Svet farebných senzorov sa vyvíja a rastie v popularite, najmä v projektoch DIY a s platformami ako Arduino. Jedným z najpokročilejších a cenovo dostupných snímačov je TCS34725, ktorý vyniká jednoduchosťou použitia a presnosťou. Ak pracujete na projekte, ktorý vyžaduje presnú detekciu farieb, tento snímač je vysoko odporúčanou voľbou.
V tomto článku podrobne preskúmame funkcie a aplikácie TCS34725 a tiež vám poskytneme niekoľko príkladov kódu, ktoré vám umožnia rýchlo ho integrovať do vašich Arduino alebo iných projektov založených na mikrokontroléroch.
Čo je farebný snímač TCS34725?
El TCS34725 Ide o digitálny optický snímač, ktorý meria farby RGB a Clear, teda intenzitu červeného, zeleného, modrého a čistého svetla. Na rozdiel od iných základných snímačov ponúka tento snímač väčšiu presnosť a jednoduché použitie vďaka svojmu digitálnemu výstupu a schopnosti komunikovať cez I2C.
Tento snímač tiež integruje a infračervený (IR) filter, ktorý zlepšuje kvalitu merania pri okolitých svetelných podmienkach, čím eliminuje určitý šum, ktorý by mohol skresliť výsledky. Vďaka 16-bitovému ADC (analógovo-digitálnemu prevodníku) je meranie veľmi presné.
Okrem toho, že je kompatibilný s Arduino, TCS34725 môže byť použitý v spojení s platformami ako napr. Raspberry Pi alebo akékoľvek iné zariadenie, ktoré umožňuje komunikáciu I2C. To z neho robí všestranný komponent pre rôzne aplikácie v projektoch elektroniky a robotiky.
Hlavné charakteristiky snímača TCS34725
TCS34725 má niekoľko funkcií, vďaka ktorým sa odlišuje od ostatných snímačov farieb:
- Integrovaný IR filter: Blokovaním ultrafialového a infračerveného žiarenia dosahuje snímač vynikajúcu presnosť pri meraní farieb.
- Dynamický rozsah 3.800.000 1 XNUMX:XNUMX: To vám dáva veľkú flexibilitu pri práci v zlých svetelných podmienkach.
- Prevádzkové napätie medzi 3.3V a 5V: Tento rad umožňuje pracovať s 3.3V aj 5V logikou, vďaka čomu je ideálny pre Arduino a iné projekty mikrokontrolérov.
- Jednoduchá I2C komunikácia: Veľmi jednoduchá integrácia do populárnych vývojových dosiek, ako sú Arduino a Raspberry.
- Vstavaná neutrálna biela LED: Senzor obsahuje LED, ktorá poskytuje neutrálne osvetlenie (4150ºK), čo uľahčuje presné meranie farby objektov, ktoré nemajú vonkajšie osvetlenie.
Schéma zapojenia a montáže
TCS34725 je možné zakúpiť v moduloch, ktoré sú už pripravené na použitie v doskách alebo testovacích systémoch. Napájanie snímača môže byť 3.3 V alebo 5 V a komunikácia prebieha cez zbernicu I2C, čo značne zjednodušuje proces pripojenia.
Na pripojenie k Arduino doske budú najdôležitejšie piny:
- GND: Pripojte k zemi.
- VCC alebo VIN: napájanie 3.3V alebo 5V.
- SDA: Dátový kolík I2C (môžete ho pripojiť na kolík A4 na Arduino Uno).
- SCL: I2C hodinový kolík (pripojte na kolík A5 zapnutý Arduino Uno).
Dodatočný kolík tzv LED umožňuje ovládať osvetlenie integrovaného LED snímača. Môžete ho nechať nepripojený, aby bol stále zapnutý, alebo ho môžete pripojiť k digitálnemu pinu a ovládať ho pomocou kódu, zapínaním alebo vypínaním podľa potreby.
Činnosť snímača TCS34725
Senzor TCS34725 sa skladá z matice filtrované fotodiódy, z ktorých každé deteguje špecifické svetlo: červené, zelené, modré alebo jasné (bez špecifického filtra). Tieto informácie sú prevedené na digitálny signál pomocou integrovaného 16-bitového ADC a komunikované s riadiacou doskou cez I2C.
