Mikä on värianturi : toiminta ja sen sovellukset

Elektroniikassa anturit ovat laitteita tai moduuleja tai ilmaisimia tai osajärjestelmiä, joita käytetään havaitsemaan sähköisiä ja optisia signaaleja ja reagoimaan niihin. Anturit voivat muuntaa fysikaalisia suureita, kuten lämpötilaa, kosteutta, nopeutta jne. sähköiseksi signaaliksi ja lähettää tiedot muille elektronisille laitteille, kuten prosessorille. Anturit luokitellaan eri tyyppeihin lämpötilan, kapasitanssin, lämmön, resistanssin jne. mittaamiseksi. Ne ovat lämpötila-anturi, lähestymisanturi, kiihtyvyysanturi, kosketusanturi, värianturi, paineanturi, valoanturi, IR-anturi, ultraäänianturi, kosteusanturi ja monet muut. Tässä artikkelissa kuvataan täysin värianturi.

Mikä on värianturi?

Määritelmä: Nämä anturit ovat valosähköisiä laitteita, jotka voivat lähettää valoa ja havaita esineestä heijastuneen valon värin. Nämä anturit voivat havaita esineestä heijastuneen valon voimakkuuden ja erottaa päävärit, kuten punaisen, sinisen ja vihreän. Näitä kutsutaan myös väriantureiksi.

Värianturit voivat valaista kohdetta laajalla aallonpituudella, valosuhteella ja määrittää valon voimakkuuden pääväreistä (punainen, sininen, vihreä ja valkoinen). Valon voimakkuuden suhde määrittää kohteen heijastaman ja absorboiman valon määrän.

Värianturin kaavio

Värianturin piiri sisältää herkät suodattimet, anturirakenteet, LEDit, kohdepinnat ja vastaanottimen. Kun kirkasta punaista valoa valaistaan kohteen pinnalle, sama punainen valo heijastuu ja sininen valo absorboituu. Tämä heijastuminen ja absorptio määräytyvät näissä antureissa käytettävien suodattimien perusteella.

Värianturi

Värianturin toimintaperiaate

Kuten tiedämme, että värit ovat tärkeimpiä ominaisuuksia, joiden avulla tunnistetaan ja arvioidaan esineen tai materiaalin ominaisuuksia. Niinpä nämä anturit ovat ilmaisimia, joita käytetään havaitsemaan kohteen väri, kun se altistetaan valolle, ja ne hylkäävät myös ei-toivotun UV-valon ja infrapunavalon. Nämä anturit heijastavat valoa ja absorboivat valoa RGB-asteikolla eri aallonpituuksilla.

Yleisesti anturit toimivat diffuusin tekniikan periaatteella. Näitä käytetään elektroniikassa, optiikassa ja, ohjelmistotekniikassa aistimaan laajaa värivalikoimaa. Kun kohteeseen valaistaan valkoista valoa, sensori aktivoituu kolmella suodattimella, joilla on kolme eri aallonpituutta, ja määrittää kohteen värin RGB-asteikon suhteen.

Värianturin toiminta

Värianturin toiminta

Kuituoptiikassa värianturit työskentelevät sisäisen kokonaisheijastuksen periaatteella. Kohteesta läpäistävän ja heijastuvan valon määrä riippuu optisista lasikuiduista. Kun valkoista valoa valaistaan kohdekohteeseen optisen kuidun kautta, tämä anturi havaitsee kohteesta optisen kuidun kautta heijastuneen valon, joka on esitetty pitkillä, lyhyillä ja keskipitkillä aallonpituuksilla. Kahden värin välinen etäisyys on etäisyys väriavaruudessa.

Värianturi TCS3200 käyttää esimerkiksi kolmea suodatinta kolmelle värille analysoidakseen kohteesta heijastuneen värin. Toinen suodatin on kirkkaalle, mikä tarkoittaa, että suodatinta ei ole. Suodatintyyppi (punainen suodatin, vihreä suodatin, sininen suodatin ja ei suodatinta) valitaan fotodiodin nastojen S2 ja S3 perusteella kuvassa esitetyllä tavalla. Tämä anturi antaa ulostulon neliöaallon, jonka työjakso on 50 %. Muunninta käytetään muuttamaan valon voimakkuus ja heijastunut väri taajuudeksi.

