Ce este senzorul de culoare : Funcționarea și aplicațiile sale

În electronică, senzorii sunt dispozitive sau module sau detectoare sau subsisteme utilizate pentru a detecta și a răspunde la semnale electrice și optice. Senzorii pot acoperi cantități fizice precum temperatura, umiditatea, viteza etc. într-un semnal electric și pot trimite informația către alte dispozitive electronice precum procesorul. Senzorii sunt clasificați în diferite tipuri pentru a măsura temperatura, capacitatea, căldura, rezistența etc. Acestea sunt un senzor de temperatură, un senzor de proximitate, un accelerometru, un senzor tactil, un senzor de culoare, un senzor de presiune, un senzor de lumină, un senzor IR, un senzor cu ultrasunete, un senzor de umiditate și multe altele. Acest articol descrie complet senzorul de culoare.

Ce este senzorul de culoare?

Definiție: Acești senzori sunt dispozitive fotoelectrice care pot emite lumină și pot detecta culoarea luminii reflectate de un obiect. Acești senzori pot detecta intensitatea luminii reflectate de un obiect și diferențiază culorile primare precum roșu, albastru și verde. Aceștia se mai numesc și detectoare de culoare.

Senzorii de culoare pot ilumina obiectul cu o lungime de undă largă, raportul de lumină și pot determina intensitatea luminoasă a culorilor primare (roșu, albastru, verde și alb). Raportul de intensitate a luminii determină cantitatea de lumină reflectată și absorbită de obiect.

Diagrama senzorului de culoare

Circuitul senzorului de culoare conține filtre sensibile, rețele de senzori, LED-uri, suprafețe țintă și receptor. Când lumina roșie puternică este aprinsă pe suprafața obiectului, aceeași lumină roșie este reflectată și lumina albastră este absorbită. Această reflexie și absorbție sunt determinate de filtrele utilizate în acești senzori.

Senzor de culoare

Principiul de funcționare al senzorului de culoare

Cum știm că culorile sunt cele mai importante atribute pentru a recunoaște și evalua proprietățile unui obiect sau material. Așadar, acești senzori sunt detectoare utilizate pentru a detecta culoarea unui obiect atunci când este supus luminii și, de asemenea, resping lumina UV și lumina infraroșie nedorite. Acești senzori reflectă lumina reflectată și lumina absorbită în scara RGB cu diferite lungimi de undă.

În general, senzorii pe principiul tehnologiei difuze. Aceștia sunt folosiți în electronică, optică și, tehnologie software pentru a detecta gama largă de culori. Când lumina albă este iluminată pe țintă, atunci senzorul este activat cu 3 filtre, care au 3 lungimi de undă diferite și determină culoarea țintei în raport cu scara RGB.

Senzorul de culoare funcționează

În cazul fibrelor optice, senzorii de culoare funcționează pe principiul reflexiei interne totale. Cantitatea de lumină transmisă și reflectată de obiectul vizat depinde de fibrele optice de sticlă. Atunci când lumina albă este iluminată pe obiectul vizat prin intermediul fibrei optice, acest senzor detectează lumina reflectată de la obiect prin intermediul fibrei optice și reprezentată în lungimile de undă lungi, scurte și medii. Distanța dintre cele două culori este distanța în cadrul spațiului de culoare.

De exemplu, senzorul de culoare TCS3200 utilizează trei filtre pentru trei culori pentru a analiza culoarea reflectată de obiect. Un alt filtru este pentru clar, ceea ce înseamnă fără filtru. Tipul de filtru (filtru roșu, filtru verde, filtru albastru și fără filtru) este selectat pe baza pinilor fotodiodei S2 și S3, așa cum se arată în figură. Acest senzor dă la ieșire o undă pătrată cu un ciclu de funcționare de 50%. Convertorul este utilizat pentru a transforma intensitatea luminii și culoarea reflectată în frecvență.

