Úvod do farebného snímača RGB TCS3200

Úvod do farebného snímača RGB TCS3200

TCS3200 je farebný čip prevodníka svetlo-frekvencia, ktorý je možné programovať prostredníctvom mikrokontroléra. Modul je možné použiť na detekciu všetkých 7 farieb bieleho svetla pomocou integrovaného mikrokontroléra, ako je Arduino.



V tomto príspevku sa pozrieme na RGB farebný senzor TCS3200, pochopíme, ako farebný senzor funguje a budeme prakticky testovať senzor TCS3200 s Arduinom a extrahovať niektoré užitočné údaje.

Dôležitosť rozpoznávania farieb

Vidíme svet každý deň, plný sýtych farieb, už ste niekedy premýšľali, aké sú vlastne farby, okrem toho, ako to opticky cítite. Farby sú elektromagnetické vlny s rôznymi vlnovými dĺžkami. Červená, zelená, modrá má rôzne vlnové dĺžky, ľudské oči sú vyladené na zachytenie týchto farieb RGB, čo je úzke pásmo od elektromagnetického spektra.





Ale vidíme viac ako červenú, modrú a zelenú, pretože náš mozog môže zmiešať dve alebo viac farieb a vydať novú farbu.

Schopnosť vidieť rôzne farby pomohla starovekej ľudskej civilizácii uniknúť z život ohrozujúcich nebezpečenstiev, ako sú zvieratá, a tiež pomohla pri identifikácii jedlých predmetov, ako sú ovocie, pri správnom raste, ktorý bude príjemné konzumovať.



Ženy sú v rozoznávaní rôznych farebných odtieňov (lepšie citlivých na farbu) lepšie ako muži, ale muži v sledovaní rýchlo sa pohybujúcich objektov lepšie reagujú.

Mnoho štúdií naznačuje, že je to tak kvôli tomu, že počas staroveku chodili muži na lov kvôli svojej fyzickej sile, ktorá bola lepšia ako u žien.

Ženy sú poctené menej riskantnou úlohou, ako je zber ovocia a iných jedlých predmetov z rastlín a stromov.

Zhromažďovanie jedlých predmetov z rastlín v ich správnom raste (farba ovocia zohráva obrovskú úlohu) bolo veľmi dôležité pre dobré trávenie, čo ľuďom pomáhalo pri zdravotných problémoch.

Tieto rozdiely v zrakových schopnostiach u mužov a žien pretrvávajú aj v modernej dobe.

Dobre, prečo vyššie uvedené vysvetlenia pre elektronický farebný snímač? Pretože farebné senzory sú vyrobené na základe farebného modelu ľudského oka, a nie na základe farebného modelu očí iných zvierat.

Napríklad duálne fotoaparáty v smartfónoch, jeden z fotoaparátov, je špeciálne vyrobený na rozpoznávanie farieb RGB a druhý fotoaparát na snímanie normálnych obrázkov. Kombinácia týchto dvoch obrázkov / informácií s opatrným algoritmom reprodukuje na obrazovke presné farby skutočného objektu, ktoré dokáže človek vnímať.

Poznámka: Nie všetky duálne fotoaparáty fungujú rovnakým spôsobom, ako je uvedené vyššie, niektoré sa používajú na optické zväčšenie, iné sa používajú na vytvorenie efektu hĺbkového poľa atď.

Teraz sa pozrime, ako sú vyrábané farebné senzory TCS3200.

Ilustrácia snímača TCS3200:

Senzor TCS3200

Má 4 zabudované biele LED diódy na osvetlenie objektu. Má 10 pinov, dva piny Vcc a GND (použite akýkoľvek z týchto dvoch). Funkcia S0, S1, S2, S3, S4 a kolíka „von“ bude vysvetlená čoskoro.

Ak sa pozorne pozrieme na snímač, môžeme vidieť niečo, ako je znázornené nižšie:

Má pole farebných snímačov 8 x 8, čo je celkovo 64. Blok foto snímačov má červené, modré a zelené snímače. Rôzne farebné senzory sa vytvárajú použitím rôznych farebných filtrov na senzore. Zo 64 má 16 modrých, 16 zelených, 16 červených senzorov a k dispozícii je 16 foto senzorov bez farebného filtra.

Modrý farebný filter umožní, aby iba modré svetlo zasiahlo snímač a odmietlo zvyšné vlnové dĺžky (farby), čo je rovnaké pre ďalšie dva farebné snímače.

