カラーセンサーは、その名の通り、色を感知したり検出したりするデバイスです。 カラーセンサーは、(白色Ledの配列のような)光を放出する外部手段を使用し、その色を決定するために、オブジェクトからの反射光を分析します。

カラーセンサーは、オブジェクトの正確な色を与えます。 色、品質管理システム、プリンター色の強化等によって目的を分類することのような色センサーの広い応用範囲があります。

このプロジェクトでは、異なる色を検出する機能を持つシンプルなArduinoカラーセンサーアプリケーションを設計しました。 私達はこの目的のためにTCS3200色センサーを使用しました。 カラーセンサーの紹介、Arduinoカラーセンサプロジェクトの回路図、作業について以下に説明します。

概要

回路図

Arduinoカラーセンサー回路

必要な部品

  • Arduino Mega
  • TCS3200(RGB+Clear)カラーセンサーモジュール
  • ブレッドボード(プロトタイピングボード)
  • 電源
  • 電源
  • 電源
  • 電源
  • 電源
  • 電源
  • 電源
  • 電源
  • 電源
  • 結線

注:このプロジェクトでは、多数のI/Oピンがあり、TCS3200カラーセンサー、16X2LCDディスプレイ、4つのLEDなどの多くのデバイスを接続しているため、Arduino Megaを使 シリアル通信による簡単なセンサデータ(シリアル端子のセンサ情報)には、簡単なArduino UNOを使用することができます。

カラーセンサーの簡単な紹介

技術的に言えば、色は私たちの想像力の図です。 赤いリンゴを見ると、それは電磁スペクトルの特定の波長(赤色の場合は〜700nm)を反映していることを意味します。 このエネルギーは目に吸収され、いくつかの化学反応に基づいて、脳は特定の波長が赤色であると言います。

コンピュータの場合、異なる色を区別するセンサーは、オブジェクトの色を決定するのに役立ちます。 光抵抗(光依存抵抗–LDR)と2つの異なる色のオブジェクト、たとえば赤と青を使用した単純なカラーセンサーが表示されます。

両方の物体に明るい赤色の光を当てると、赤色の物体は光を反射し、青色の物体は光を吸収します。 したがって、赤色光が赤色と青色の両方の物体に入射すると、赤色光の大部分を反射するため、赤色の物体はLDRに対して最も明るく表示されます。

LDR Blue

同様に、両方のオブジェクトに明るい青色の光が入射すると、青色のオブジェクトがセンサーに対して最も明るく表示されます。 この方法は、カラーセンサーの動作を理解するだけであり、実際の結果は正確ではない可能性があります。

LDR Red
TCS3200のような実用的なカラーセンサーは、これよりも少し複雑です。 TCS3200色センサーは頻度に色ライトを変えるプログラム可能な色センサーである。 センサの出力周波数は、物体から反射される光の強度に正比例します。

TCS3200カラーセンサーモジュールには、RGB+クリアセンサーと4つの明るい白色Ledがボードに埋め込まれています。 TCS3200に写真のダイオードの8×8つの配列、赤いフィルターのための16それぞれ、青いフィルター、緑フィルターおよびゆとりがある(フィルター無し)。

TCS3200カラーセンサーの機能ブロック図を次の画像に示します。 それはマイクロ制御回路に直接与えることができる周波数コンバーターおよび最終的な方形波の出力への色フィルター、写真のダイオードの配列、流れか

カラーセンサーブロック図Tsc3200カラーセンサー ICは、SOCパッケージ付き8ピンICです。 次の画像は、カラーセンサー ICのピン図です。 そのピン1と2(S0とS1)は出力周波数スケーリングピンです。 ピン3は出力イネーブル-ピンで、アクティブ-ロー-ピンです。 ピン4はGNDです。

TCS3200ピン図

ピン5はVDDピンで、最大電源電圧は5.5Vです。 ピン6は、方形波出力を得ることができる出力ピンです。 ピン7および8(S2およびS3)はフォトダイオード選択ピンです。

ピン1,2(S0,S1)と7,8(S3,S4)は、TCS3200カラーセンサーに特に関心があります。 S0とS1は出力周波数スケーリングピンです。 これらのピンを使用すると、使用するアプリケーションまたはマイクロコントローラに応じて、出力方形波の周波数をスケーリングすることができます。

出力周波数のスケーリングの理由は、マイクロコントローラはタイマ構成が異なり、マイクロコントローラのカウンタ機能にいくつかの制限がある可能性があります。 次の表は、S0とS1のさまざまな組み合わせに対する出力スケーリングの割合を示しています。

L

L

S0 S1 出力周波数スケーリング(f0) 代表的なフルスケール周波数
L L パワーダウン —-
L H 2% 10 – 12 Khz
H L L 20% 100 – 120 Khz
H H 100% 500 – 600 Khz

S3とS4はフォトダイオード選択ピンです。 それらが異なった色フィルターと関連付けられる異なった写真のダイオードを選ぶのに使用されています(赤く、青、緑および明確)。 次の表は、さまざまなタイプのフォトダイオードに対するS3とS4のさまざまな組み合わせを示しています。

S3とS4はフォトダイオード選択ピンです。 それらが異なった色フィルターと関連付けられる異なった写真のダイオードを選ぶのに使用されています(赤く、青、緑および明確)。 次の表は、さまざまなタイプのフォトダイオードに対するS3とS4のさまざまな組み合わせを示しています。

S3 S4 フォトダイオードタイプ
L L レッド
L H ブルー
H L クリア(フィルタなし)
H H グリーン

TCS3200色センサーは実際のTCS3200色センサーに加えてヘッダーピン、4つの白いLEDs、抵抗器およびコンデンサーのようなすべての部品が付いているモジュールの形 次の画像は、リアルタイムカラーセンサーモジュールを示しています。

TCS3200カラーセンサー

プロジェクトの作業

Arduinoを使ったシンプルなカラーセンサーがこのプロジェクトで開発されています。 カラーセンサーモジュールは、周囲の色を感知します。 ここでは、プロジェクトの作業について説明します。

カラーセンサーの紹介のセクションで説明したように、TCS3200カラーセンサーには、赤、青、緑、クリア用のフィルターがあります。 各色の強度は周波数として表されます。 Arduinoでは、カラーセンサーのS0ピンとS1ピンにHIGHを適用することにより、出力周波数スケールを100%に固定しました。

カラーセンサーのS2ピンとS3ピンを使用して、赤、緑、青などのフォトダイオードの種類を選択する必要があります。 特定のフォトダイオードが選択されるたびに、ArduinoのPULSEIN機能は、カラーセンサーの出力に接続されているピンでアクティブになります。

これは、出力信号の周波数を計算するのに役立ちます。 R、G、Bの三つのフォトダイオードすべてに対して同じプロセスが繰り返されます。 すべての場合の頻度はPULSEINの特徴を使用して測定され、連続ターミナルに表示される。

さらに、この情報を使用して、センサーの前に配置された色を識別し、その色をLCDに表示し、対応するLEDを点灯させることができます。

コード

アプリケーション

  • カラーセンサーは、画像処理、デジタル信号処理、物体検出、色識別などの分野で幅広い用途を持っています。
  • 業界では、色に基づいてオブジェクトをソートする際にカラーセンサーがよく使用されます。

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  • Arduinoスターターキット

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