Giới thiệu về Cảm biến màu RGB TCS3200

TCS3200 là chip chuyển đổi tần số ánh sáng màu có thể được lập trình thông qua một bộ vi điều khiển. Mô-đun có thể được sử dụng để phát hiện tất cả 7 màu của ánh sáng trắng với sự hỗ trợ của một bộ vi điều khiển tích hợp như Arduino.

Trong bài đăng này, chúng ta sẽ xem xét cảm biến màu RGB TCS3200, chúng ta sẽ hiểu cách hoạt động của cảm biến màu và chúng ta sẽ thử nghiệm thực tế cảm biến TCS3200 với Arduino và trích xuất một số dữ liệu hữu ích.

Tầm quan trọng của nhận dạng màu sắc

Chúng ta nhìn thế giới mỗi ngày, tràn ngập màu sắc phong phú, bạn đã bao giờ tự hỏi màu sắc thực sự là gì ngoài cảm nhận trực quan về nó. Vâng, màu sắc là sóng điện từ với các bước sóng khác nhau. Red, Green, Blue có các bước sóng khác nhau, mắt người được điều chỉnh để nhận các màu RGB này, là một dải hẹp từ phổ điện từ.

Tuy nhiên, chúng ta nhìn thấy nhiều hơn màu đỏ, xanh lam và xanh lục, đó là vì não của chúng ta có thể kết hợp hai hoặc nhiều màu và tạo ra một màu mới.

Khả năng nhìn thấy các màu sắc khác nhau đã giúp nền văn minh cổ đại của con người thoát khỏi những mối nguy hiểm đe dọa tính mạng như động vật và cũng giúp xác định các mặt hàng có thể ăn được như trái cây ở đúng độ phát triển của nó, sẽ dễ tiêu thụ.

Phụ nữ nhận biết các sắc thái khác nhau của màu sắc tốt hơn (nhạy cảm với màu sắc tốt hơn) so với nam giới, nhưng nam giới lại theo dõi các đối tượng chuyển động nhanh và phản ứng phù hợp hơn.

Nhiều nghiên cứu cho rằng điều này là do trong thời kỳ cổ đại, đàn ông đi săn vì thể lực của họ vượt trội hơn phụ nữ.

Phụ nữ được vinh danh với nhiệm vụ ít rủi ro hơn như thu hái trái cây và các mặt hàng ăn được khác từ thực vật và cây cối.

Việc thu thập những thứ có thể ăn được từ thực vật ở thời kỳ sinh trưởng đúng của nó (màu sắc của trái cây đóng một vai trò rất lớn) là rất quan trọng để tiêu hóa tốt, giúp con người tránh khỏi các vấn đề sức khỏe.

Những khác biệt về khả năng thị giác ở nam giới và phụ nữ vẫn tồn tại ngay cả trong thời hiện đại.

Được rồi, tại sao các giải thích ở trên cho cảm biến màu điện tử? Chà, vì cảm biến màu được chế tạo dựa trên mô hình màu mắt người chứ không phải mô hình màu mắt của bất kỳ động vật nào khác.

Ví dụ: camera kép trong điện thoại thông minh, một trong những camera được sản xuất đặc biệt để nhận dạng màu RGB và một camera khác để chụp ảnh bình thường. Kết hợp hai hình ảnh / thông tin này với một số thuật toán cẩn thận sẽ tái tạo màu sắc chính xác của vật thể thực trên màn hình mà chỉ con người mới có thể cảm nhận được.

Lưu ý: Không phải tất cả camera kép đều hoạt động theo cách như đã đề cập ở trên, một số được sử dụng để thu phóng quang học, một số được sử dụng để tạo hiệu ứng trường sâu, v.v.

Bây giờ, hãy xem cách chế tạo cảm biến màu TCS3200.

Hình minh họa cảm biến TCS3200:

Nó có 4 đèn LED trắng tích hợp để chiếu sáng đối tượng. Nó có 10 chân, hai chân Vcc và GND (sử dụng bất kỳ hai chân nào trong số này). Chức năng của S0, S1, S2, S3, S4 và chân ‘out’ sẽ được giải thích ngay sau đây.

