un senzor de culoare, după cum sugerează și numele, este un dispozitiv care detectează sau detectează culorile. Un senzor de culoare va folosi un mijloc extern de a emite lumină (ca o serie de LED-uri albe) și apoi va analiza lumina reflectată de la obiect pentru a determina culoarea acestuia.

senzorii de culoare vor oferi o culoare exactă a obiectului. Există o gamă largă de aplicații ale senzorilor de culoare, cum ar fi sortarea obiectelor după culoare, sisteme de control al calității, îmbunătățirea culorii imprimantei etc.

în acest proiect, am proiectat o aplicație simplă senzor de culoare Arduino, care are capacitatea de a detecta diferite culori. Am folosit senzori de culoare TCS3200 în acest scop. Introducere în senzorul de culoare, diagrama circuitului și funcționarea proiectului senzorului de culoare Arduino sunt explicate mai jos.

schiță

diagrama circuitului

circuitul senzorului de culoare Arduino

componente necesare

  • Arduino Mega
  • TCS3200 (RGB + Clear) Modul senzor de culoare
  • Breadboard (Prototyping board)
  • sursa de alimentare
  • Cabluri de conectare

Notă: Am folosit Arduino Mega în acest proiect, deoarece are un număr mare de pini I/O și am conectat multe dispozitive precum senzorul de culoare TCS 3200, afișajul LCD 16×2 și LED-urile 4. Pentru date simple ale senzorului care utilizează comunicarea serială (informații despre senzor pe Terminalul Serial), se poate utiliza simplu Arduino UNO.

o scurtă introducere în senzorul de culoare

tehnic vorbind, culorile sunt născociri ale imaginației noastre. Când vedem un măr roșu, înseamnă că reflectă acea lungime de undă particulară (~700 nm pentru Roșu) a spectrului electromagnetic. Această energie este absorbită de ochi și pe baza unei reacții chimice, creierul spune că o anumită lungime de undă este culoarea roșie.

pentru computere, un senzor care diferențiază între diferite culori va ajuta la determinarea culorii obiectului. Vom vedea un senzor de culoare simplu folosind un rezistor foto (rezistor dependent de lumină – LDR) și două obiecte colorate diferite, să zicem roșu și albastru.

când strălucim lumină roșie strălucitoare pe ambele obiecte, obiectul roșu va reflecta lumina, în timp ce obiectul albastru o va absorbi. Deci, atunci când lumina roșie este incidentă atât pe obiectele roșii, cât și pe cele albastre, obiectele roșii apar mai strălucitoare pentru LDR, deoarece reflectă cea mai mare parte a luminii roșii.

LDR Albastru

în mod similar, atunci când o lumină albastră strălucitoare este incidentă pe ambele obiecte, obiectul albastru va apărea cel mai strălucitor la senzor. Această metodă este doar pentru a înțelege funcționarea unui senzor de culoare, iar rezultatele reale pot să nu fie corecte.

LDR Red
senzori de culoare practice, cum ar fi TCS3200 sunt un pic mai complicat decât aceasta. Senzorul de culoare TCS3200 este un senzor de culoare programabil care convertește lumina de culoare în frecvență. Frecvența de ieșire a senzorului este direct proporțională cu intensitatea luminii reflectate de obiect.

modulul senzorului de culoare TCS3200 are senzor RGB + Clear împreună cu 4 LED-uri albe strălucitoare încorporate pe placă. TCS3200 are o matrice 8 x 8 de diode foto, 16 fiecare pentru filtre roșii, filtre albastre, filtre verzi și clare (fără filtru).

diagrama bloc funcțională a senzorului de culoare TCS3200 este prezentată în imaginea următoare. Se compune din filtre de culoare, matrice de diode foto, convertor de curent la frecvență și ieșire finală de undă pătrată care poate fi dată direct unui microcontroler.

Schema bloc senzor de culoare TSC3200 senzor de culoare IC este un 8 pini IC cu pachet SOC. Următoarea imagine prezintă diagrama pin a senzorului de culoare IC. În faptul că pinii 1 și 2 (S0 și S1) sunt pini de scalare a frecvenței de ieșire. Pinul 3 Este ieșire activați pinul și este un pin activ scăzut. Pinul 4 este GND.