Frecvența ieșirii este direct proporțională cu intensitatea luminii și depinde de pinii de curent la pinii convertorului de frecvență S0 și S1, adică înalt/jos. Din ieșirea obținută, putem controla frecvența luminii pentru 100%, 20% și 2%. Acest pătrat de ieșire poate fi dat direct la un microcontroler.

Caracteristici

Caracteristicile senzorului de culoare sunt enumerate mai jos.

.

Caracteristicile senzorului color TCS3200 sunt prezentate mai jos.

• Este un cip senzor TAOS RGB cu 4 leduri pentru 4 filtre ( roșu, albastru, verde și transparent).
• Capsulă de montare pe suprafață SOIC cu 8 pini.
• Tensiunea de funcționare este de 3-5 VDC cu dimensiunea PCB 2.4×2,8 cm.
• Un senzor este plasat pe suprafața obiectului vizat afișează culoarea pe un monitor serial
• Tensiunea de funcționare cu o singură sursă de alimentare este de 2.7V până la 5,5V.
• Converte lumina primită în frecvență cu o rezoluție înaltă.
• La ieșire oferă culoarea programabilă și frecvența la scară completă.
• Factorul de reducere a puterii
• Comunicare directă cu microcontrolerul
• Suportă controlul lămpii cu LED-uri.
• Utilizat atât ca detector de culoare, cât și ca identificator de culoare
• Configurarea lungimilor de undă lumină în infraroșu apropiat-750nm până la 2500nm și infraroșu îndepărtat – 6 până la 15 lungimi de undă.

Exemple

Când lumina este iluminată pe suprafața unui obiect, o anumită cantitate de lumină va fi reflectată și altele vor fi absorbite în funcție de caracteristicile obiectului. Aici, acest senzor detectează lumina reflectată și intensitatea luminii. Unele dintre exemplele de senzori de culoare sunt senzorul de culoare Arduino With TCS3200, senzorul de culoare TCS3200, AS73211, TCS3400, TCS34715, TCS34727, senzorul ColorPAL, SEN-11195, Lego Mindstorms EV3 și multe altele.

Senzorii de culoare industriali sunt prevăzuți cu un emițător de lumină albă și receptori separați pentru R G și B. Acestea sunt 3 filtre pentru roșu, verde și albastru cu lungimi de undă de 580nm, 540nm și, respectiv, 450nm.
Cel mai utilizat senzor de culoare este senzorul de culoare Arduino cu TCS3200 în microcontrolere.

Când oricare dintre fotodiodele dintr-o matrice este activată, impulsul este al oscilatorului Arduino este activat, care este conectat la ieșirea senzorului de culoare. Frecvența semnalului de ieșire este calculată și același proces se repetă pentru cele 3 diode rămase pentru 3 culori R, G și B. Frecvența de ieșire este afișată în terminalul serial identifică culoarea luminii reflectate de pe suprafață cu ajutorul LED-ului corespunzător.

Aplicații

Aplicațiile senzorilor de culoare includ următoarele.

• Clasificarea produselor colorate determină semnele codificate, detectează codurile de date de pe un ambalaj
• Detecția culorilor și identificarea culorilor
• Utilizate în procesarea imaginilor și procesarea semnalelor digitale și identificarea obiectelor
• Utilizate în recunoașterea culorilor adevărate
• Distinge diferite nuanțe de culori.
• Industria textilă, industria auto, industria alimentară, industria tipografică, industria farmaceutică etc. sed în controlul calității în instrumentele de inspecție vizuală – monitorizează schimbările de culoare
• Controlul proceselor, producția și asigurarea calității
• Controlează, stochează și evaluează culorile vizibile.
• Detecția spectrală pentru măsurarea culorilor
• Detecția mediului înconjurător.

Acum, acesta este totul despre senzorul de culoare – definiție, diagramă, principiu de funcționare, caracteristici, exemple și aplicații. Iată o întrebare pentru dumneavoastră ” Care sunt avantajele senzorului de culoare Arduino?”

.