Qu’est-ce qu’un capteur de couleur : fonctionnement et ses applications

En électronique, les capteurs sont les dispositifs ou modules ou détecteurs ou sous-systèmes utilisés pour détecter et répondre aux signaux électriques et optiques. Les capteurs peuvent couvrir des quantités physiques comme la température, l’humidité, la vitesse, etc. en un signal électrique et envoyer l’information aux autres dispositifs électroniques comme le processeur. Les capteurs sont classés en plusieurs types pour mesurer la température, la capacité, la chaleur, la résistance, etc. Il s’agit d’un capteur de température, d’un capteur de proximité, d’un accéléromètre, d’un capteur tactile, d’un capteur de couleur, d’un capteur de pression, d’un capteur de lumière, d’un capteur IR, d’un capteur à ultrasons, d’un capteur d’humidité et bien d’autres encore. Cet article décrit complètement le capteur de couleur.

Qu’est-ce que le capteur de couleur ?

Définition : Ces capteurs sont les dispositifs photoélectriques qui peuvent émettre de la lumière et détecter la couleur de la lumière réfléchie par un objet. Ces capteurs peuvent détecter l’intensité de la lumière réfléchie par un objet et différencier les couleurs primaires comme le rouge, le bleu et le vert. Ils sont également appelés détecteurs de couleurs.

Les capteurs de couleurs peuvent éclairer l’objet avec une large longueur d’onde, un rapport de lumière, et déterminer l’intensité lumineuse des couleurs primaires (rouge, bleu, vert et blanc). Le rapport d’intensité de la lumière détermine la quantité de lumière réfléchie et absorbée par l’objet.

Diagramme du capteur de couleurs

Le circuit du capteur de couleurs contient des filtres sensibles, des réseaux de capteurs, des LED’S, des surfaces cibles et un récepteur. Lorsque la lumière rouge vif est éclairée sur la surface de l’objet, cette même lumière rouge est réfléchie et la lumière bleue est absorbée. Cette réflexion et cette absorption sont déterminées par les filtres utilisés dans ces capteurs.

Capteur de couleur

Principe de fonctionnement du capteur de couleur

Comme nous le savons, les couleurs sont les attributs les plus importants pour reconnaître et évaluer les propriétés d’un objet ou d’un matériau. Ainsi, ces capteurs sont les détecteurs utilisés pour détecter la couleur d’un objet lorsqu’il est soumis à la lumière et rejette également la lumière UV et infrarouge indésirable. Ces capteurs ont réfléchi la lumière et absorbé la lumière dans l’échelle RVB avec différentes longueurs d’onde.

Généralement, les capteurs sur le principe de la technologie diffuse. Ils sont employés dans l’électronique, l’optique et, la technologie des logiciels pour détecter la large gamme de couleurs. Lorsque la lumière blanche est éclairée sur la cible, alors le capteur est activé avec 3 filtres, qui ont 3 longueurs d’onde différentes et détermine la couleur de la cible par rapport à l’échelle RGB.

Color Sensor Working

Dans le cas de la fibre optique, les capteurs de couleur fonctionnent sur le principe de la réflexion interne totale. La quantité de lumière transmise et réfléchie par l’objet ciblé dépend des fibres optiques de verre. Lorsque la lumière blanche est éclairée sur l’objet ciblé via la fibre optique, ce capteur détecte la lumière réfléchie par l’objet via la fibre optique et représentée dans les longueurs d’onde longues, courtes et moyennes. La distance entre les deux couleurs est la distance dans l’espace couleur.

Par exemple, le capteur de couleur TCS3200 utilise trois filtres pour trois couleurs pour analyser la couleur réfléchie par l’objet. Un autre filtre est destiné au clair, c’est-à-dire sans filtre. Le type de filtre (filtre rouge, filtre vert, filtre bleu et aucun filtre) est sélectionné en fonction des broches de la photodiode S2 et S3, comme indiqué sur la figure. Ce capteur donne la sortie onde carrée avec un rapport cyclique de 50%. Le convertisseur est utilisé pour transformer l’intensité lumineuse et la couleur réfléchie en fréquence.

