a színérzékelő, ahogy a neve is sugallja, olyan eszköz, amely érzékeli vagy érzékeli a színeket. A színérzékelő külső fénykibocsátó eszközt használ (például fehér LED-ek tömbjét), majd elemzi az objektum visszavert fényét annak színének meghatározása érdekében.

a Színérzékelők pontos színt adnak az objektumnak. A színérzékelők széles skálája létezik, például az objektumok szín szerinti rendezése, minőségellenőrzési rendszerek, nyomtató színjavítása stb.

ebben a projektben egy egyszerű Arduino színérzékelő alkalmazást terveztünk, amely képes felismerni a különböző színeket. Erre a célra TCS3200 színérzékelőket használtunk. Bevezetés a színérzékelő, kapcsolási rajz és a munka az Arduino Color Sensor projekt az alábbiakban ismertetjük.

vázlat

kapcsolási rajz

Arduino színérzékelő áramkör

szükséges alkatrészek

  • Arduino Mega
  • Tcs3200 (RGB + tiszta) színérzékelő modul
  • Breadboard (prototípus tábla)
  • tápegység
  • összekötő vezetékek

megjegyzés: az Arduino Mega-t használtuk ebben a projektben, mivel nagyszámú I/O csap van, és számos eszközt csatlakoztattunk, mint például a TCS 3200 színérzékelő, 16X2 LCD kijelző és 4 LED. Az egyszerű Érzékelőadatokhoz soros kommunikációt használva (érzékelő információk a soros terminálon) az egyszerű Arduino UNO használható.

rövid bevezetés a Színérzékelőhöz

technikai szempontból a színek képzeletünk szüleményei. Amikor piros almát látunk, ez azt jelenti, hogy tükrözi az elektromágneses spektrum adott hullámhosszát (~700 nm a vörös esetében). Ezt az energiát a szem elnyeli, és valamilyen kémiai reakció alapján az agy azt mondja, hogy az adott hullámhossz vörös színű.

számítógépek esetében a különböző színeket megkülönböztető érzékelők segítenek meghatározni az objektum színét. Egy egyszerű színérzékelőt fogunk látni egy fotóellenállással (fényfüggő ellenállás – LDR) és két különböző színű objektummal, mondjuk piros és kék.

amikor mindkét tárgyra fényes vörös fényt világítunk, a piros tárgy visszatükrözi a fényt, míg a kék tárgy elnyeli azt. Tehát, amikor vörös fény fordul elő mind a piros, mind a kék tárgyakon, a piros tárgyak a legfényesebbnek tűnnek az LDR számára, mivel a vörös fény nagy részét tükrözi.

LDR Kék

hasonlóképpen, amikor mindkét objektumon erős kék fény jelenik meg, a kék objektum jelenik meg a legfényesebben az érzékelő számára. Ez a módszer csak a színérzékelő működésének megértésére szolgál, és a tényleges eredmények nem pontosak.

LDR Red
a praktikus Színérzékelők, mint például a TCS3200, ennél egy kicsit bonyolultabbak. A tcs3200 színérzékelő egy programozható színérzékelő, amely a színes fényt frekvenciává alakítja. Az érzékelő kimeneti frekvenciája közvetlenül arányos az objektumból visszavert fény intenzitásával.

a Tcs3200 színérzékelő modul RGB + tiszta érzékelővel rendelkezik, a táblára ágyazott 4 fényes fehér LED-del együtt. A TCS3200 8 x 8 fotódiódával rendelkezik, mindegyik 16 piros szűrőkhöz, Kék szűrőkhöz, Zöld szűrőkhöz és tiszta (nincs szűrő).

a tcs3200 színérzékelő funkcionális blokkdiagramja az alábbi képen látható. Ez áll a Színszűrők, fotó dióda tömb, áram frekvenciaváltó és a végső négyzet hullám kimenet, amely lehet adni közvetlenül a mikrokontroller.

színérzékelő blokkdiagram a TSC3200 színérzékelő IC egy 8 tűs IC SOC csomaggal. A következő kép a színérzékelő IC tűs diagramját mutatja. Ebben az esetben az 1. és 2. csapok (S0 és S1) kimeneti frekvencia-skálázó csapok. A 3. tű a kimeneti engedélyező tű, és aktív alacsony tű. Pin 4 GND.