Lähdön taajuus on suoraan verrannollinen valon voimakkuuteen ja riippuu nastojen virrasta taajuusmuuttajan nastoihin S0 ja S1, ts. korkea / matala. Saadusta ulostulosta voimme säätää valon taajuutta 100%, 20% ja 2%. Tämä lähtöneliö voidaan antaa suoraan mikrokontrollerille.

Ominaisuudet

Värianturin ominaisuudet on lueteltu alla.

• Tarkkuus
• Ympäristöolosuhteet
• Aallonpituusalue
• Kalibrointi
• Resoluutio

.

• Kustannukset
• Kierrätettävyys
• Taajuus

Värianturin TCS3200 ominaisuudet on esitetty alla.

• Se on TAOS RGB -anturisiru, jossa on 4 lediä 4 suodattimelle ( punainen, sininen, vihreä ja kirkas).
• 8-napainen SOIC-pinta-asennuspaketti.
• Toimintajännite on 3-5 VDC piirilevyn koolla 2.4×2,8 cm.
• Tunnistin on sijoitettu kohteena olevan kohteen pinnalle näyttää värin sarjamonitorilla
• Yksittäisen syötön käyttöjännite on 2.7V – 5.5V.
• Muuntaa vastaanotetun valon taajuudeksi korkealla resoluutiolla.
• Lähtö antaa ohjelmoitavan värin ja täyden mittakaavan taajuuden.
• Virranalennuskerroin
• Kommunikaatio suoraan mikrokontrolleriin
• Tukee LED-valaisimen valvontaa.
• Käytetään sekä väri-ilmaisimena että väritunnistimena
• Konfiguroi aallonpituudet lähi-infrapunavalo – 750 nm – 2500 nm ja kaukoinfrapuna – 6 – 15 aallonpituusalue.

Esimerkkejä

Kun valoa valaistaan esineen pinnalle, osa valosta heijastuu ja osa absorboituu esineen ominaisuuksista riippuen. Tässä tämä anturi havaitsee heijastuneen valon ja valon voimakkuuden. Esimerkkejä väriantureista ovat Arduino-värianturi With TCS3200, värianturi TCS3200, AS73211, TCS3400, TCS34715, TCS34727, ColorPAL-anturi, SEN-11195, Lego Mindstorms EV3 ja monet muut.

Teollisissa väriantureissa on valkoisen valon lähetin ja erilliset vastaanottimet R G:lle ja B:lle. Nämä ovat 3 suodatinta punaista, vihreää ja sinistä varten, joiden aallonpituudet ovat vastaavasti 580 nm, 540 nm ja 450 nm.
Yleisimmin käytetty värianturi on Arduino-värianturi, jossa on TCS3200 mikrokontrollereissa.

Kun mikä tahansa matriisin fotodiodi aktivoituu, aktivoituu Arduinon oskillaattorin pulssi, joka on kytketty värianturin lähtöön. Lähtösignaalin taajuus lasketaan ja sama prosessi toistetaan lopuille kolmelle diodille kolmelle värille R, G ja B. Lähtötaajuus näytetään sarjapäätteessä tunnistaa pinnasta heijastuvan valon värin vastaavan LEDin avulla.

Sovellukset

Väriantureiden sovelluksiin kuuluvat seuraavat.

• Värillisten tuotteiden luokittelu määrittää koodimerkit, havaitsee pakkauksessa olevat datakoodit
• Värin havaitseminen ja värintunnistus
• Käytetään kuvankäsittelyssä ja digitaalisessa signaalinkäsittelyssä sekä kohteiden tunnistamisessa
• Käytetään tosivärin tunnistamisessa
• Erottelee värisävyjä.
• Tekstiiliteollisuudessa, autoteollisuudessa, elintarviketeollisuudessa, painoteollisuudessa, lääketeollisuudessa jne.sed laadunvalvonnassa visuaalisissa tarkastustyökaluissa – valvoo värimuutoksia
• Prosessinvalvonnassa, tuotannossa ja laadunvarmistuksessa
• Valvoo, tallentaa ja arvioi näkyviä värejä.
• Spektraalinen anturi värin mittaamiseen
• Ympäristön havaitseminen.

Tässä on siis kaikki värianturista – määritelmä, kaavio, toimintaperiaate, ominaisuudet, esimerkit ja sovellukset. Tässä on kysymys sinulle ” Mitkä ovat Arduino-värianturin edut?”