Snímač obsahuje a infračervený filter ktorý zlepšuje presnosť odčítania tým, že eliminuje rušenie infračerveným svetlom z okolia. Obsahuje tiež pokročilé funkcie, ktoré vám umožňujú upraviť zisk a integračný čas podľa potrieb projektu.
To je užitočné najmä pri práci v prostrediach s rôznymi svetelnými podmienkami, pretože senzor môžete prispôsobiť tak, aby fungoval optimálne v každej situácii. Jeho vysoký dynamický rozsah znamená, že môže fungovať aj pri meraní cez tmavé sklo, čo pridáva na všestrannosti v priemyselných aplikáciách alebo situáciách, kde snímač nie je priamo vystavený svetlu.
Kódy a praktické príklady pre Arduino
Na použitie tohto senzora s Arduino existujú rôzne knižnice navrhnuté špeciálne na tento účel. Medzi najviac odporúčané patrí kníhkupectvo Adafruit, ktorá ponúka širokú škálu príkladov, ktoré vám pomôžu začať.
Nižšie uvádzame dva príklady praktického použitia:
Prečítajte si hodnoty RGB
Tento príklad je najdôležitejší: pozostáva z načítania hodnôt červených, zelených, modrých a svetelných kanálov senzora a ich zobrazenia cez sériový monitor Arduino. Tieto zobrazené údaje sú veľmi užitočné na analýzu intenzity farieb a vykonávanie základných výpočtov.
// Configuración básica para leer valores RGB
#include <Wire.h>
#include "Adafruit_TCS34725.h"
Adafruit_TCS34725 tcs = Adafruit_TCS34725(TCS34725_INTEGRATIONTIME_700MS, TCS34725_GAIN_1X);
void setup(void) {
Serial.begin(9600);
if (!tcs.begin()) {
Serial.println("No se pudo iniciar el sensor");
while (1);
}
}
void loop(void) {
uint16_t r, g, b, c;
tcs.getRawData(&r, &g, &b, &c);
Serial.print("Rojo: "); Serial.println(r);
Serial.print("Verde: "); Serial.println(g);
Serial.print("Azul: "); Serial.println(b);
delay(1000);
}Tento jednoduchý kód získa hodnoty priamo zo snímača a vytlačí ich na sériový port na analýzu. Z týchto údajov môžete experimentovať a získať potrebné informácie pre svoje projekty.
Zoradiť farby
Pokročilejším krokom je vytvorenie algoritmu, ktorý klasifikuje farby, ktoré senzor deteguje. Pre tento príklad konvertujeme získané hodnoty RGB do formátu HSV (odtieň, sýtosť a hodnota), čo nám umožní presnejšiu klasifikáciu farieb.
Pre tento príklad je ideálne použiť knižnicu na konverziu RGB na HSV, ako je napríklad „ColorConverter“, hoci konverziu môžete naprogramovať aj manuálne.
Praktické aplikácie TCS34725
El snímač TCS34725 možno použiť v širokej škále aplikácií. Vďaka svojej presnosti a ľahkej integrácii do elektronických projektov je ideálny pre oblasti ako:
- Automatická klasifikácia objektov podľa farby: Robotické systémy, ktoré vyžadujú identifikáciu a oddelenie objektov podľa ich farby.
- Interaktívne svetelné efekty: Monitorovanie a nastavovanie svetiel v systémoch domácej automatizácie alebo umeleckých inštaláciách.
- Kontrola kvality v priemyselných procesoch: Monitorovanie a analýza kvality farieb vo vyrábaných produktoch.
Jeho všestrannosť z neho robí cenný nástroj v akomkoľvek projekte, kde je dôležitá presná detekcia farieb. Od automatizácie po digitálne umenie je TCS34725 dokonalým spojencom pre spoľahlivé údaje o farbách.
Ak hľadáte presný, cenovo dostupný a všestranný snímač farieb, TCS34725 je možnosť, ktorú by ste nemali vylúčiť. Či už máte skúsenosti s prácou so snímačmi alebo je to váš prvý projekt, tento komponent vám poskytne vynikajúce výsledky merania farieb.