Un sensore di colore, come suggerisce il nome, è un dispositivo che rileva o rileva i colori. Un sensore di colore utilizzerà un mezzo esterno per emettere luce (come una serie di LED bianchi) e quindi analizzerà la luce riflessa dall’oggetto per determinarne il colore.

I sensori di colore daranno un colore accurato dell’oggetto. Esistono una vasta gamma di applicazioni di sensori a colori come l’ordinamento di oggetti per colore, sistemi di controllo qualità, miglioramento del colore della stampante ecc.

In questo progetto, abbiamo progettato una semplice applicazione sensore di colore Arduino, che ha la capacità di rilevare diversi colori. Abbiamo utilizzato i sensori di colore TCS3200 per questo scopo. Introduzione al sensore di colore, schema elettrico e funzionamento del progetto Arduino sensore di colore sono spiegati di seguito.

Contorno

Schema del Circuito

Arduino Sensore di Colore di Circuito

Componenti

  • Arduino Mega
  • TCS3200 (RGB + Chiaro) Colore Modulo Sensore
  • Breadboard (scheda di Prototipazione)
  • Alimentazione
  • cavi di Collegamento

NOTA: Abbiamo usato Arduino Mega in questo progetto con grande numero di pin di I/O e abbiamo collegato i vari dispositivi, come TCS 3200 Sensore a Colori, Display LCD 16X2 e 4 LED. Per semplici dati del sensore utilizzando la comunicazione seriale (informazioni del sensore sul terminale seriale), è possibile utilizzare simple Arduino UNO.

Una breve introduzione al sensore di colore

Tecnicamente parlando, i colori sono frutto della nostra immaginazione. Quando vediamo una mela rossa, significa che riflette quella particolare lunghezza d’onda (~700 nm per il rosso) dello spettro elettromagnetico. Questa energia viene assorbita dall’occhio e sulla base di qualche reazione chimica, il cervello dice che particolare lunghezza d’onda è di colore rosso.

Per i computer, un sensore che differenzia tra diversi colori aiuterà a determinare il colore dell’oggetto. Vedremo un semplice sensore di colore utilizzando un resistore fotografico (Light Dependent Resistor – LDR) e due diversi oggetti colorati, ad esempio rosso e blu.

Quando brilliamo luce rossa brillante su entrambi gli oggetti, l’oggetto rosso rifletterà la luce mentre l’oggetto blu lo assorbirà. Quindi, quando la luce rossa è incidente su entrambi gli oggetti rossi e blu, gli oggetti rossi appaiono più luminosi all’LDR poiché riflettono la maggior parte della luce rossa.

LDR Blu

Allo stesso modo, quando una luce blu brillante è incidente su entrambi gli oggetti, l’oggetto blu apparirà il più luminoso al sensore. Questo metodo è solo per capire il funzionamento di un sensore di colore e i risultati effettivi potrebbero non essere accurati.

LDR Red
I sensori di colore pratici come TCS3200 sono un po ‘ più complicati di questo. Il sensore di colore TCS3200 è un sensore di colore programmabile che converte la luce di colore in frequenza. La frequenza di uscita del sensore è direttamente proporzionale all’intensità della luce riflessa dall’oggetto.

Il modulo sensore di colore TCS3200 è dotato di sensore RGB + trasparente e 4 LED bianchi luminosi incorporati sulla scheda. TCS3200 ha un array 8 x 8 di diodi fotografici, 16 ciascuno per filtri rossi, filtri blu, filtri verdi e trasparenti (senza filtro).

Lo schema a blocchi funzionale del sensore di colore TCS3200 è mostrato nell’immagine seguente. Consiste dei filtri di colore, della matrice del diodo della foto, della corrente al convertitore di frequenza e dell’uscita finale dell’onda quadra che può essere data direttamente ad un microcontroller.

 Schema a blocchi sensore di colore Il sensore di colore TSC3200 IC è un 8 pin IC con il pacchetto SOC. L’immagine seguente mostra il diagramma pin del sensore di colore IC. In quanto i pin 1 e 2 (S0 e S1) sono pin di ridimensionamento della frequenza di uscita. Il pin 3 è il pin di abilitazione dell’uscita ed è un pin basso attivo. Il pin 4 è GND.

