Die Erfindung betrifft einen Sensor nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1.
Sensoren beispielsweise zur optoelektronischen Überwachung eines vorgegebenen Umgebungsbereiches weisen einen Sender, einen Empfänger sowie eine Elektronik-Einheit zum Ansteuern des Senders sowie zur Auswertung der Empfangssignale auf. Weiterhin ist eine I/O-Einheit (Input/Output-Einheit) vorgesehen, welche eine externe Schnittstelle zum Anschluss externer Geräte an den Sensor aufweist.
Der Nachteil bei den bekannten Sensoren besteht darin, dass sämtlich vorgenannten Elemente fest in einem Gehäuse angeordnet sind, so dass eine individuelle Anpassung an externe Geräte im Sinne einer Veränderung oder Erweiterung oder eine individuelle Anpassung an Einsatzzwecke nicht ohne weiteres möglich ist.
So muss beispielsweise in stationärer Anwendung zur Überwachung eines Raumbereichs ein vollständig anders konfigurierter Sensor eingesetzt werden, wie beispielsweise für den Einsatz des Sensors an einem selbstfahrenden Fahrzeug, z.B. zum Materialtransport. Für jeden Einsatzzweck ist ein eigener Sensor bzw. ein eigens dafür konfigurierter Sensor bereitzustellen.
Davon ausgehend liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, die Funktionalität des Sensors zu verbessern.
Die technische Lösung ist gekennzeichnet durch die Merkmale im Kennzeichen des Anspruchs 1.
Die Grundidee des erfindungsgemäßen Sensors besteht darin, ihn in zwei Module zu unterteilen, nämlich einerseits in ein Sensorkopf-Modul mit Sender, Empfänger und zugehöriger Elektronik-Einheit für die Ansteuerung und Bereitstellung von Signalen und andererseits in ein I/O-Modul mit einer internen Schnittstelle zum Sensorkopf sowie mit einer oder mehreren externen Schnittstellen zum Anschluss externer Geräte. Dabei ist das I/O-Modul tauschbar gestaltet, d.h. es ist an dem Sensorkopf-Modul anordenbar. Das Sensorkopf-Modul bildet somit zusammen mit dem I/O-Modul eine Gesamteinheit, wobei das Sensorkopf-Modul ohne das I/O-Modul nicht funktionsfähig ist. Das I/O-Modul bestimmt die externen Beschaltungsmöglichkeiten. Im I/O-Modul werden die elektrischen Signale, die vom Sensorkopf-Modul geliefert werden, entsprechend der jeweiligen Anwendung ausgewertet und umgesetzt, beispielsweise um Schaltsignale auszugeben. In einer Anwendung, in der der Sensor zur Überwachung eines Bereichs eingesetzt ist, können derartige Schaltsignale z.B. das Vorhandensein von Objekten in dem Überwachungsbereich angeben.
Durch die modulare Ausbildung ist ein Sensor geschaffen, bei welchem die Funktionalität erheblich erhöht ist. So kann beispielsweise für verschiedene Varianten des Sensors das Sensorkopf-Modul, mit Sender, Empfänger und zugehöriger Elektronik, der das wesentliche Element des Sensors bildet, immer gleich gestaltet und auch gleich konfiguriert sein. So kann mit wenigen Sensorkopf-Modulen und wenigen I/O-Modulen eine große Vielzahl unterschiedlicher Sensoren für die verschiedensten Anwendungen und Einsatzzwecke erhalten werden, was erhebliche Kostenvorteile bietet.
Verschiedene Sensorvarianten, beispielsweise für die verschiedenen Einsatzarten, können nun in einfachster Weise durch verschiedene I/O-Module gebildet sein.
Auf diese Weise können die Herstellkosten reduziert werden, da die Variantenvielfalt durch vergleichsweise einfache und tausch bare I/O-Module erzeugbar ist.
Ein weiterer Vorteil des tauschbaren I/O-Moduls ist, dass das I/O-Modul gleichzeitig eine oder mehrere externe Schnittstellen aufweist, die somit in einfachster Weise zusammen mit dem I/O-Modul tauschbar ausgebildet sind, so dass verschiedenste externe Geräte anschließbar sind und zwar ohne dass jeweils ein komplett neuer Sensor mit der passenden Schnittstelle softwaremäßig konfiguriert und/oder hardwaremäßig konstruiert werden müsste.
