména pro monitorování prostoru a přesnou navigaci, pick-up systémy, muting area senzory, antikolizní systémy, měření objektů, monitorování přesahů, detekce mezer, navádění robotů, autonomní vozítka, parkovací systémy ad.

Může se otáčet 10 – 50x za vteřinu, kdy zvládne 250 000 měření/s. Využívá přitom technologii PRT – pulse ranging technology, kdy vyšle definovaný impulz do prostoru, změří čas zpět odraženého světla a dopočítá vzdálenost. Nastavitelné úhlové rozlišení může dosahovat až 0,014°. Pro lepší představu - ve vzdálenosti 10 metrů od senzoru provede 15mm laserový paprsek měřící krok 2,5 mm. Díky tomu dochází k překrývání měření a eliminují se slepá místa. Zmiňovaná technologie PRT nepotřebuje zaslepit předmětem celý měřící paprsek, stačí mu jen část světla odraženého zpět do senzoru.

Už věříte, že by náš akční hrdina neměl šanci?

Výhodou pevného uložení otáčivého paprsku je i mechanická stabilita a umožňuje montáž ve všech směrech. Klidně jej namontujte vzhůru nohama těsně nad zemí a získáte tak 1cm nad podlahou detekční plochu různých překážek, předmětů spadlých na zem, přesahujících, visících předmětů atd.

Vývojáři chytře využili otáčivého mechanismu a pomocí 24 spínaných LED diod vytvořili jednoduchý display 24x252px , který můžeme využít k základnímu nastavení, diagnostice, stavu výstupů, nebo k jednoduché identifikaci. Prostě naimportujeme B/W bitmapu ve stejném rozlišení a ukáže text, ID, nebo logo.

Co je na výstupu?

Teď by se slušelo zmínit, že existují dva základní směry – detekce nebo měření. Na každý směr je potřeba jiná verze senzoru.

Detekční verze má možnost pomocí parametrizačního SW definovat až čtyři detekční oblasti. Mohou se překrývat, mohou být i složitého tvaru (mnohoúhelník, elipsa, obláček, obrys, výseč atd.).
Pro komunikaci slouží čtyři konfigurovatelné digitální vstupy/výstupy. U vstupů je to jednoduché, může jít o klasický trigger mód anebo alternativní signály. Výstupy jsou velmi variabilní a umožňují i využít jednoduchou logiku pomocí podmínek AND, OR. Stačí si ji jen určit. Např. pokud je objekt v poli X a ne v poli Y a je v chodu dopravník, rozepni výstup.

U verze měřící jsou k dispozici reálná data a komunikace probíhá pomocí protokolu TCP/IP. Vzhledem k objemu datového toku a potřeby zpracovat velké množství hodnot je doporučené průmyslové PC. Každé měření obsahuje vzdálenost, aktuální úhel a echo (sílu odraženého paprsku). Právě díky této informaci lze jednoduše rozlišovat i barevnost okolí a rozpoznávat reflexní plochy od ostatních. Informace putují ve dvou paketech –HEADER a DATA. V prvním jsou obsažené aktuální podmínky měření a nastavení senzoru, jeho aktuální pozici a kondici, a v druhém naměřená data a síla odezvy signálu.

Co dodat?

Jde o velmi precizní univerzální senzor zejména pro vnitřní použití. Dostatečně malý a přitom robustní s jednoduchou vizualizací. Za mne říkám, šanci si rozhodně zaslouží.