Raspberry Pi Abstandssensor

Der Raspberry Pi Abstandssensor kann Entfernungen messen. Solche Sensoren sind perfekt dafür geeignet, um mit dem Raspberry Pi ein bewegliches Objekt zu steuern. Sei es nun einen autonomen Roboter oder ein selbst fahrendes Auto. Durch die Abstandsmesser kann die künstliche Intelligenz die Umgebung erkennen und gegebenenfalls auf Hindernisse reagieren. Aber beginnen wir mal mit den Basics!

Raspberry Pi Abstandssensor

Raspberry Pi Abstandssensor

Es gibt mehrere unterschiedliche Lösungen um die Entfernung zu Objekten zu messen. Zwei davon sind:

Im Prinzip funktionieren beide Sensoren nach der selben Idee, jedoch ist die Art der Signale unterschiedlich. Je nach Einsatzbereich lohnt sich eine der beiden Technologien.

Funktionsweise

Abstandsmesser (egal ob Ultraschall oder Infrarot) funktionieren nach folgendem Prinzip:

  • jeder Sensor besteht aus einem Sender und einem Empfänger
  • der Sensor sendet ein Signal aus (Ultraschall oder Infrarot Licht)
  • dieses wird von einem Objekt reflektiert
  • das reflektierte Signal wird vom Empfänger aufgenommen
  • die Distanz zum Objekt errechnet sich aus der Zeit die vom Senden bis zum Empfang vergeht

Funktionsweise

Ultraschall Sensoren

Ultraschall Sensoren kennt vermutlich jeder. Diese werden heute in Autos eingesetzt um beim Einparken den Abstand zu anderen parkenden Autos zu messen. Der Abstand wird dabei entweder über einen Ton und/oder mittels grafischer Anzeige am Display angezeigt. Die Abstandsmessung erfolgt akustisch durch Ultraschall. Diese Technik wird beispielsweise auch von U-Booten eingesetzt um nicht mit einer Felswand zu kollidieren und andere Objekte (feindliche U-Boote) zu orten. Der Vorteil von Ultraschall ist in diesem Fall, dass der Sensor kein Licht aussenden muss und somit ist es weniger tragisch, wenn der Sensor von außen verschmutzt ist. Beim Auto ist es egal wie dreckig dieses ist, die Einparkhilfe funktioniert. Bei U-Booten im Wasser reicht ein Ultraschall Signal wegen der größeren Dichte viel weiter, ein Infrarot Signal würde nicht sehr weit kommen.

Infrarot Sensoren

Eine andere Möglichkeit vom Raspberry Pi Abstandssensor sind die Infrarot Sensoren, also eine optische Abstandsmessung. Dabei wir anstatt Ultraschall Licht im Infrarot Bereich abgestrahlt. Dieses ist für Menschen unsichtbar, man kennt das vielleicht von Fernbedienungen für Fernseher. Diese schicken ebenfalls ein Infrarot Licht aus, welches am Fernseher in ein Steuerkommando umgewandelt wird.

Fazit

Die Technik hinter dem Raspberry Pi Abstandssensor ist recht einfach und verständlich. Ich habe mir mehrere unterschiedliche Sensoren besorgt und stelle euch diese samt Montageanleitung und Source Code in den nächsten Teilen dieser Artikelserie vor.

Welche Technologien für die Abstandsmessung kennt ihr noch? Welche davon könnte man auch über den Raspberry Pi nutzbar machen?

Teil 1 | Teil 2 | Teil 3 | Teil 4 | Teil 5

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