مقدمة إلى مستشعر ألوان RGB TCS3200

TCS3200 عبارة عن شريحة محول ملونة من ضوء إلى تردد يمكن برمجتها من خلال متحكم دقيق. يمكن استخدام الوحدة للكشف عن جميع الألوان السبعة للضوء الأبيض بمساعدة متحكم دقيق مثل Arduino.

في هذا المنشور ، سنلقي نظرة على مستشعر ألوان RGB TCS3200 ، وسنفهم كيف يعمل مستشعر الألوان وسنختبر عمليًا مستشعر TCS3200 مع Arduino ونستخرج بعض البيانات المفيدة.

أهمية التعرف على اللون

نرى العالم كل يوم ، مليئًا بالألوان الغنية ، هل تساءلت يومًا ما هي الألوان الموجودة بالفعل بصرف النظر عن الشعور بها بصريًا. حسنًا ، الألوان عبارة عن موجات كهرومغناطيسية ذات أطوال موجية مختلفة. الأحمر ، الأخضر ، الأزرق له أطوال موجية مختلفة ، عيون الإنسان مضبوطة لالتقاط ألوان RGB ، وهو نطاق ضيق من الطيف الكهرومغناطيسي.

لكننا نرى أكثر من الأحمر والأزرق والأخضر ، وذلك لأن عقولنا يمكنها مزج لونين أو أكثر وإعطاء لون جديد.

ساعدت القدرة على رؤية الألوان المختلفة الحضارة الإنسانية القديمة على الهروب من الأخطار التي تهدد الحياة مثل الحيوانات ، كما ساعدت في تحديد العناصر الصالحة للأكل مثل الفاكهة في نموها الصحيح ، والتي سيكون من الجيد استهلاكها.

النساء أفضل في التعرف على درجات الألوان المختلفة (حساسية أفضل للألوان) من الرجال ، لكن الرجال أفضل في تتبع الأجسام سريعة الحركة والتفاعل وفقًا لذلك.

تشير العديد من الدراسات إلى أن هذا يرجع إلى أن الرجال كانوا يذهبون للصيد خلال العصور القديمة بسبب قوتهم البدنية التي تفوق على النساء.

يتم تكريم النساء بمهام أقل خطورة مثل جمع الفاكهة وغيرها من المواد الصالحة للأكل من النباتات والأشجار.

كان جمع العناصر الصالحة للأكل من النباتات بنموها الصحيح (يلعب لون الفاكهة دورًا كبيرًا) مهمًا جدًا للهضم الجيد ، مما ساعد الإنسان في التخلص من المشكلات الصحية.

استمرت هذه الاختلافات في القدرة البصرية لدى الرجال والنساء حتى في العصر الحديث.

حسنًا ، لماذا التفسيرات أعلاه لجهاز استشعار الألوان الإلكتروني؟ حسنًا ، لأن مستشعرات الألوان يتم تصنيعها بناءً على نموذج لون العين البشرية وليس باستخدام نموذج لون العين لأي حيوانات أخرى.

على سبيل المثال ، الكاميرات المزدوجة في الهواتف الذكية إحدى الكاميرات مصممة خصيصًا للتعرف على ألوان RGB وكاميرا أخرى لالتقاط الصور العادية. سيؤدي مزج هاتين الصورتين / المعلومات مع بعض الخوارزمية الدقيقة إلى إعادة إنتاج ألوان دقيقة لكائن حقيقي على الشاشة فقط يمكن للبشر إدراكها.

ملاحظة: لا تعمل جميع الكاميرات المزدوجة بنفس الطريقة المذكورة أعلاه ، يتم استخدام بعضها للتكبير البصري والبعض الآخر يستخدم لإنتاج تأثير المجال المتعمق وما إلى ذلك.

الآن دعونا نرى كيف يتم تصنيع مستشعرات الألوان TCS3200.

رسم توضيحي لجهاز استشعار TCS3200:

يحتوي على 4 مصابيح LED بيضاء مدمجة لإضاءة الكائن. يحتوي على 10 دبابيس دبابيس Vcc و GND (استخدم أي اثنين من هذه). سيتم شرح وظيفة S0 و S1 و S2 و S3 و S4 و 'out' pin قريبًا.

