Датчик кольору

Підключення датчика TCS3200

Всього модуль має вісім висновків.

  • VСС — харчування 5В,
  • GND — загальний провід,
  • OUT — інформаційний вихід,
  • LED — висновок управління світлодіодами підсвічування,
  • S0 і S1 масштабування частоти вихідного сигналу,
  • S2 і S3 — вибір групи світлодіодів [1-5].

При напрузі живлення 5В модуль споживає 21 мА при включеному підсвічуванні і 2 мА при відключеною. Відключення світлодіодного підсвічування здійснюється шляхом здачі низького логічного рівня на висновок LED.


Слід мати на увазі, що при обірваної лінії живлення світлодіоди не гаснуть.

Частота сигналу на виході OUT може досягати 500 кГц [5-6], висновки S0 і S1 задають коефіцієнт розподілу частоти, якщо на обидва ці виведення пода низький логічний рівень, то пристрій відключається.

S0 S1
відключення
1 2%
1 20%
1 1 100%

Висновки S2 і S3 служать для вибору задіяної групи фотодіодів [1,6]

S2 S3
червоний
1 синій
1 білий
1 1 зелений

Розглядається пристрій вимагає досить серйозного коду для обробки вхідної з нього інформації. Як розуміє, автор матриця фотодіодів в даній конфігурації чіпа дуже сильно засвічується світлодіодами підсвічування [6], а також чутливий до інфрачервоного випромінювання [7]. Бленда для захисту фотодіодів від прямої засвічення світлодіодами абсолютно необхідна, так само, як розуміє автор, є вкрай бажаним ІК-фільтр [7]. Як бленди автор застосував пластмасову трубку, довгою 12 і зовнішнім діаметром 8 мм, яка обмотана декількома шарами ізоляційної стрічки, між якими прокладена харчова фольга. ІК-фільтра у автора немає.

Для калібрування датчика була використана програма TCS3200_1 [1]. У процесі калібрування потрібно взяти однотонну червону, синю і зелену поверхні. Автор використав обкладинки папок, відповідних кольорів.

У процесі калібрування датчика треба піднести кольорову поверхню з відстані 15-10 см впритул до датчика. При цьому треба зафіксувати, як буде змінюватися діапазон значень для відповідного каналу, що повертається програмою TCS3200_1.

Випробування датчика квітів

На ілюстраціях нижче наведені результати вимірювання для червоного, зеленого і синього каналу відповідно. Тобто для першого з трьох малюнків має значення перший стовпець даних, для другого — другий, а для третього — третій.

Потім з отриманих значень для кожного з каналів треба вибрати максимальні і мінімальні значення діапазону, які слід підставити в програму TCS3200_2 [1]. Саме ця програма буде виробляти розпізнавання кольорів. Значення діапазону потрібно підставляти на місце другого і третього параметрів функції map [8-9], для червоного кольору 52 рядок коду, для зеленого — 69, для синього — 86. Як розуміє автор, конкретні значення діапазону сильно залежать від умов освітленості, характеру поверхні , тому калібрувати датчик треба в умовах максимально наближених до тих в яких він буде використовуватися. Після описаних вище маніпуляцій датчик, повинен бути готовий до роботи. Результат, що повертається програмою TCS3200_2

для червоної папки

Зелена папка

синя папка

Чорна матова поверхня (Бокс CD-диска)

Як добре видно, за результатами вимірювання, червону поверхню датчик, більш-менш ідентифікує, а ось відрізнити зелену поверхню від синьої пристрій практично не в змозі. При низької інтенсивності зовнішнього сигналу датчик схильний визначати синій колір на будь-якій поверхні. Така поведінка пристрою можна пояснити тим, що не було використано інфрачервоний фільтр. Справа в тому, що до ближнього інфрачервоного випромінювання чутливі все фотодіоди [7], а ось людське око його не бачить, таким чином, здатність поверхні поглинати і відбивати ІЧ-випромінювання з довжиною хвилі близько 850 нм має дуже серйозно впливати на результати вимірювання. У поточному вигляді датчик підходить, для того щоб відрізняти червону поверхню від поверхні іншого кольору. При цьому відтінки червоного в цілому орієнтуються як червоний колір.

Червоний картон розпізнається добре

А ось червона клейонка вже гірше

Поза конкуренцією виявилася ця червона папка.

Помаранчеву папір датчик теж упізнав як поверхня червоного кольору.

У висновку слід зазначити, що наявність бленди на фотодіодною матриці абсолютно обов’язково. Для ілюстрації можна подивитися, що показує програма TCS3200_2 на червоному картоні з рис. 18 без бленди. Добре видно, що датчик повністю засвічений білим світлом.

Справедливості заради, червона папка з рис. 22 і в цьому випадку залишається червоною, але за свідченнями, добре видно наскільки зашумлен сигнал.

Таким чином, можна зробити висновок, що в поточному вигляді без доопрацювання датчик ледве справляється з відзнакою червоною поверхні від якоїсь іншої, про розрізненні відтінків і мови не йде. Хоча це можна пояснити, тим, що потрапив автору датчик не цілком справний, або автор не розібрався з маркуванням висновків, або просто автор допусти при випробуванні датчиків серйозну помилку.

Ссылка на основную публикацию