Qué es el sensor de color : funcionamiento y sus aplicaciones

En electrónica, los sensores son los dispositivos o módulos o detectores o subsistemas utilizados para detectar y responder a las señales eléctricas y ópticas. Los sensores pueden convertir cantidades físicas como la temperatura, la humedad, la velocidad, etc. en una señal eléctrica y enviar la información a otros dispositivos electrónicos como el procesador. Los sensores se clasifican en varios tipos para medir la temperatura, la capacitancia, el calor, la resistencia, etc. Son un sensor de temperatura, un sensor de proximidad, un acelerómetro, un sensor táctil, un sensor de color, un sensor de presión, un sensor de luz, un sensor de infrarrojos, un sensor de ultrasonidos, un sensor de humedad y muchos más. Este artículo describe completamente el sensor de color.

¿Qué es el sensor de color?

Definición: Estos sensores son los dispositivos fotoeléctricos que pueden emitir luz y detectar el color de la luz reflejada de un objeto. Estos sensores pueden detectar la intensidad de la luz reflejada por un objeto y diferenciar los colores primarios como el rojo, el azul y el verde. También se denominan detectores de color.

Los sensores de color pueden iluminar el objeto con una amplia longitud de onda, proporción de luz y determinar la intensidad de luz de los colores primarios (rojo, azul, verde y blanco). La relación de intensidad de la luz determina la cantidad de luz reflejada y absorbida por el objeto.

Diagrama del sensor de color

El circuito del sensor de color contiene filtros sensibles, conjuntos de sensores, LED’S, superficies de destino y receptor. Cuando la luz roja brillante se ilumina en la superficie del objeto, la misma luz roja se refleja y la luz azul se absorbe. Esta reflexión y absorción están determinadas por los filtros utilizados en estos sensores.

Sensor de color

Principio de funcionamiento del sensor de color

Como sabemos los colores son los atributos más importantes para reconocer y evaluar las propiedades de un objeto o material. Por lo tanto, estos sensores son los detectores utilizados para detectar el color de un objeto cuando se somete a la luz y también rechaza la luz UV y la luz infrarroja no deseada. Estos sensores reflejan la luz y absorben la luz en la escala RGB con diferentes longitudes de onda.

Generalmente, los sensores en el principio de la tecnología difusa. Estos se emplean en la electrónica, la óptica y, la tecnología de software para detectar la amplia gama de colores. Cuando la luz blanca se ilumina en el objetivo, entonces el sensor se activa con 3 filtros, que tienen 3 longitudes de onda diferentes y determina el color del objetivo con respecto a la escala RGB.

Funcionamiento del sensor de color

En el caso de la fibra óptica, los sensores de color funcionan según el principio de reflexión interna total. La cantidad de luz transmitida y reflejada por el objeto objetivo depende de las fibras ópticas de vidrio. Cuando la luz blanca se ilumina en el objeto objetivo a través de la fibra óptica, este sensor detecta la luz reflejada del objeto a través de la fibra óptica y representada en las longitudes de onda larga, corta y media. La distancia entre los dos colores es la distancia dentro del espacio de color.

Por ejemplo, el sensor de color TCS3200 utiliza tres filtros para tres colores para analizar el color reflejado por el objeto. Otro filtro es para claro, es decir, sin filtro. El tipo de filtro (filtro rojo, filtro verde, filtro azul y sin filtro) se selecciona en base a los pines del fotodiodo S2 y S3 como se muestra en la figura. Este sensor da la onda cuadrada de salida con un ciclo de trabajo del 50%. El convertidor se utiliza para transformar la intensidad de la luz y el color reflejado en frecuencia.

La frecuencia de la salida es directamente proporcional a la intensidad de la luz y depende de la corriente de los pines a los pines del convertidor de frecuencia S0 y S1 es decir, alta/baja. A partir de la salida obtenida, podemos controlar la frecuencia de la luz para el 100%, el 20% y el 2%. Este cuadrado de salida se puede dar a un microcontrolador directamente.

Características

Las características del sensor de color se enumeran a continuación.

• Precisión
• Condición ambiental
• Rango de longitud de onda
• Calibración
• Resolución
• Coste
• Repetibilidad
• Frecuencia

Las características del sensor de color TCS3200 son las siguientes.

• Es un chip sensor TAOS RGB con 4 leds para 4 filtros ( rojo, azul, verde y claro).
• Paquete de montaje superficial SOIC de 8 pines.
• El voltaje de funcionamiento es de 3-5 VDC con tamaño de PCB 2.4×2,8 cm.
• Un sensor se coloca en la superficie del objeto objetivo muestra el color en un monitor de serie
• La tensión de funcionamiento de una sola fuente es de 2.7V a 5.5V.
• Convierte la luz recibida a la frecuencia con alta resolución.
• La salida da el color programable y la frecuencia de escala completa.
• Factor de reducción de potencia
• Comunicación directamente al microcontrolador
• Soporta el control de la lámpara de luz LED.
• Se utiliza tanto como detector de color como identificador de color
• Configuración de las longitudes de onda de la luz infrarroja cercana-750nm a 2500nm y del infrarrojo lejano – 6 a 15 rango de longitudes de onda.

Ejemplos

Cuando la luz se ilumina en la superficie de un objeto, una parte de la luz se reflejará y otra se absorberá dependiendo de las características del objeto. Aquí este sensor detecta la luz reflejada y la intensidad de la luz. Algunos de los ejemplos de sensores de color son Arduino sensor de color Con TCS3200, sensor de color TCS3200, AS73211, TCS3400, TCS34715, TCS34727, sensor ColorPAL, SEN-11195, Lego Mindstorms EV3, y muchos más.

Los sensores de color industriales vienen con un transmisor de luz blanca y receptores separados para R G y B. Se trata de 3 filtros para el rojo, el verde y el azul con longitudes de onda de 580 nm, 540 nm y 450 nm respectivamente.
El sensor de color más utilizado es el sensor de color Arduino con TCS3200 en microcontroladores.

Cuando se activa cualquiera de los fotodiodos de una matriz, se activa el pulso es del oscilador Arduino, que se conecta a la salida del sensor de color. La frecuencia de la señal de salida se calcula y el mismo proceso se repite para los 3 diodos restantes para 3 colores R, G y B. La frecuencia de salida se muestra en el terminal de serie identifica el color de la luz reflejada de la superficie con la ayuda del LED correspondiente.

Aplicaciones

Las aplicaciones de los sensores de color incluyen lo siguiente.

• La clasificación de productos de color determina las marcas codificadas, detecta los códigos de datos en un paquete
• Detección del color e identificación del color
• Se utiliza en el procesamiento de imágenes, y el procesamiento de señales digitales y la identificación de objetos
• Se utiliza en el reconocimiento del color verdadero
• Distingue diferentes tonos de colores.
• Industrias textiles, industrias de la automoción, la industria alimentaria, las industrias de impresión, la industria farmacéutica, etc.sed en el control de calidad en las herramientas de inspección visual – monitorear los cambios de color
• Controlar el proceso, la producción y la garantía de calidad
• Controlar, almacenar y evaluar los colores visibles.
• Detección espectral para la medición del color
• Detección del entorno.

Así que esto es todo sobre el sensor de color – definición, diagrama, principio de funcionamiento, características, ejemplos y aplicaciones. Aquí hay una pregunta para usted » ¿Cuáles son las ventajas del sensor de color Arduino?»