Un sensor de color, como su nombre indica, es un dispositivo que detecta o detecta colores. Un sensor de color utilizará un medio externo de emisión de luz (como una matriz de led blancos) y luego analizará la luz reflejada del objeto para determinar su color.

Los sensores de color darán un color preciso del objeto. Hay una amplia gama de aplicaciones de sensores de color, como clasificar objetos por color, sistemas de control de calidad, mejora del color de la impresora, etc.

En este proyecto, hemos diseñado una aplicación de sensor de color Arduino simple, que tiene la capacidad de detectar diferentes colores. Para ello hemos utilizado sensores de color TCS3200. La introducción al sensor de color, el diagrama de circuito y el funcionamiento del proyecto de sensor de color Arduino se explican a continuación.

Esquema

Diagrama de circuito

 Circuito de sensor de color Arduino

Componentes necesarios

  • Arduino Mega
  • Módulo de sensor de color TCS3200 (RGB + Claro)
  • Tabla de cortar el pan (Placa de prototipos)
  • Fuente de alimentación
  • Cables de conexión

NOTA: Hemos utilizado Arduino Mega en este proyecto, ya que tiene un gran número de pines de E/S y hemos conectado muchos dispositivos como el sensor de color TCS 3200, la pantalla LCD de 16X2 y 4 LED. Para Datos de sensores simples que utilizan Comunicación en Serie (Información del sensor en el terminal en Serie), se puede utilizar Arduino UNO simple.

Una breve introducción al Sensor de color

Técnicamente hablando, los colores son producto de nuestra imaginación. Cuando vemos una manzana roja, significa que refleja esa longitud de onda particular (~700 nm para el Rojo) del espectro electromagnético. Esta energía es absorbida por el ojo y, basándose en alguna reacción química, el cerebro dice que la longitud de onda en particular es de color rojo.

Para las computadoras, un sensor que diferencia entre diferentes colores ayudará a determinar el color del objeto. Veremos un sensor de color simple que utiliza una resistencia fotográfica (Resistencia Dependiente de la Luz – LDR) y dos objetos de colores diferentes, por ejemplo, rojo y azul.

Cuando brillamos luz roja brillante en ambos objetos, el objeto rojo reflejará la luz mientras que el objeto azul la absorberá. Por lo tanto, cuando la luz roja es incidente en los objetos rojo y azul, los objetos rojos aparecen más brillantes para el LDR, ya que refleja la mayor parte de la luz roja.

 Azul LDR

Del mismo modo, cuando se produce una luz azul brillante en ambos objetos, el objeto azul aparecerá más brillante para el sensor. Este método es solo para entender el funcionamiento de un sensor de color y los resultados reales pueden no ser precisos.

 Rojo LDR
Los prácticos sensores de color como TCS3200 son un poco más complicados que esto. El sensor de color TCS3200 es un sensor de color programable que convierte la luz de color en frecuencia. La frecuencia de salida del sensor es directamente proporcional a la intensidad de la luz reflejada por el objeto.

El módulo de sensor de color TCS3200 tiene un sensor RGB + Transparente junto con 4 led blancos brillantes incrustados en la placa. TCS3200 tiene una matriz de diodos fotográficos de 8 x 8, 16 para filtros rojos, filtros azules, Filtros verdes y Transparentes (sin filtro).

El diagrama de bloques funcionales del sensor de color TCS3200 se muestra en la siguiente imagen. Consiste en filtros de color, matriz de fotodiodos, convertidor de corriente a frecuencia y salida de onda cuadrada final que se puede dar directamente a un microcontrolador.

 Diagrama de bloques de sensores de colorEl IC de sensor de color TSC3200 es un IC de 8 pines con paquete SOC. La siguiente imagen muestra el diagrama de pines del IC del Sensor de color. En que los pines 1 y 2 (S0 y S1) son pines de escala de frecuencia de salida. El pin 3 es un pin habilitado de salida y es un pin bajo activo. El pin 4 es TIERRA.

