Úvod do barevného snímače RGB TCS3200

TCS3200 je barevný čip převaděče světla na frekvenci, který lze programovat pomocí mikrokontroléru. Modul lze použít k detekci všech 7 barev bílého světla pomocí integrovaného mikrokontroléru, jako je Arduino.

V tomto příspěvku se podíváme na RGB barevný senzor TCS3200, pochopíme, jak funguje barevný senzor a budeme prakticky testovat senzor TCS3200 s Arduinem a extrahovat některá užitečná data.

Důležitost rozpoznávání barev

Vidíme svět každý den, naplněný bohatými barvami, přemýšleli jste někdy o tom, jaké jsou vlastně barvy, kromě toho, jak to vizuálně cítíte. Barvy jsou elektromagnetické vlny s různými vlnovými délkami. Červená, zelená, modrá má různé vlnové délky, lidské oči jsou vyladěny tak, aby zachytily tyto barvy RGB, což je úzké pásmo od elektromagnetického spektra.

Ale vidíme víc než červenou, modrou a zelenou, protože náš mozek může kombinovat dvě nebo více barev a rozdávat novou barvu.

Schopnost vidět různé barvy pomohla starověké lidské civilizaci uniknout z život ohrožujících nebezpečí, jako jsou zvířata, a také pomohla identifikovat jedlé předměty, jako je ovoce, v jeho správném růstu, který bude příjemné konzumovat.

Ženy dokážou lépe rozpoznat různé barevné odstíny (lépe citlivé na barvy) než muži, ale muži jsou lepší ve sledování rychle se pohybujících objektů a podle toho reagují.

Mnoho studií naznačuje, že je to proto, že během starověku chodili muži na lov kvůli jejich fyzické síle, která byla lepší než u žen.

Ženy jsou poctěny méně riskantním úkolem, jako je sběr ovoce a dalších jedlých předmětů z rostlin a stromů.

Sbírání jedlých položek z rostlin v jejich správném růstu (barva ovoce hraje obrovskou roli) bylo velmi důležité pro dobré trávení, což lidem pomáhalo ze zdravotních problémů.

Tyto rozdíly ve zrakových schopnostech u mužů a žen přetrvávají i v moderní době.

Dobře, proč výše uvedená vysvětlení pro elektronický barevný senzor? Protože barevné senzory jsou vyrobeny na základě barevného modelu lidského oka a nikoli na barevném modelu očí jiných zvířat.

Například duální fotoaparáty v chytrých telefonech, jeden z fotoaparátů, jsou speciálně vyrobeny pro rozpoznávání barev RGB a další fotoaparát pro pořizování normálních snímků. Smícháním těchto dvou obrázků / informací s pečlivým algoritmem se na obrazovce budou reprodukovat přesné barvy skutečného objektu, které mohou lidé vnímat.

Poznámka: Ne všechny duální fotoaparáty fungují stejným způsobem, jak je uvedeno výše, některé se používají pro optické přiblížení, jiné se používají k vytváření efektu hloubkového pole atd.

Nyní se podívejme, jak jsou vyráběny barevné snímače TCS3200.

Ilustrace snímače TCS3200:

Má 4 zabudované bílé LED pro osvětlení objektu. Má 10 pinů, dva piny Vcc a GND (použijte kterýkoli z těchto dvou). Funkce S0, S1, S2, S3, S4 a „ven“ budou vysvětleny brzy.

Pokud se podrobně podíváme na senzor, můžeme vidět něco, jak je znázorněno níže:

Má řadu barevných senzorů 8 x 8, což je celkem 64. Blok fotosenzorů má červené, modré a zelené senzory. Různé barevné senzory jsou vytvořeny použitím různých barevných filtrů na senzoru. Ze 64 má 16 modrých, 16 zelených, 16 červených senzorů a je zde 16 foto senzorů bez jakéhokoli barevného filtru.

Modrý barevný filtr umožní, aby na senzor zasáhlo pouze modré světlo a odmítlo zbývající vlnové délky (barvy), což je stejné pro další dva barevné senzory.

Pokud svítíte modrým světlem na červený filtr nebo zelený filtr, projde méně intenzivní světlo skrz zelený nebo červený filtr ve srovnání s modrým filtrem. Modře filtrovaný senzor tedy obdrží více světla ve srovnání s dalšími dvěma.

Můžeme tedy dát barevné senzory s RGB filtry do bloku a svítit jakýmkoli barevným světlem a příslušný barevný senzor přijme více světla než ostatní dva.

Měřením intenzity světla přijímaného senzorem lze odhalit barvu, kterou světlo svítilo.

Propojení signálu ze senzoru do mikrokontroléru se provádí pomocí převaděče intenzity světla na frekvenci.

Blokové schéma obvodu

„Out“ pin je výstup. Frekvence výstupního kolíku je 50% pracovní cyklus. Kolíky S2 a S3 jsou vybrané řádky pro fotosenzor.

Rozumíte lépe tím, že se podíváte do tabulky:

Aplikováním nízkých signálů na piny S2 a S3 vyberete snímač červené barvy a změříte intenzitu červené vlnové délky.

Podobně postupujte podle výše uvedené tabulky pro ostatní barvy.

Obecně se měří červené, modré a zelené senzory, přičemž senzory zůstávají bez filtrů.

S0 a S1 jsou kolíky pro změnu měřítka frekvence:

S0 a S1 jsou kolíky pro změnu frekvence pro změnu výstupní frekvence. Měřítko frekvence se používá k výběru optimální výstupní frekvence ze snímače do mikrokontroléru. V případě Arduina se doporučuje 20%, S0 „HIGH“ a S1 „LOW“.

Výstupní frekvence se zvýší, pokud je intenzita světla příslušného snímače vysoká. Pro jednoduchost programového kódu není měřena frekvence, ale je měřena doba trvání pulzu, čím vyšší je frekvence, kratší doba trvání pulzu.

Takže ten, který na odečtu sériového monitoru ukazuje nejméně, musí být barva, která je umístěna před senzorem.

Extrakce dat z barevného senzoru

Nyní se prakticky pokusíme extrahovat data ze senzoru:

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 monitoru:

Čtení, které vykazuje nejnižší hodnotu, je barva umístěná před senzorem. Můžete také napsat kód pro rozpoznání jakékoli barvy, například žluté. Žlutá je výsledkem smíchání zelené a červené, takže pokud je žlutá barva umístěna před senzorem, musíte brát v úvahu hodnoty červeného a zeleného senzoru, podobně jako u ostatních barev.

Máte-li jakékoli dotazy týkající se tohoto barevného snímače RGB TCS3200 používajícího článek Arduino, vyjádřete to v sekci komentářů. Můžete obdržet rychlou odpověď.

Lze použít i výše vysvětlený barevný snímač spuštění externího gadgetu prostřednictvím relé pro provedení požadované operace.