Co je barevný senzor : Fungování a jeho aplikace

V elektronice jsou senzory zařízení nebo moduly, detektory nebo subsystémy používané k detekci a reakci na elektrické a optické signály. Senzory mohou převádět fyzikální veličiny, jako je teplota, vlhkost, rychlost atd. na elektrický signál a odesílat informace do jiných elektronických zařízení, jako je procesor. Senzory se dělí na různé typy pro měření teploty, kapacity, tepla, odporu atd. Jsou to snímač teploty, snímač přiblížení, akcelerometr, dotykový snímač, snímač barev, snímač tlaku, světelný snímač, infračervený snímač, ultrazvukový snímač, snímač vlhkosti a mnoho dalších. Tento článek kompletně popisuje barevný senzor.

Co je to barevný senzor?

Definice: Tyto senzory jsou fotoelektrická zařízení, která mohou vyzařovat světlo a detekovat barvu odraženého světla od objektu. Tyto snímače dokáží detekovat intenzitu světla odraženého od objektu a rozlišují základní barvy, jako je červená, modrá a zelená. Nazývají se také detektory barev.

Snímače barev mohou osvětlovat objekt širokou vlnovou délkou, poměrem světla a určovat intenzitu světla základních barev (červené, modré, zelené a bílé). Poměr intenzity světla určuje množství světla odraženého a pohlceného objektem.

Schéma barevného senzoru

Obvod barevného senzoru obsahuje citlivé filtry, pole senzorů, LED diody, cílové plochy a přijímač. Při osvětlení povrchu objektu jasným červeným světlem se stejné červené světlo odrazí a modré světlo je pohlceno. Tento odraz a absorpci určují filtry použité v těchto senzorech.

Barevný senzor

Princip činnosti barevného senzoru

Jak víme, barvy jsou nejdůležitějšími atributy pro rozpoznání a vyhodnocení vlastností objektu nebo materiálu. Tyto snímače jsou tedy detektory, které slouží k detekci barvy objektu při vystavení světlu a také odmítají nežádoucí UV a infračervené světlo. Tyto snímače odrážejí světlo a absorbují světlo ve stupnici RGB s různými vlnovými délkami.

Všeobecně jsou snímače na principu difuzní technologie. Ty se používají v elektronice, optice a, softwarové technologii pro snímání široké škály barev. Když se na cíl rozsvítí bílé světlo, pak se aktivuje snímač se 3 filtry, které mají 3 různé vlnové délky, a určí barvu cíle s ohledem na stupnici RGB.

Fungování snímače barev

V případě vláknové optiky pracují snímače barev na principu úplného vnitřního odrazu. Množství světla propuštěného a odraženého od cílového objektu závisí na optických skleněných vláknech. Když je bílé světlo osvětleno na cílový objekt prostřednictvím optického vlákna, tento snímač detekuje světlo odražené od objektu prostřednictvím optického vlákna a zastoupené v dlouhých, krátkých a středních vlnových délkách. Vzdálenost mezi dvěma barvami je vzdálenost v rámci barevného prostoru.

Například barevný senzor TCS3200 používá k analýze barvy odražené od objektu tři filtry pro tři barvy. Další filtr je pro čirý, což znamená bez filtru. Typ filtru (červený filtr, zelený filtr, modrý filtr a žádný filtr) se vybírá na základě pinů fotodiody S2 a S3, jak je znázorněno na obrázku. Tento snímač dává na výstupu čtvercovou vlnu se střídou 50 %. Převodník slouží k převodu intenzity světla a odražené barvy na frekvenci.

Frekvence výstupu je přímo úměrná intenzitě světla a závisí na proudu na vývodech frekvenčního převodníku S0 a S1, tj. vysoká/nízká. Ze získaného výstupu můžeme řídit frekvenci světla pro 100 %, 20 % a 2 %. Tento výstupní čtverec lze předat přímo mikrokontroléru.

Vlastnosti

Vlastnosti barevného senzoru jsou uvedeny níže.

• Přesnost
• Podmínky prostředí
• Rozsah vlnové délky
• Kalibrace
• Rozlišení

.

• Cena
• Návratnost
• Frekvence

Vlastnosti barevného senzoru TCS3200 jsou uvedeny níže.

• Jedná se o senzorový čip TAOS RGB se 4 LED diodami pro 4 filtry ( červený, modrý, zelený a čirý).
• Osmipinové pouzdro SOIC pro povrchovou montáž.
• Provozní napětí je 3-5 VDC s velikostí desky plošných spojů 2.
• .4 × 2,8 cm.
• Snímač umístěný na povrchu cílového objektu zobrazuje barvu na sériovém monitoru
• Provozní napětí s jedním zdrojem je 2.7 V až 5,5 V.
• Převádí přijaté světlo na frekvenci s vysokým rozlišením.
• Výstup udává programovatelnou barvu a frekvenci v plném rozsahu.
• Faktor snížení spotřeby
• Komunikace přímo s mikrokontrolérem
• Podporuje řízení světelných lamp LED.
• Používá se jako detektor barev i jako identifikátor barev
• Konfigurace vlnových délek blízkého infračerveného světla – 750 nm až 2500 nm a vzdáleného infračerveného světla – rozsah 6 až 15 vlnových délek.

Příklady

Při osvětlení povrchu objektu se určité množství světla odrazí a jiné se pohltí v závislosti na vlastnostech objektu. Zde tento snímač detekuje odražené světlo a intenzitu světla. Některé z příkladů barevných senzorů jsou Arduino barevný senzor S TCS3200, barevný senzor TCS3200, AS73211, TCS3400, TCS34715, TCS34727, senzor ColorPAL, SEN-11195, Lego Mindstorms EV3 a mnoho dalších.

Průmyslové barevné senzory se dodávají s vysílačem bílého světla a samostatnými přijímači pro R G a B. Senzory barev jsou vybaveny vysílačem bílého světla. Jedná se o 3 filtry pro červenou, zelenou a modrou barvu s vlnovými délkami 580 nm, 540 nm a 450 nm.
Nejpoužívanějším barevným senzorem je barevný senzor Arduino s TCS3200 v mikrokontrolérech.

Při aktivaci některé z fotodiod v poli se aktivuje impuls oscilátoru Arduino, který je připojen na výstup barevného senzoru. Vypočítá se frekvence výstupního signálu a stejný postup se opakuje pro zbývající 3 diody pro 3 barvy R, G a B. Výstupní frekvence se zobrazí na sériovém terminálu identifikuje barvu odraženého světla od povrchu pomocí příslušné LED.

Použití

Mezi aplikace snímačů barev patří následující.

• Třídění barevných výrobků určuje kódované značky, zjišťuje datové kódy na obalu
• Detekce barev a identifikace barev
• Používá se při zpracování obrazu a digitálním zpracování signálu a identifikaci objektů
• Používá se při rozpoznávání skutečných barev
• Rozlišuje různé odstíny barev.
• Textilní průmysl, automobilový průmysl, potravinářský průmysl, polygrafický průmysl, farmaceutický průmysl atd.sed při kontrole kvality v nástrojích vizuální kontroly – sleduje změny barev
• Kontrola procesů, výroby a zajištění kvality
• Kontroluje, ukládá a vyhodnocuje viditelné barvy.
• Spektrální snímání pro měření barev
• Detekce prostředí.

Tady je vše o snímači barev – definice, schéma, princip činnosti, funkce, příklady a aplikace. Zde je otázka pro vás “ Jaké jsou výhody barevného senzoru Arduino?“

.