 Diagrama de pines TCS3200

El pin 5 es el pin VDD y el voltaje de alimentación máximo es de 5.5 V. El pin 6 es el pin de salida a través del cual podemos obtener la salida de onda cuadrada. Los pines 7 y 8 (S2 y S3) son pines de selección de fotodiodos.

Los pines 1, 2 (S0, S1) y 7, 8 (S3, S4) son de especial interés en el sensor de color TCS3200. S0 y S1 son pines de escalado de frecuencia de salida. Con estos pines, la frecuencia de la onda cuadrada de salida se puede escalar de acuerdo con la aplicación o el microcontrolador utilizado.

La razón para escalar la frecuencia de salida es que diferentes microcontroladores tienen diferentes configuraciones de temporizador y puede haber algunas limitaciones en la funcionalidad de contador de los microcontroladores. La siguiente tabla muestra el porcentaje de escalado de salida para diferentes combinaciones de S0 y S1.

S0 S1 Frecuencia de Salida de Escala (f0) Típico a plena escala de Frecuencia
L L apagado —-
L H 2% 10 – 12 KHz
H L 20% 100 – 120 KHz
H H 100% 500 – 600 KHz

S3 y S4 son diodo de la foto de la selección de los pines. Se utilizan para seleccionar diferentes fotodiodos que están asociados con diferentes filtros de color (Rojo, Azul, Verde y Transparente). La siguiente tabla muestra diferentes combinaciones de S3 y S4 para diferentes tipos de fotodiodos.

S3 y S4 son pines de selección de fotodiodos. Se utilizan para seleccionar diferentes fotodiodos que están asociados con diferentes filtros de color (Rojo, Azul, Verde y Transparente). La siguiente tabla muestra diferentes combinaciones de S3 y S4 para diferentes tipos de fotodiodos.

S3 S4 Tipo de fotodiodo
L L Rojo
L H Azul
H L Transparente (sin filtro)
H H Verde

El Sensor de color TCS 3200 viene en forma de Módulo con todos los componentes, como pines de cabecera, 4 led blancos, Resistencias y Condensadores, además del Sensor de Color TCS 3200 Real. La siguiente imagen muestra el módulo Sensor de Color en tiempo real.

 Sensor de color TCS3200

Trabajo del proyecto

En este proyecto se desarrolla un sensor de color simple con Arduino. El módulo sensor de color detecta el color en su entorno. El funcionamiento del proyecto se explica aquí.

Como se mencionó en la sección introducción al sensor de color, el sensor de color TCS3200 tiene filtros para Rojo, Azul, Verde y Transparente. La intensidad de cada color se representa como una frecuencia. En Arduino, hemos fijado la escala de frecuencia de salida al 100% aplicando ALTA a los pines S0 y S1 del sensor de color.

Tenemos que usar el pin S2 y S3 en el sensor de color para seleccionar el tipo de fotodiodo, es decir, rojo, verde o azul. Cada vez que se selecciona un fotodiodo en particular, la función PULSEIN del Arduino se activa en el pin que está conectado a la salida del Sensor de color.

Esto nos ayudará a calcular la frecuencia de la señal de salida. El mismo proceso se repite para los tres fotodiodos: R, G y B. La frecuencia en todos los casos se mide con la función PULSEIN y se muestra en el terminal en serie.

Además, esta información se puede utilizar para identificar el color colocado delante del sensor y mostrar su color en la pantalla LCD y también iluminar el LED correspondiente.

CÓDIGO

Aplicaciones

  • Los sensores de color tienen una amplia gama de aplicaciones en los campos de procesamiento de imágenes, procesamiento de señales digitales, detección de objetos, identificación de colores, etc.
  • En las industrias, los sensores de color se utilizan a menudo para clasificar objetos en función del color.

Lectura recomendada:

  • Kits de inicio Arduino

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