Czujnik Koloru, jak sama nazwa wskazuje, jest urządzeniem, które wykrywa lub wykrywa kolory. Czujnik koloru użyje zewnętrznego środka emitującego światło (takiego jak tablica białych Diod Led), a następnie przeanalizuje światło odbite od obiektu w celu określenia jego koloru.

Czujniki koloru dadzą dokładny kolor obiektu. Istnieje szeroki zakres zastosowań czujników koloru, takich jak sortowanie obiektów według koloru, systemy kontroli jakości, Ulepszanie kolorów drukarek itp.

w tym projekcie zaprojektowaliśmy prostą aplikację czujnika kolorów Arduino, która ma możliwość wykrywania różnych kolorów. Do tego celu wykorzystaliśmy czujniki kolorów TCS3200. Wprowadzenie do czujnika koloru, schemat obwodu i działanie projektu czujnika koloru Arduino są wyjaśnione poniżej.

zarys

schemat obwodu

 obwód czujnika koloru Arduino

wymagane komponenty

  • Arduino Mega
  • moduł czujnika koloru TCS3200 (RGB + Clear)
  • Płyta chlebowa (Płyta prototypowa)
  • Zasilacz
  • przewody łączące

Uwaga: użyliśmy Arduino Mega w tym projekcie, ponieważ ma dużą liczbę pinów I / O i podłączyliśmy wiele urządzeń, takich jak czujnik koloru TCS 3200, Wyświetlacz LCD 16×2 i 4 diody LED. Dla prostych danych z czujników za pomocą komunikacji szeregowej (informacje z czujników na terminalu szeregowym) można użyć prostego Arduino UNO.

Krótkie wprowadzenie do czujnika kolorów

technicznie rzecz biorąc, kolory są wytworem naszej wyobraźni. Kiedy widzimy czerwone jabłko, oznacza to, że odzwierciedla ono daną długość fali (~700 nm dla Czerwieni) widma elektromagnetycznego. Ta energia jest absorbowana przez oko i na podstawie reakcji chemicznej mózg mówi, że dana długość fali jest koloru czerwonego.

w przypadku komputerów, czujniki różnicujące różne kolory pomogą w określeniu koloru obiektu. Zobaczymy prosty czujnik koloru za pomocą rezystora fotograficznego (Rezystor zależny od światła – LDR) i dwóch różnych kolorowych obiektów, powiedzmy czerwonego i niebieskiego.

kiedy świecimy jasnym czerwonym światłem na obu obiektach, Czerwony obiekt odbija światło, podczas gdy niebieski obiekt go pochłonie. Tak więc, gdy czerwone światło pada zarówno na czerwone, jak i niebieskie obiekty, czerwone obiekty wydają się najjaśniejsze dla LDR, ponieważ odbija większość czerwonego światła.

LDR Blue

podobnie, gdy jasne niebieskie światło padnie na oba obiekty, niebieski obiekt pojawi się najjaśniejszy dla czujnika. Ta metoda polega na zrozumieniu działania czujnika koloru, a rzeczywiste wyniki mogą nie być dokładne.

LDR Red
praktyczne Czujniki kolorów, takie jak TCS3200, są nieco bardziej skomplikowane. Czujnik koloru TCS3200 jest programowalnym czujnikiem koloru, który konwertuje światło koloru na częstotliwość. Częstotliwość wyjściowa czujnika jest wprost proporcjonalna do natężenia światła odbitego od obiektu.

moduł czujnika koloru tcs3200 ma czujnik RGB + Clear wraz z 4 jasnymi białymi diodami LED osadzonymi na płycie. TCS3200 ma matrycę 8 x 8 diod fotograficznych, po 16 dla filtrów czerwonych, niebieskich, zielonych i przezroczystych (bez filtra).

schemat funkcjonalny czujnika kolorów Tcs3200 jest pokazany na poniższym obrazku. Składa się z filtrów kolorowych, matrycy diod fotograficznych, przetwornicy prądu z częstotliwością i końcowego wyjścia fali kwadratowej, które można podać bezpośrednio do mikrokontrolera.