إذا ألقينا نظرة فاحصة على المستشعر ، يمكننا أن نرى شيئًا كما هو موضح أدناه:

يحتوي على مجموعة 8 × 8 من مستشعرات الألوان التي يبلغ مجموعها 64. تحتوي مجموعة مستشعرات الصور على مستشعرات باللون الأحمر والأزرق والأخضر. يتم تشكيل مستشعرات الألوان المختلفة من خلال تطبيق مرشحات ألوان مختلفة على المستشعر. من أصل 64 ، يحتوي على 16 مستشعرًا أزرق ، و 16 أخضر ، و 16 مستشعرًا أحمر ، ويوجد 16 مستشعرًا للصور بدون أي مرشح ألوان.

سيسمح مرشح اللون الأزرق فقط للضوء الأزرق الملون بضرب المستشعر ورفض بقية الأطوال الموجية (الألوان) وهذا هو نفسه بالنسبة إلى مستشعرات الألوان الأخرى.

إذا قمت بتسليط ضوء أزرق على مرشح أحمر أو مرشح أخضر ، فإن الضوء الأقل كثافة سيمر عبر المرشحات الخضراء أو الحمراء مقارنة بالفلتر الأزرق. لذلك سيتلقى المستشعر الأزرق المفلتر مزيدًا من الضوء مقارنة بالاثنين الآخرين.

لذلك ، يمكننا وضع مستشعرات الألوان مع مرشحات RGB في كتلة وإلقاء الضوء على أي ضوء ملون ، وسيستقبل مستشعر الألوان ذي الصلة إضاءة أكثر من المستشعرات الأخرى.

من خلال قياس شدة الضوء المستلم على جهاز استشعار يمكن أن يكشف عن لون الضوء الذي يلمع.

لربط الإشارة من المستشعر إلى وحدة التحكم الدقيقة ، يتم ذلك بكثافة الضوء إلى محول التردد.

مخطط كتلة الدائرة

دبوس 'الإخراج' هو الإخراج. تردد طرف الإخراج هو 50٪ دورة عمل. دبابيس S2 و S3 هي خطوط مختارة لمستشعر الصور.

أنت تفهم بشكل أفضل من خلال النظر في الجدولة:

من خلال تطبيق إشارات منخفضة على الدبوس S2 و S3 ، سيتم تحديد مستشعر اللون الأحمر وقياس شدة الطول الموجي الأحمر.

وبالمثل ، اتبع الجدول أعلاه لبقية الألوان.

بشكل عام ، يتم قياس أجهزة الاستشعار باللون الأحمر والأزرق والأخضر مع ترك المستشعرات بدون مرشحات.

S0 و S1 هما دبابيس قياس التردد:

S0 و S1 عبارة عن دبابيس لقياس التردد لقياس تردد الخرج. يتم استخدام مقياس التردد لتحديد التردد الأمثل للخرج من المستشعر إلى وحدة التحكم الدقيقة. في حالة Arduino ، يوصى باستخدام 20٪ ، S0 'HIGH' و S1 'LOW'.

يرتفع تردد الخرج إذا كانت شدة ضوء المستشعر ذي الصلة عالية. لتبسيط شفرة البرنامج ، لا يتم قياس التردد ، ولكن يتم قياس مدة النبضة ، وكلما زاد التردد أقل مدة النبضة.

لذلك ، يجب أن يكون اللون الذي يتم وضعه أمام المستشعر أقل ما يظهر على الشاشة التسلسلية.

استخراج البيانات من مستشعر الألوان

الآن دعنا نحاول عمليا استخراج البيانات من المستشعر:

كود البرنامج:

//--------------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--------------//

إخراج الشاشة التسلسلية:

القراءة التي تظهر الأدنى هي اللون الموجود أمام المستشعر. يمكنك أيضًا كتابة رمز للتعرف على أي لون على سبيل المثال الأصفر. اللون الأصفر ناتج عن مزج اللونين الأخضر والأحمر ، لذلك إذا تم وضع اللون الأصفر أمام المستشعر ، فيجب أن تأخذ في الاعتبار قراءات المستشعرات الحمراء والخضراء ، وبالمثل مع أي ألوان أخرى.

إذا كانت لديك أي أسئلة بخصوص مستشعر ألوان RGB TCS3200 باستخدام مقالة Arduino ، فيرجى التعبير عنها في قسم التعليقات. قد تتلقى ردًا سريعًا.

يمكن أيضًا استخدام مستشعر اللون الموضح أعلاه تشغيل أداة خارجية من خلال مرحل لتنفيذ العملية المطلوبة.