TCS3200 diagrama pinului

pinul 5 este pinul VDD, iar tensiunea maximă de alimentare este de 5,5 V. Pinul 6 este pinul de ieșire prin care putem obține ieșirea de undă pătrată. Pinii 7 și 8 (S2 și S3) sunt pini de selecție a Fotodiodelor.

pinii 1, 2 (S0, s1) și 7, 8 (S3, S4) prezintă un interes special pentru senzorul de culoare TCS3200. S0 și S1 sunt pini de scalare a frecvenței de ieșire. Cu acești pini, frecvența valului pătrat de ieșire poate fi scalată în funcție de aplicația sau microcontrolerul utilizat.

motivul pentru scalarea frecvenței de ieșire este microcontrolerele diferite au configurații de temporizare diferite și ar putea exista unele limitări în funcționalitatea contorului microcontrolerelor. Tabelul următor prezintă procentul de scalare de ieșire pentru diferite combinații de S0 și S1.

S0 S1 scalarea frecvenței de ieșire (f0) frecvență tipică la scară largă
L L oprire —-
L H 2% 10 – 12 KHz
H L 20% 100 – 120 KHz
H H 100% 500 – 600 KHz

S3 și S4 sunt pini de selecție a diodelor foto. Acestea sunt utilizate pentru a selecta diferite diode foto care sunt asociate cu diferite filtre de culoare (Roșu, albastru, verde și clar). Următorul tabel prezintă diferite combinații de S3 și S4 pentru diferite tipuri de diode foto.

S3 și S4 sunt pini de selecție a diodelor foto. Acestea sunt utilizate pentru a selecta diferite diode foto care sunt asociate cu diferite filtre de culoare (Roșu, albastru, verde și clar). Următorul tabel prezintă diferite combinații de S3 și S4 pentru diferite tipuri de diode foto.

S3 S4 Tip fotodiodă
L l roșu
L H Albastru
H L clar (fără filtru)
H H Verde

senzorul de culoare TCS 3200 vine sub forma unui modul cu toate componentele, cum ar fi ace de antet, 4 LED-uri albe, rezistențe și condensatoare, în plus față de senzorul de culoare TCS 3200 real. Următoarea imagine arată modulul senzorului de culoare în timp real.

TCS3200 senzor de culoare

de lucru a proiectului

un senzor de culoare simplu folosind Arduino este dezvoltat în acest proiect. Modulul senzorului de culoare detectează culoarea din împrejurimile sale. Funcționarea proiectului este explicată aici.

după cum sa menționat în secțiunea Introducere în senzorul de culoare, senzorul de culoare TCS3200 are filtre pentru Roșu, albastru, verde și clar. Intensitatea fiecărei culori este reprezentată ca o frecvență. În Arduino, am fixat scara frecvenței de ieșire la 100% prin aplicarea pinilor S0 și S1 ai senzorului de culoare.

trebuie să folosim pinul S2 și S3 de pe senzorul de culoare pentru a selecta tipul de diodă foto, adică roșu, verde sau albastru. Ori de câte ori este selectată o anumită diodă foto, Caracteristica PULSEIN a Arduino este activată pe pinul care este conectat la ieșirea senzorului de culoare.

acest lucru ne va ajuta să calculăm frecvența semnalului de ieșire. Același proces se repetă pentru toate cele trei diode foto: R, G și B. Frecvența în toate cazurile este măsurată utilizând caracteristica PULSEIN și este afișată pe Terminalul Serial.

în plus, aceste informații pot fi utilizate pentru a identifica culoarea plasată în fața senzorului și pentru a afișa culoarea acestuia pe ecranul LCD și, de asemenea, pentru a aprinde LED-ul corespunzător.

Cod

Aplicații

  • senzorii de culoare au o gamă largă de aplicații în domeniile procesării imaginilor, procesării semnalelor digitale, detectării obiectelor, identificării culorilor etc.
  • în industrii, senzorii de culoare sunt adesea folosiți în sortarea obiectelor pe baza culorii.

recomandat citit:

  • kituri de pornire Arduino

Lasă un răspuns

Adresa ta de email nu va fi publicată.

lg