Svět barevných senzorů se vyvíjí a roste jeho popularita, zejména v projektech DIY a s platformami jako Arduino. Jedním z nejpokročilejších a cenově dostupných senzorů je TCS34725, který vyniká snadností použití a přesností. Pokud pracujete na projektu, který vyžaduje přesnou detekci barev, je tento senzor velmi doporučenou volbou.
V tomto článku podrobně prozkoumáme funkce a aplikace TCS34725 a také vám poskytneme několik příkladů kódu, které vám umožní rychle jej integrovat do vašeho Arduina nebo jiných projektů založených na mikrokontroléru.
Co je barevný snímač TCS34725?
El TCS34725 Jde o digitální optický senzor, který měří RGB a Clear barvy, tedy intenzitu červeného, zeleného, modrého a čistého světla. Na rozdíl od jiných základních senzorů nabízí tento senzor větší přesnost a snadné použití díky svému digitálnímu výstupu a schopnosti komunikovat přes I2C.
Tento senzor také integruje a infračervený (IR) filtr, která zlepšuje kvalitu měření za podmínek okolního osvětlení a eliminuje část šumu, který by mohl zkreslovat výsledky. Díky 16bitovému ADC (analogově-digitálnímu převodníku) je měření velmi přesné.
Kromě toho, že je kompatibilní s Arduino, lze TCS34725 použít ve spojení s platformami, jako je např. Raspberry Pi nebo jakékoli jiné zařízení, které umožňuje komunikaci I2C. To z něj dělá všestrannou součást pro různé aplikace v elektronice a robotických projektech.
Hlavní charakteristiky snímače TCS34725
TCS34725 má několik funkcí, které jej odlišují od ostatních barevných snímačů:
- Integrovaný IR filtr: Blokováním ultrafialového a infračerveného záření dosahuje snímač vynikající přesnosti měření barev.
- Dynamický rozsah 3.800.000 1 XNUMX:XNUMX: To vám dává velkou flexibilitu při práci za špatných světelných podmínek.
- Provozní napětí mezi 3.3V a 5V: Tato řada umožňuje pracovat s logikou 3.3 V i 5 V, takže je ideální pro Arduino a další projekty mikrokontrolérů.
- Jednoduchá I2C komunikace: Velmi jednoduchá integrace do oblíbených vývojových desek, jako jsou Arduino a Raspberry.
- Vestavěná neutrální bílá LED: Senzor obsahuje LED, která poskytuje neutrální osvětlení (4150ºK), což usnadňuje přesné měření barvy objektů, které nemají vnější osvětlení.
Schéma zapojení a montáže
TCS34725 lze zakoupit v modulech, které jsou již připraveny pro použití v prkénkách nebo testovacích systémech. Napájení snímače může být 3.3V nebo 5V a komunikace probíhá přes sběrnici I2C, což značně zjednodušuje proces připojení.
Pro připojení k desce Arduino budou nejdůležitější piny:
- GND: Připojte k zemi.
- VCC nebo VIN: Napájení 3.3V nebo 5V.
- SDA: I2C datový kolík (můžete jej připojit ke kolíku A4 na Arduino Uno).
- SCL: I2C hodinový kolík (připojte ke kolíku A5 zapnuto Arduino Uno).
Dodatečný kolík volal LED umožňuje ovládat osvětlení integrované LED senzoru. Můžete jej nechat nepřipojený, aby byl neustále zapnutý, nebo jej můžete připojit k digitálnímu pinu a ovládat jej z kódu, zapínat nebo vypínat podle potřeby.
Provoz senzoru TCS34725
Senzor TCS34725 se skládá z matice filtrované fotodiody, z nichž každé detekuje specifické světlo: červené, zelené, modré nebo jasné (bez specifického filtru). Tyto informace jsou převedeny na digitální signál pomocí integrovaného 16bitového ADC a komunikovány s řídicí deskou přes I2C.
Součástí snímače je a infračervený filtr který zlepšuje přesnost odečtů tím, že eliminuje rušení infračerveným světlem z okolního prostředí. Obsahuje také pokročilé funkce, které vám umožňují upravit zisk a dobu integrace podle potřeb projektu.
To je užitečné zejména při práci v prostředí s různými světelnými podmínkami, protože senzor můžete přizpůsobit tak, aby fungoval optimálně v každé situaci. Jeho vysoký dynamický rozsah znamená, že může pracovat i při měření přes tmavé sklo, což přidává všestrannost v průmyslových aplikacích nebo situacích, kdy snímač není přímo vystaven světlu.
Kódy a praktické příklady pro Arduino
Pro použití tohoto senzoru s Arduinem existují různé knihovny navržené speciálně pro tento účel. Mezi nejvíce doporučované patří Knihkupectví Adafruit, která nabízí širokou škálu příkladů, jak začít.
Níže uvádíme dva příklady praktického použití:
Přečtěte si hodnoty RGB
Tento příklad je nejzásadnější: skládá se ze čtení hodnot červeného, zeleného, modrého a světelného kanálu senzoru a jejich zobrazení přes sériový monitor Arduino. Tato zobrazená data jsou velmi užitečná pro analýzu intenzity barev a provádění základních výpočtů.
// 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 získá hodnoty přímo ze senzoru a vytiskne je na sériový port pro analýzu. Z těchto dat můžete experimentovat a získat potřebné informace pro své projekty.
Seřadit barvy
Pokročilejším krokem je vytvoření algoritmu, který klasifikuje barvy, které senzor detekuje. Pro tento příklad převedeme získané hodnoty RGB do formátu HSV (hue, saturation and value), což nám umožní provést přesnější klasifikaci barev.
Pro tento příklad je ideální použít knihovnu pro převod RGB na HSV, jako je 'ColorConverter', i když převod můžete naprogramovat ručně.
Praktické aplikace TCS34725
El snímač TCS34725 lze použít v široké škále aplikací. Díky své přesnosti a snadné integraci do elektronických projektů je ideální pro oblasti, jako jsou:
- Automatická klasifikace objektů podle barvy: Robotické systémy, které vyžadují identifikaci a oddělení objektů podle jejich barvy.
- Interaktivní světelné efekty: Monitorování a seřizování světel v systémech domácí automatizace nebo uměleckých instalacích.
- Kontrola kvality v průmyslových procesech: Sledování a analýza kvality barev ve vyráběných produktech.
Jeho všestrannost z něj dělá cenný nástroj v jakémkoli projektu, kde je důležitá přesná detekce barev. Od automatizace po digitální umění je TCS34725 dokonalým spojencem pro spolehlivá barevná data.
Pokud hledáte přesný, cenově dostupný a všestranný barevný snímač, TCS34725 je volba, kterou byste neměli vyloučit. Ať už máte zkušenosti s prací se senzory nebo je to váš první projekt, tato komponenta vám poskytne vynikající výsledky měření barev.