Sensorschnittstellen

SensorSchnittstellen bezeichnet die Verbindungsebenen zwischen Sensoren und den Auswerteeinheiten, die Messsignale aufnehmen, verarbeiten und an Steuerungen oder Speicher weitergeben. Sie umfassen elektrische Versorgung, Signalkonditionierung, Datenprotokolle und physikalische Anschlüsse. Je nach Anwendung können SensorSchnittstellen analog, digital oder hybrid ausgelegt sein.

Zu analogen Schnittstellen zählen klassische 4-20 mA- oder 0-10 V-Signale, die eine einfache Fernübertragung ermöglichen. Digitale Schnittstellen umfassen serielle Standards wie I2C, SPI und UART sowie industrielle Protokolle wie CAN, CANopen, Modbus RTU/TCP und EtherCAT. Weitere verbreitete Lösungen bilden Feldbus- und Industrial-Ethernet-Standards. In drahtlosen Anwendungen kommen Schnittstellen wie Bluetooth Low Energy, Zigbee oder NFC zum Einsatz.

Typische Aufgaben der SensorSchnittstellen sind Signalkonditionierung, Impedanzanpassung, galvanische Trennung, Rauschunterdrückung, zeitliche Synchronisation und Datums- bzw. Zeitstempelung. Sie liefern je nach Architektur auch Stromversorgung an den Sensor oder ziehen Energie vom Sensor. Physikalische Verbindungen nutzen Steckverbinder wie M12/M8, JST oder Schraubklemmen.

Wichtige Designaspekte sind Determinismus und Reaktionszeit in Echtzeitsystemen, elektromagnetische Verträglichkeit (EMV), galvanische Isolation zum Schutz von Geräten und Personal, sowie Umweltbedingungen wie Temperatur, Staub und Feuchtigkeit.

Moderne SensorSchnittstellen entwickeln sich hin zu Smart Sensors mit integriertem Mikrocontroller, Edge Computing und Standardisierung in IIoT-Architekturen. Die Abwärtskompatibilität und sichere, skalierbare Datenformate gewinnen an Bedeutung. Sie bilden die Brücke zwischen physischer Messgröße und digitaler Verarbeitung in Industrie, Gebäudetechnik und IoT.