Gemäß der Weiterbildung in Anspruch 2 kann die interne Schnittstelle vorteilhafterweise als Direktsteckverbindung unter Verwendung von Stecker und Buchse ausgebildet sein.
In diesem Fall ist es zweckmäßig, dass gemäß der Weiterbildung in Anspruch 4 das I/O-Modul in einer Gehäuseaussparung des Sensorkopf-Moduls angeordnet ist. Dies bedeutet, dass das I/O-Modul auf einfache Weise in das Sensorgehäuse eingefügt wird und dabei die Steckverbindung aktiviert wird. Dadurch ist eine kompakte Einheit des Sensors bestehend aus dem Sensorkopf-Modul und dem I/O-Modul geschaffen, die auch optisch ansprechend ausgestaltet sein kann.
Alternativ zur vorerwähnten Direktsteckverbindung ist es gemäß der Weiterbildung in Anspruch 3 auch möglich, die interne Schnittstelle durch ein Kabel zu bilden.
Schließlich schlägt die Weiterbildung gemäß Anspruch 5 vor, dass an die externe Schnittstelle des I/O-Moduls ein System-Modul anschließbar ist. Bei diesem System-Modul handelt es sich um einen sogenannten Systemstecker, welcher den individuellen Kabelanschluss durch den Kunden sowie den Gerätetausch erleichtern kann. Es kann vorteilhaft sein, verschiedene I/O-Module mit verschiedenen externen Schnittstellen bereitzustellen, um unterschiedliche Systemstecker anschließen zu können und so die Variantenvielfalt und Funktionalität weiter zu erhöhen.
Ein Ausführungsbeispiel eines erfindungsgemäßen Sensors wird anhand der Zeichnung beschrieben, welche in einer Art Explosionsdarstellung die drei Module des Sensors perspektivisch darstellt.
Der Sensor weist zwei Basis-Module auf, nämlich ein Sensorkopf-Modul 1 sowie ein I/O-Modul 2.
Das Sensorkopf-Modul 1 besitzt ein Gehäuse 3, in welchem (in der Darstellung der Zeichnung nicht sichtbar) ein Sender, ein Empfänger sowie eine Elektronik-Einheit für die Ansteuerung des Sensors und die Bereitstellung von den empfangenen Lichtsignalen entsprechenden elektrischen Signalen, angeordnet sind. Die in der Zeichnung sichtbare Rückseite des Gehäuses 3 weist eine Gehäuseaussparung 4 auf, in welcher ein Stecker oder eine Buchse einer internen Schnittstelle 5 im unteren Bereich angeordnet ist.
Das I/O-Modul 2 besitzt ebenfalls ein Gehäuse 6. In dessen Inneren befindet sich eine entsprechende Elektronik-Einheit für die Auswertung der vom Sensorkopf erhaltenen Signale. Auf der dem Sensorkopf-Modul 1 zugewandten Rückseite des I/O-Moduls befindet sich (nicht sichtbar) eine Buchse bzw. ein Stecker der internen Schnittstelle 5. Oberseitig weist das I/O-Modul 2 noch eine externe Schnittstelle 7 auf, über die beispielsweise ein System-Modul 8 in Form eines sogenannten Systemsteckers mit dem I/O-Modul 2 verbindbar ist.
Die Funktionsweise ist wie folgt:
Bei einer gegebenen Sensorkopf-Modul-Variante 1 kann das I/O-Modul 2 ausgewechselt und in die Gehäuseaussparung 4 des Gehäuses 3 eingesetzt werden. Beim Einsetzen dieses I/O-Moduls 2 in das Sensorkopf-Modul 1 wird die interne Schnittstelle 5 zwischen diesen beiden Modulen 1, 2 kontaktiert. Das jeweils eingesetzte I/O-Modul 2 entspricht der gewünschten Anwendung, so dass erst durch die Kombination von Sensorkopf 1 und I/O-Modul 2 eine bestimmte gewünschte Sensorvariante mit bestimmten Eigenschaften erhalten ist.
Weiter können an die externe Schnittstelle die gewünschten externen Geräten bzw. externen Verbindungen angesteckt werden. Dadurch ist auch der Kabelanschluss erleichtert.