text.skipToContent text.skipToNavigation

Contrast Sensor Technology

Con­trast sen­sors de­tect con­trast and color dif­fe­ren­ces on a wide range of ma­te­rials and sur­fa­ces. They can ac­cu­ra­tely de­tect the po­si­tion of con­trast mar­kings even at high ma­chi­ne speeds. With white light LED or red laser light, con­trast sen­sors re­liably de­tect print marks and ob­jects based on dif­fe­ren­ces in con­trast.

How Do Con­trast Sen­sors Work?

Con­trast sen­sors are pho­to­elec­tro­nic sen­sors that work ac­cor­ding to the prin­ci­ple of a re­flex sen­sor: Emit­ted light is re­flec­ted by the ob­ject, re­ab­sor­bed and eva­lua­ted. Con­trast sen­sors are used to de­tect mar­kings based on dif­fe­ren­ces in con­trast. They are cha­rac­te­ri­zed by high swit­ching speeds and low jit­ter. Dif­fe­rent con­trast de­tec­tion tech­no­lo­gies are avai­la­ble to achie­ve the best pos­si­ble de­tec­tion:
 
  • Laser red light + mo­no­chro­me pho­to­dio­de
  • White light + mo­no­chro­me pho­to­dio­de
  • White light + RGB pho­to­dio­de


What Is the Dif­fe­ren­ce Bet­ween Light and Laser Light?

Light con­sists of elec­tro­mag­ne­tic ra­dia­tion vi­si­ble to the human eye that pro­pa­ga­tes in dif­fe­rent wa­ve­length ran­ges when emit­ted by a light sour­ce. Laser light is crea­ted by sti­mu­la­ted emis­sion that am­pli­fies light, i.e. high con­cen­tra­tions of rec­ti­fied light waves are bund­led into a beam.

What Is a Color Space and Which Is Par­ti­cu­larly Re­le­vant for Sen­sors?

A color space is a de­fi­ned color coor­di­na­te sys­tem used to sys­te­ma­ti­ze and stan­dar­di­ze co­lors. This de­ter­mi­nes the amount of co­lors and the method of color re­pre­sen­ta­tion. In a color space, co­lors are des­cri­bed by coor­di­na­tes where the axes re­pre­sent dif­fe­rent color pro­per­ties, such as color in­ten­sity, bright­ness, tone or sa­tu­ra­tion. The RGB and CMYK color spa­ces are par­ti­cu­larly re­le­vant for in­dustry. The RGB color space is used for sen­sors, be­cau­se they co­llect color in­for­ma­tion in the form of red, green and blue color chan­nels.

 

RGB Color Space

RGB uses light to crea­te co­lors by com­bi­ning red, green and blue.

CMYK Color Space

The CMYK color space is mainly used in prin­ting and pro­du­ces co­lors with cyan, ma­gen­ta, ye­llow and black.

What Is White Light Based on the RGB Color Space?

The RBG color model works as an ad­di­ti­ve color mix. White light is crea­ted by mi­xing red, green and blue light. Black re­sults in the ab­sen­ce of light of any wa­ve­length. 
 

What Are the Re­flec­ti­ve Pro­per­ties of Co­lo­red Sur­fa­ces?

Con­trast Sen­sor Tech­no­lo­gies

How Do Con­trast Sen­sors with White Light Work?

Con­trast sen­sors with white light LED emit white light in the form of a rec­tan­gu­lar light spot that is re­flec­ted back from the sur­fa­ce to the re­cei­ver of the sen­sor, which then eva­lua­tes this light.

Re­cei­ver with RGB Pho­to­dio­de (P1PWxxx)

The re­cei­ver con­sists of three areas co­rres­pon­ding to the RGB color space. De­pen­ding on the color of the con­trast mar­king, the light is re­flec­ted back to the re­cei­ver ac­cor­ding to the re­flec­tion pro­per­ties and eva­lua­ted based on the three chan­nels.

Re­cei­ver with Mo­no­chro­me Pho­to­dio­de (WM03xxx)

The pho­to­dio­de of the re­cei­ver con­sists of a sin­gle con­ti­nuous sur­fa­ce. De­pen­ding on the color of the con­trast mar­king, the light is re­flec­ted back to the re­cei­ver ac­cor­ding to the re­flec­tion pro­per­ties. The re­cei­ver eva­lua­tes the re­cei­ved bright­ness and sorts it into a grays­ca­le.

How Do Con­trast Sen­sors with Laser Light Work?