Nếu quan sát kỹ cảm biến, chúng ta có thể thấy một số thứ như minh họa bên dưới:

Nó có mảng cảm biến màu 8 x 8 với tổng số 64. Khối cảm biến ảnh có các cảm biến Đỏ, Xanh lam, Xanh lục. Các cảm biến màu khác nhau được hình thành bằng cách áp dụng các bộ lọc màu khác nhau trên cảm biến. Trong số 64, nó có 16 cảm biến xanh lam, 16 xanh lục, 16 cảm biến đỏ và có 16 cảm biến ảnh không có bộ lọc màu nào.

Bộ lọc màu xanh lam sẽ chỉ cho phép ánh sáng màu xanh lam chạm vào cảm biến và loại bỏ phần còn lại của bước sóng (Màu sắc), điều này cũng tương tự đối với hai cảm biến màu khác.

Nếu bạn chiếu ánh sáng xanh lam lên bộ lọc màu đỏ hoặc bộ lọc màu xanh lá cây, thì ánh sáng có cường độ thấp hơn sẽ đi qua bộ lọc màu xanh lá cây hoặc màu đỏ so với bộ lọc màu xanh lam. Vì vậy, cảm biến được lọc màu xanh sẽ nhận được nhiều ánh sáng hơn so với hai cảm biến khác.

Vì vậy, chúng ta có thể đặt các cảm biến màu có bộ lọc RGB trong một khối và chiếu bất kỳ ánh sáng màu nào và cảm biến màu có liên quan sẽ nhận được nhiều ánh sáng hơn hai cảm biến còn lại.

Bằng cách đo cường độ ánh sáng nhận được tại một cảm biến có thể tiết lộ màu sắc mà ánh sáng chiếu.

Để giao tiếp tín hiệu từ cảm biến đến vi điều khiển được thực hiện với bộ chuyển đổi cường độ ánh sáng sang tần số.

Sơ đồ khối mạch

Chân 'ra' là đầu ra. Tần số của chân ra là 50% chu kỳ làm việc. Các chân S2 và S3 là các đường chọn cho cảm biến ảnh.

Bạn hiểu rõ hơn bằng cách xem bảng:

Bằng cách áp dụng các tín hiệu thấp cho chân S2 và S3 sẽ chọn cảm biến màu đỏ và đo cường độ của bước sóng màu đỏ.

Tương tự, hãy làm theo bảng trên để biết các màu còn lại.

Nói chung, các cảm biến màu đỏ, xanh lam và xanh lục được đo với các cảm biến không có bộ lọc.

S0 và S1 là các chân chia tỷ lệ tần số:

S0 và S1 là các chân chia tỷ lệ tần số để chia tỷ lệ tần số đầu ra. Thang đo tần số được sử dụng để chọn tần số đầu ra tối ưu từ cảm biến đến bộ vi điều khiển. Trong trường hợp Arduino 20% được khuyến nghị, S0 ‘CAO’ và S1 ‘THẤP’.

Tần số đầu ra tăng cao nếu cường độ ánh sáng của cảm biến liên quan cao. Để đơn giản hóa mã chương trình, tần số không được đo, nhưng thời lượng xung được đo, tần số cao hơn ít thời gian xung.

Vì vậy, màu mà trên màn hình nối tiếp hiển thị ít nhất phải là màu được đặt trước cảm biến.

Trích xuất dữ liệu từ cảm biến màu

Bây giờ, hãy thực tế thử và trích xuất dữ liệu từ cảm biến:

Mã chương trình:

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

Màn hình nối tiếp OUTPUT:

Giá trị hiển thị thấp nhất là màu được đặt trước cảm biến. Bạn cũng có thể viết mã để nhận dạng bất kỳ màu nào, ví dụ như màu vàng. Màu vàng là kết quả của sự pha trộn giữa xanh lá cây và đỏ, vì vậy nếu màu vàng được đặt trước cảm biến, bạn phải xem xét các chỉ số cảm biến màu đỏ và xanh lục, tương tự đối với bất kỳ màu nào khác.

Nếu bạn có bất kỳ câu hỏi nào liên quan đến cảm biến màu RGB TCS3200 sử dụng Arduino này trong bài viết, vui lòng bày tỏ trong phần bình luận. Bạn có thể nhận được một câu trả lời nhanh chóng.

Cảm biến màu được giải thích ở trên cũng có thể được sử dụng cho kích hoạt một tiện ích bên ngoài thông qua một rơle để thực hiện một hoạt động mong muốn.