颜色识别传感器原理与应用

颜色识别传感器的原理及应用2011-10-12 12:54光的三原色：原色，也称为原色，是指不能通过混合和混合其他颜色获得的“基本颜色”。以不同的比例混合原色可以产生其他新的颜色。光的三原色是三原色(红、绿、蓝)。相同量的红光和绿光=黄色，绿光和蓝光=青色光和青色光，相同量的红光和蓝光=品红(也称为品红，即较浅的紫红色)，相同量的红光、绿光和蓝光=白色，并且三种光的强度都为零，即黑色(暗)。颜料的三原色是红色、黄色和蓝色，它们不同于光的三原色。白平衡：字面上的理解是白平衡。白平衡是描述红、绿、蓝三原色混合后白色精确度的指标。白平衡是该领域中一个非常重要的概念，通过它可以解决一系列颜色恢复和处理的问题。相机内部有三个电荷耦合器件。他们分别感觉到蓝色、绿色和红色的光。在预设条件下，三个光敏电路的电子放大率相同，为111的关系。白平衡调节根据被调节的景物改变这个比例关系。例如，调整后场景的蓝光、绿光和红光的比例为2: 1: 1(蓝光比例大，色温高)，则白平衡调整后的比例为1: 2: 2。调整后的电路放大率中明显蓝色的比例降低，绿色光和红色光的比例增加，这样调整后的场景通过白平衡调整电路到达拍摄图像，蓝色光、绿色光和红色光的比例将相同。也就是说，如果调整后的白色略呈蓝色，那么白平衡调整将改变正常的比例关系，以减弱蓝色电路的放大，同时增加绿色和红色的比例，以使产生的图像仍然为白色。颜色传感器：将物体的表面颜色转换成相应的电压或频率输出，并将相应的电压或频率输出施加到颜色监视器的校准装置；彩色打印机和绘图仪；涂料、纺织品和化妆品制造，以及医疗应用，如血液诊断、尿液分析和牙齿整形。颜色识别原则：TCS230是一款8引脚SOIC表贴封装，在单个芯片上集成了64个光电二极管。这些二极管分为四种类型。其中，16个光电二极管有红色滤光片。16个带绿色滤光片的光电二极管；16个带蓝色滤光片的光电二极管；其余16个没有任何过滤器，可以传输所有的光学信息。这些光电二极管交叉排列在芯片中，可以最大限度地减少入射光辐射的不均匀性，从而提高颜色识别的准确性。另一方面，16个相同颜色的光电二极管并联，均匀分布在二极管阵列中，可以消除颜色的位置误差。工作期间，所需滤波器通过两个可编程引脚动态选择。当选择一个滤色器时，它只允许某些原色通过，而阻止其他原色通过。例如，当选择红色滤光器时，只有红色可以通过入射光，并且蓝色和绿色被阻挡，因此可以获得红色光的强度。类似地，蓝光和绿光的强度可以通过选择其他滤光器来获得。从这三个值，可以分析投射到TCS230传感器上的光的颜色。TCS230引脚描述：S0，S1:用于选择输出比例因子或断电模式；输出比例因子使传感器的输出能够适应不同的测量范围，提高其适应性。例如，当使用低速频率计数器时，可以选择一个小的缩放值来匹配TCS230的输出频率和计数器。S2和S3:用于选择过滤器的类型；OE是频率输出使能引脚，可控制输出状态。当多个芯片引脚共享微处理器的输入引脚时，它还可以作为芯片选择信号；OUT是频率输出引脚，GND是芯片的接地引脚，VCC为芯片提供2.7V-5.5V的工作电压.白平衡调整：TCS230的三基色输出不相等，因此在测试前必须进行白平衡调整，以便TCS230可以调整检测到的“白色”中三基色的白平衡。具体步骤和方法如下：在传感器上方放置一个空试管，在试管上方放置一个白光光源，使入射光可以通过试管照射到TCS230根据上述方法，依次选通红色、绿色和蓝色滤光器，并分别测量红色、绿色和蓝色值，然后可以计算所需的3个调节参数。当TCS230用于识别颜色时，这三个参数用于调整测量颜色的R、G和B。计算调整参数有两种方法：依次选通三种颜色的滤波器，然后依次计数TCS230的输出脉冲。当计数达到255时停止计数，并分别计算每个通道所用的时间。这些时间对应于实际测试期间TCS230的每个滤波器采用的时间基准。在此期间测量的脉冲数是相应的R、G和B值。(2)将定时器设置为固定时间(例如，10毫秒)，然后选通三种颜色的滤波器，计算在此期间TCS230的输出脉冲数，并计算一个缩放因子，通过该因子脉冲数可以变为255。在实际测试中，用相同的时间进行计数，将测得的脉冲数乘以得到的比例因子，即可得到相应的R、G、B值。使用注意事项：1、颜色识别要避免外界光线的干扰，否则会影响颜色识别的结果。最好放置传感器、光源等。在密封的非反射盒中进行测