La fréquence de la sortie est directement proportionnelle à l’intensité lumineuse et dépend du courant des broches vers les broches du convertisseur de fréquence S0 et S1 c’est-à-dire haut/bas. A partir de la sortie obtenue, nous pouvons contrôler la fréquence de la lumière pour 100%, 20%, et 2%. Ce carré de sortie peut être donné à un microcontrôleur directement.

Caractéristiques

Les caractéristiques du capteur de couleur sont énumérées ci-dessous.

• Précision
• Condition environnementale
• Gamme de longueur d’onde
• Calibrage
• Résolution

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• Coût
• Répétitivité
• Fréquence

Les caractéristiques du capteur de couleur TCS3200 sont données ci-dessous.

• C’est une puce de capteur RVB TAOS avec 4 led pour 4 filtres ( rouge, bleu, vert et clair).
• Paquet de montage en surface SOIC à 8 broches.
• La tension de fonctionnement est de 3-5 VDC avec une taille de PCB de 2.4×2,8 cm.
• Un capteur est placé sur la surface de l’objet ciblé affiche la couleur sur un moniteur série
• La tension de fonctionnement à alimentation unique est de 2.7V à 5,5V.
• Convertit la lumière reçue à la fréquence avec une haute résolution.
• La sortie donne la couleur programmable et la fréquence pleine échelle.
• Facteur de réduction de puissance
• Communication directe au microcontrôleur
• Supportant le contrôle des lampes à LED.
• Utilisé à la fois comme détecteur de couleur et identificateur de couleur
• Configuration des longueurs d’onde lumière proche infrarouge-750nm à 2500nm et infrarouge lointain – 6 à 15 gamme de longueur d’onde.

Exemples

Lorsque la lumière est éclairée sur la surface d’un objet, une certaine quantité de lumière sera réfléchie et d’autres seront absorbées en fonction des caractéristiques de l’objet. Ici, ce capteur détecte la lumière réfléchie et l’intensité lumineuse. Certains des exemples de capteurs de couleur sont Arduino capteur de couleur Avec TCS3200, capteur de couleur TCS3200, AS73211, TCS3400, TCS34715, TCS34727, capteur ColorPAL, SEN-11195, Lego Mindstorms EV3, et bien d’autres.

Les capteurs de couleur industriels sont livrés avec un émetteur de lumière blanche et des récepteurs séparés pour R G et B. Ce sont 3 filtres pour le rouge, le vert et le bleu avec des longueurs d’onde de 580nm, 540nm et 450nm respectivement.
Le capteur de couleur le plus utilisé est le capteur de couleur Arduino avec TCS3200 dans les microcontrôleurs.

Lorsque l’une des photodiodes dans un réseau est activée, l’impulsion est de l’oscillateur Arduino est activée, qui est connecté à la sortie du capteur de couleur. La fréquence du signal de sortie est calculée et le même processus est répété pour les 3 diodes restantes pour 3 couleurs R, G, et B. La fréquence de sortie est affichée dans le terminal série identifie la couleur de la lumière réfléchie par la surface à l’aide de la LED correspondante.

Applications

Les applications des capteurs de couleur comprennent les suivantes .

• Le classement des produits colorés détermine les marques codées, détecte les codes de données sur un emballage
• Détection et identification des couleurs
• Utilisé dans le traitement des images, et le traitement des signaux numériques et l’identification des objets
• Utilisé dans la reconnaissance des couleurs vraies
• Distingue les différentes nuances de couleurs.
• Industries du textile, de l’automobile, de l’agroalimentaire, de l’imprimerie, de l’industrie pharmaceutique, etc.sedans le contrôle de la qualité dans les outils d’inspection visuelle – surveiller les changements de couleur
• Contrôle des processus, production et assurance qualité
• Contrôle, stockage et évaluation des couleurs visibles.
• Détection spectrale pour la mesure de la couleur
• Détection de l’environnement.

Ainsi, tout est dit sur le capteur de couleur – définition, schéma, principe de fonctionnement, caractéristiques, exemples et applications. Voici une question pour vous  » Quels sont les avantages du capteur de couleur Arduino ? « 

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