tcs3200 tűs Diagram

tű 5 a VDD tű és a maximális tápfeszültség 5.5 V. A 6. tű az a kimeneti tű, amelyen keresztül megkaphatjuk a négyzethullámú kimenetet. A 7-es és 8-as csapok (S2 és S3) fotodióda-kiválasztó csapok.

az 1., 2. (S0, S1) és 7., 8. (S3, S4) Csapok különösen érdekesek a Tcs3200 Színérzékelőben. S0 és S1 kimeneti frekvencia skálázás csapok. Ezekkel a csapokkal a kimeneti négyzethullám frekvenciája az alkalmazott alkalmazásnak vagy mikrokontrollernek megfelelően méretezhető.

a kimeneti frekvencia skálázásának oka az, hogy a mikrokontrollerek különböző időzítő konfigurációkkal rendelkeznek, és a mikrokontrollerek számláló funkcionalitása korlátozott lehet. Az alábbi táblázat az S0 és S1 különböző kombinációinak kimeneti skálázásának százalékos arányát mutatja.

S0 S1 kimeneti frekvencia méretezés (f0) tipikus teljes skála frekvencia
L l kikapcsolás —-
L Ó 2% 10 – 12 Hz
H L 20% 100 – 120 Hz
H Ó 100% 500 – 600 Hz

az S3 és az S4 fotódióda – kiválasztó csapok. Ezeket különböző fotódiódák kiválasztására használják, amelyek különböző színszűrőkhöz vannak társítva (Piros, kék, zöld és tiszta). Az alábbi táblázat az S3 és S4 különböző kombinációit mutatja be a különböző típusú fotódiódákhoz.

az S3 és az S4 fotódióda-kiválasztó csapok. Ezeket különböző fotódiódák kiválasztására használják, amelyek különböző színszűrőkhöz vannak társítva (Piros, kék, zöld és tiszta). Az alábbi táblázat az S3 és S4 különböző kombinációit mutatja be a különböző típusú fotódiódákhoz.

S3 S4 fotodióda típusa
L L piros
L H Kék
H L tiszta (nincs szűrő)
H H Zöld

a TCS 3200 színérzékelő modul formájában érkezik, amely a tényleges TCS 3200 színérzékelő mellett tartalmazza az összes alkatrészt, például fejléccsapokat, 4 Fehér LED-et, ellenállásokat és kondenzátorokat. Az alábbi képen a valós idejű színérzékelő modul látható.

TCS3200 színérzékelő

a projekt működése

ebben a projektben egy egyszerű, Arduino-t használó Színérzékelőt fejlesztettek ki. A színérzékelő modul érzékeli a környezet színét. A projekt működését itt ismertetjük.

amint azt a színérzékelő bevezetésében említettük, a TCS3200 színérzékelő szűrőkkel rendelkezik a piros, kék, zöld és tiszta számára. Az egyes színek intenzitása frekvenciaként jelenik meg. Az Arduino-ban a kimeneti frekvencia skálát 100% – ra rögzítettük a színérzékelő magas S0 és S1 érintkezőinek alkalmazásával.

a színérzékelőn lévő S2 és S3 tű segítségével kell kiválasztanunk a fotódióda típusát, azaz piros, zöld vagy kék. Amikor egy adott Fotódiódát választ ki, az Arduino PULSEIN funkciója aktiválódik a színérzékelő kimenetéhez csatlakoztatott csapon.

ez segít kiszámítani a kimeneti jel frekvenciáját. Ugyanez a folyamat megismétlődik mind a három fotódióda esetében: R, G és B. A frekvenciát minden esetben a PULSEIN funkció segítségével mérjük, amely a soros terminálon jelenik meg.

ezen információk továbbá felhasználhatók az érzékelő előtt elhelyezett szín azonosítására, színének megjelenítésére az LCD-n, valamint a megfelelő LED megvilágítására.

kód

Alkalmazások

  • a Színérzékelők széles körű alkalmazásokkal rendelkeznek a képfeldolgozás, a digitális jelfeldolgozás, az objektumérzékelés, a színazonosítás stb.
  • az iparágakban a Színérzékelőket gyakran használják az objektumok szín szerinti rendezésére.

ajánlott olvasmány:

  • Arduino kezdő készletek

Vélemény, hozzászólás?

Az e-mail-címet nem tesszük közzé.

lg