Con­trast sen­sors with laser light emit a spot of red laser light, the re­flec­tion of which is eva­lua­ted by the re­cei­ver. The re­cei­ver uses a mo­no­chro­me pho­to­dio­de. Con­trast sen­sors with laser light are avai­la­ble in a di­gi­tal and an ana­log ver­sion:

  • Di­gi­tal ver­sion (YM24PAH, YP11VAH): The swit­ching th­reshold is set to a cer­tain bright­ness level. This bright­ness value is then com­pa­red with the amount of light re­flec­ted by the ob­ject.
  • Ana­log ver­sion (YP11MGV): The ana­log out­put out­puts a vol­ta­ge pro­por­tio­nal to the bright­ness. The out­put vol­ta­ge in­crea­ses along with the de­gree of bright­ness.

Technology Comparison of Contrast Sensors with Laser Light and LED White Light

LED white light Laser Light (red)
Near field up to 50 mm Dis­tan­ces up to 150 mm
Print and color mark de­tec­tion De­tec­tion of con­trast dif­fe­ren­ces
Very high speed up to 50 kHz High speed up to 20 kHz
Rec­tan­gu­lar light spot Small, round light spot


Contrast Sensor Applications

In­dus­tries for Pre­fe­rred Use of White Light LED Con­trast Sen­sors

Pac­ka­ging In­dustry

Con­trast sen­sors with LED white light are used for print mark re­cog­ni­tion in the pac­ka­ging in­dustry.

Gıda endüstrisi

LED beyaz ışıklı kon­trast sensörleri, gıda endüstrisinde baskı işaretlerinin algılanmasında kullanılır. 

Baskı endüstrisi

Beyaz ışıklı LED kon­trast sensörleri, baskı endüstrisinde çok çeşitli baskı işaretlerini algılar.

Lazer ışıklı kon­trast sensörlerinin ter­cih edi­len kullanımı için sektörler

Oto­mo­tiv endüstrisi

Lazer ışığına sahip kon­trast sensörleri, oto­mo­tiv endüstrisinde kon­trast algılaması için kullanılır.

Plas­tik endüstrisi

Plas­tik endüstrisinde kon­trast algılaması için lazer ışığına sahip kon­trast sensörleri kullanılır.

Kon­trast sensörlerinin uy­gu­la­ma­ya tanıtılması nasıl çalışır?

Lazer ışığına sahip kon­trast sensörlerinde ayar po­tan­si­yo­me­tre ile yapılır. Yani eşik değeri ma­nuel ola­rak ayarlanır.

Beyaz ışık LED'li kon­trast sensörleri, tuşa basılarak tanıtılır. Sensör, teach-​in anahtarıyla anah­tar­la­ma eşiğini oto­ma­tik ola­rak he­sa­plar. Bunun için iki farklı tanıtma modu mev­cut­tur:
  • İki noktalı teach-​in: İki noktalı teach-​in'de bir tanıtma işleminde ob­je­ye, yani mar­ka­ya ve başka bir tanıtma işleminde arka plana tanıtılır. Sensör, be­lir­le­nen ve kay­de­di­len iki ölçüm değeri arasında anah­tar­la­ma noktasını, iki teach-​in noktası arasında ola­cak şekilde he­sa­plar.
  • Di­na­mik teach-​in: Di­na­mik teach-​in'de sensör, oto­ma­tik teach-​in'i mümkün kılan bir kayıt mo­du­na alınır. Bu modda ölçülen değerler kay­de­di­lir. Kayıt modu sona er­dik­ten sonra mi­ni­mum ve mak­si­mum ölçülen değerler arasında bir anah­tar­la­ma noktası hesaplanır.

Çıkışlar ve arayüzler

Di­ji­tal anah­tar­la­ma çıkışı

Di­ji­tal bir anah­tar­la­ma çıkışı üzerinden kon­trast değerleri teach-​in veya po­tan­si­yo­me­tre ile tanıtılabilir. Tanıtılan kon­trast değerine ulaşıldığında, sensör çıkışta bir anah­tar­la­ma sin­ya­li gönderir, bu sa­ye­de de örn. kon­trast veya baskı işaretleri algılanabilir.

Ana­log çıkış

Bir ana­log çıkış üzerinden kon­trast değeri doğrusal orantılı akım (4…20 mA) veya ge­ri­lim değeri (0…10 V) ola­rak ve­ri­lir. Bu sa­ye­de aydınlık se­yir­le­ri tam ola­rak de­netle­ne­bi­lir.



IO-​Link

IO-​Link tek­no­lo­ji­si, sensörler ve aktüatörler ile dünya çapında stan­dart iletişim için kullanılmaktadır. Bu bir nok­ta­dan nok­ta­ya iletişimdir.




 

Kon­trast sensörleri için mon­taj talimatları

Sensör, baskı işaretine pa­ra­lel ola­rak hizalanır.

Par­lak ob­je­ler­de sensör öngörülen açıda monte edi­lir.

Ürün karşılaştırması