 TCS3200 Pin Diagramma

Pin 5 è il VDD pin e la tensione di alimentazione massima è di 5.5 V. Il pin 6 è il pin di uscita attraverso il quale possiamo ottenere l’uscita ad onda quadra. I pin 7 e 8 (S2 e S3) sono pin di selezione del fotodiodo.

Pin 1, 2 (S0, S1) e 7, 8 (S3, S4) sono di particolare interesse in TCS3200 sensore di colore. S0 e S1 sono pin di ridimensionamento della frequenza di uscita. Con questi pin, la frequenza dell’onda quadra di uscita può essere ridimensionata in base all’applicazione o al microcontrollore utilizzato.

Il motivo del ridimensionamento della frequenza di uscita è che i microcontrollori hanno diverse configurazioni del timer e potrebbero esserci alcune limitazioni nella funzionalità del contatore dei microcontrollori. La tabella seguente mostra la percentuale di ridimensionamento dell’output per diverse combinazioni di S0 e S1.

S0 S1 Output Frequency Scaling (f0) Tipica scala di Frequenza
L L spegnimento —-
L H 2% 10 – 12 KHz
H L 20% 100 – 120 KHz
H H 100% 500 – 600 KHz

S3 e S4 sono foto diodo punti di selezione. Vengono utilizzati per selezionare diversi diodi fotografici associati a diversi filtri di colore (rosso, blu, verde e chiaro). La tabella seguente mostra diverse combinazioni di S3 e S4 per diversi tipi di diodi fotografici.

S3 e S4 sono pin di selezione fotodiodi. Vengono utilizzati per selezionare diversi diodi fotografici associati a diversi filtri di colore (rosso, blu, verde e chiaro). La tabella seguente mostra diverse combinazioni di S3 e S4 per diversi tipi di diodi fotografici.

S3 S4 Fotodiodo Tipo
L L Rosso
L H Blu
H L Chiaro (senza filtro)
H H Verde

Il TCS 3200 Sensore di Colore si presenta sotto forma di un Modulo con tutti i componenti come intestazione di pin, 4 Led Bianchi, Resistenze e Condensatori in aggiunta alle Effettive TCS 3200 Sensore di Colore. L’immagine seguente mostra il modulo sensore di colore in tempo reale.

 TCS3200 Sensore di colore

Lavoro del progetto

Un semplice sensore di colore utilizzando Arduino è sviluppato in questo progetto. Il modulo sensore colore rileva il colore nei suoi dintorni. Il funzionamento del progetto è spiegato qui.

Come menzionato nella sezione introduzione al sensore di colore, il sensore di colore TCS3200 ha filtri per rosso, blu, verde e chiaro. L’intensità di ogni colore è rappresentata come una frequenza. In Arduino, abbiamo fissato la scala di frequenza di uscita al 100% applicando ALTA a S0 e S1 pin del sensore di colore.

Dobbiamo utilizzare il pin S2 e S3 sul sensore di colore per selezionare il tipo di fotodiodo cioè rosso, verde o blu. Ogni volta che viene selezionato un particolare fotodiodo, la funzione PULSEIN di Arduino viene attivata sul pin collegato all’uscita del sensore colore.

Questo ci aiuterà a calcolare la frequenza del segnale di uscita. Lo stesso processo viene ripetuto per tutti e tre i diodi fotografici: R, G e B. La frequenza in tutti i casi viene misurata utilizzando la funzione PULSEIN e viene visualizzata sul terminale seriale.

Inoltre, queste informazioni possono essere utilizzate per identificare il colore posizionato davanti al sensore e visualizzarne il colore sul display LCD e anche illuminare il LED corrispondente.

CODICE

Applicazioni

  • I sensori a colori hanno una vasta gamma di applicazioni nei campi dell’elaborazione delle immagini, dell’elaborazione del segnale digitale, del rilevamento di oggetti, dell’identificazione del colore, ecc.
  • Nelle industrie, i sensori di colore sono spesso utilizzati per ordinare gli oggetti in base al colore.

Lettura consigliata:

  • Arduino Starter Kit

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