SCHEMAT BLOKOWY czujnika koloruCzujnik Koloru TSC3200 to 8-pinowy układ scalony z pakietem SOC. Poniższy obraz przedstawia schemat pinów układu scalonego czujnika koloru. W tym piny 1 i 2 (S0 i S1) są wyjściowymi pinami skalującymi częstotliwość. Pin 3 to wyjściowy pin enable i aktywny pin low. Pin 4 to GND.

schemat pinów TCS3200

Pin 5 jest pinem VDD, a maksymalne napięcie zasilania wynosi 5,5 V. Pin 6 to pin wyjściowy, przez który możemy uzyskać wyjście fali kwadratowej. Piny 7 i 8 (S2 i S3) to piny wyboru fotodiody.

piny 1, 2 (S0, S1) i 7, 8 (S3, S4) są szczególnie interesujące w czujniku kolorów TCS3200. S0 i S1 są wyjściowymi pinami skalującymi częstotliwość. Za pomocą tych pinów częstotliwość wyjściowej fali kwadratowej może być skalowana zgodnie z zastosowaną aplikacją lub mikrokontrolerem.

powodem skalowania częstotliwości wyjściowej jest to, że różne mikrokontrolery mają różne konfiguracje timera i mogą występować pewne ograniczenia w funkcjonalności liczników mikrokontrolerów. Poniższa tabela pokazuje procent skalowania wyjściowego dla różnych kombinacji S0 i S1.

S0 S1 skalowanie częstotliwości wyjściowej (f0) typowa Częstotliwość w pełnej skali
L L Wyłącz zasilanie —-
L H 2% 10 – 12 KHz
H L 20% 100 – 120 KHz
H H 100% 500 – 600 KHz

S3 i S4 to piny wyboru diod fotograficznych. Służą one do wyboru różnych diod fotograficznych, które są powiązane z różnymi filtrami kolorów (Czerwony, niebieski, zielony i przezroczysty). Poniższa tabela pokazuje różne kombinacje S3 I S4 dla różnych typów diod fotograficznych.

S3 i S4 to piny wyboru diod fotograficznych. Służą one do wyboru różnych diod fotograficznych, które są powiązane z różnymi filtrami kolorów (Czerwony, niebieski, zielony i przezroczysty). Poniższa tabela pokazuje różne kombinacje S3 I S4 dla różnych typów diod fotograficznych.

S3 S4 Typ fotodiody
L L Czerwony
L H Niebieski
H L Wyczyść (bez filtra)
H H Zielony

Czujnik Koloru TCS 3200 jest dostępny w formie modułu ze wszystkimi komponentami, takimi jak szpilki nagłówkowe, 4 białe diody LED, Rezystory i Kondensatory, oprócz rzeczywistego czujnika koloru TCS 3200. Poniższy obraz przedstawia moduł czujnika koloru w czasie rzeczywistym.

Czujnik Koloru TCS3200

praca projektu

w tym projekcie opracowano prosty czujnik koloru wykorzystujący Arduino. Moduł czujnika koloru wykrywa kolor w jego otoczeniu. Działanie projektu jest wyjaśnione tutaj.

jak wspomniano w sekcji Wprowadzenie do czujnika koloru, Czujnik Koloru TCS3200 ma filtry dla czerwonego, niebieskiego, zielonego i przezroczystego. Intensywność każdego koloru jest reprezentowana jako częstotliwość. W Arduino ustaliliśmy skalę częstotliwości wyjściowej na 100%, stosując wysokie piny S0 i S1 czujnika koloru.

musimy użyć pinów S2 i S3 na czujniku koloru, aby wybrać typ diody fotograficznej, tj. czerwoną, zieloną lub niebieską. Za każdym razem, gdy wybrana jest konkretna dioda fotograficzna, funkcja PULSEIN Arduino jest aktywowana na pinie podłączonym do wyjścia czujnika koloru.

pomoże nam to obliczyć częstotliwość sygnału wyjściowego. Ten sam proces powtarza się dla wszystkich trzech diod fotograficznych: R, G I B. Częstotliwość we wszystkich przypadkach jest mierzona za pomocą funkcji PULSEIN i jest wyświetlana na terminalu szeregowym.

dodatkowo informacje te mogą być wykorzystane do identyfikacji koloru umieszczonego przed czujnikiem i wyświetlania jego koloru na wyświetlaczu LCD, a także podświetlenia odpowiedniej diody LED.

kod

Aplikacje

  • Czujniki koloru mają szeroki zakres zastosowań w dziedzinie przetwarzania obrazu, cyfrowego przetwarzania sygnałów, wykrywania obiektów, identyfikacji kolorów itp.
  • w przemyśle Czujniki koloru są często używane do sortowania obiektów na podstawie koloru.

polecam Przeczytaj:

  • Zestawy startowe Arduino

Dodaj komentarz

Twój adres e-mail nie zostanie opublikowany.

lg