Ak svietite modrým svetlom na červený alebo zelený filter, cez zelené alebo červené filtre bude prechádzať menej intenzívne svetlo v porovnaní s modrým filtrom. Modre filtrovaný snímač teda prijme viac svetla v porovnaní s ostatnými dvoma.

Môžeme teda dať farebné senzory s RGB filtrami do bloku a svietiť akýmkoľvek farebným svetlom a príslušný farebný senzor bude prijímať viac svetla ako ostatné dva.

Meraním intenzity svetla prijatého senzorom je možné odhaliť farbu, ktorú svieti.

Prepojenie signálu zo snímača do mikrokontroléra sa vykonáva pomocou prevodníka intenzity svetla na frekvenciu.

Bloková schéma obvodu

„Out“ pin je výstup. Frekvencia výstupného kolíka je 50% pracovný cyklus. Kolíky S2 a S3 sú vybrané riadky pre fotosenzor.

Lepšie pochopíte, keď si pozriete tabuľku:

Kolíky S2 a S3 sú vybrané riadky pre fotosenzor.

Aplikáciou nízkych signálov na kolíky S2 a S3 sa vyberie snímač červenej farby a zmeria sa intenzita červenej vlnovej dĺžky.

Podobne postupujte podľa vyššie uvedenej tabuľky pre ostatné farby.

Všeobecne sa merajú červené, modré a zelené senzory, pričom senzory sú bez filtrov.

S0 a S1 sú kolíky škálovania frekvencie:

S0 a S1 sú kolíky škálovania frekvencie

S0 a S1 sú kolíky na zmenu frekvencie na škálovanie výstupnej frekvencie. Škálovanie frekvencie sa používa na voľbu optimálnej výstupnej frekvencie od snímača k mikrokontroléru. V prípade Arduina sa odporúča 20%, S0 ‘HIGH’ a S1 ‘LOW’.

Ak je intenzita svetla príslušného snímača vysoká, výstupná frekvencia stúpne. Pre jednoduchosť programového kódu sa nemeria frekvencia, ale meria sa trvanie impulzu, čím vyššia je frekvencia mínus trvanie impulzu.

To, čo na údajoch zo sériového monitora ukazuje najmenej, musí byť teda farba, ktorá je umiestnená pred snímačom.

Extrahovanie údajov z farebného snímača

Teraz sa prakticky pokúsime extrahovať údaje zo senzora:

ako extrahovať údaje z farebného snímača pomocou obvodu Arduino

Programový kód:

//--------------Program Developed by R.GIRISH--------------//
const int s0 = 4
const int s1 = 5
const int s2 = 6
const int s3 = 7
const int out = 8
int frequency1 = 0
int frequency2 = 0
int frequency3 = 0
int state = LOW
int state1 = LOW
int state2 = HIGH
void setup()
{
Serial.begin(9600)
pinMode(s0, OUTPUT)
pinMode(s1, OUTPUT)
pinMode(s2, OUTPUT)
pinMode(s3, OUTPUT)
pinMode(out, INPUT)
//----Scaling Frequency 20%-----//
digitalWrite(s0, state2)
digitalWrite(s1, state1)
//-----------------------------//
}
void loop()
')
delay(100)
//------Sensing Blue colour----//
digitalWrite(s2, state1)
digitalWrite(s3, state2)
frequency3 = pulseIn(out, state)
Serial.print(' Blue = ')
Serial.println(frequency3)
delay(100)
Serial.println('---------------------------------------')
delay(400)

//--------------Program Developed by R.GIRISH--------------//

VÝSTUP sériového monitora:

Čítajúca, ktorá zobrazuje najnižšiu hodnotu, je farba umiestnená pred snímačom. Môžete tiež napísať kód na rozpoznanie akejkoľvek farby, napríklad žltej. Žltá je výsledkom zmiešania zelenej a červenej, takže ak je pred senzorom umiestnená žltá farba, musíte brať do úvahy hodnoty červenej a zelenej farby senzora, podobne ako v prípade iných farieb.

Ak máte akékoľvek otázky týkajúce sa tohto farebného senzora RGB TCS3200 používajúceho článok Arduino, vyjadrte sa v sekcii komentárov. Môžete dostať rýchlu odpoveď.

Vyššie uvedený farebný snímač je možné použiť aj na spustenie externého modulu gadget prostredníctvom relé na vykonanie požadovanej operácie.




Dvojica: Prepínač ZAPNUTÉ / VYPNUTÉ sieťovou sieťou ovládanou heslom Ďalej: Používanie snímačov TSOP17XX s prispôsobenými frekvenciami