تبلیغات اینترنتیclose
حسگرهاي تشخيص رنگ

سنسورهاي تشخيص رنگ چيست؟

سنسورهاي تشخيص رنگ يكي از پروژه هاي جالب در مهندسي برق هستند. مدار اين سنسورها براساس نورهاي پايه(اصلي) و الكترنيك ديجيتال طراحي شده اند.

حسگرهاي تشخيص رنگ از روش سه رنگه معمولي براي تشخيص رنگ استفاده ميكنند

سنسورهاي تشخيص رنگ چيست؟

آنها رنگهاي پايه(اصلي) را (سبز- آبي-قرمز) درون اشيا امتحان كرده و قدرت هريك از از رنگهاي تشكيل دهنده ي شيي را محاسبه كرده وبا مقدار ارزش رنگي ذخيره شده در خود سيستم مقايسه ميكند اگر مقدار ارزش رنگي محاسبه شده نزديك مقدار مرجع (reference) با محاسبه ي tolerance بود يك سوييچ خاص فعال ميشود در واقع اين مدارها ميتوانند هشت را تشخيص دهند .آبي – قرمز – سبز(رنگهاي اوليه)زرد- فيروزه اي -بنفش (رنگهاي ثانويه)و سياه وسفيد

اجزا سنسورهاي تشخيص رنگ و نحوه قرار گرفتن آنها:

اين حسگرها در ابتدا براي جذب بهتر نور از سه عدسي همگرا(كوژ) تشكيل شده اند اين عدسي ها در مقابل هر كدام از LDRها وجود دارند

در واقع اين عدسي ها باعث مي شود كه نور تابيده شده توسط محيط به طور متمركز به LDRها برسد وباعث

ميشود حساسيت LDRها افزايش يابد

بعد از عدسي ها فيلتر هاي شيشه اي اشعه هاي نوري در مقابل LDRها قرار ميگيرند.اين فيلترها باعث

شوند كه نورهاي خاصي به LDRها برسند به ترتيب رنگهاي آبي سبز قرمزدر مقابلLDR1-LDR2-LDR3 نصب شده است

اجزايي كه نورها كه نورها را بايد از محيط اطراف نورها را جذب كنند بايد در جلو سنسور قرار گرفته و ثابت شوند

اجزا سنسورهاي تشخيص رنگ و نحوه قرار گرفتن آنها:

وقتي نورهايي كه از اشيا ساطع مي شوند روي قطعه مناسب مي افتد فيلترهاي شيشه اي مربوط به رنگها مشخص ميكنند كه كداميك از LDRها بايد فعال(تريگل)شوند مدار آن تشكيل شده از يك گيت ANDوNOTمعمولي.

در شكل زير برخي اجزا اين سنسور ها را مشاهده ميكنيد:



چگونه حسگر نورهاي پايه را تشخيص ميدهد؟

وقتي يكي از نورهاي اصلي(سبز-قرمز-آبي) روي سيستم منعكس شود ابتدا توسط فيلتر همفاز خود به سمت عدسي ميرود عدسي نور مربوطه را متمركز ميكند و آن را به سمت LDR مربوطه هدايت ميكند

هنگامي كه يك عدسي نور عبوري را به سمت LDR هدايت ميكند LDRهاي ديگر هيچ چيزي را حس نميكنند وبه عبارت ديگر فيلترهاي ديگر اجازه نمي دهند اشعه نوري از آنها عبور كند

بعد از اينكه نور به LDR مربوطه تابيد آن LDR فعال شده و گيت خروجي هم ارز LDR سطح منطقي يك را مشخص خواهد كرد وگيتي كه 1 شده است مشخص كننده ي نوع رنگ اصلي خواهد بود

چگونه حسگر نورهاي فرعي و رنگهاي سياه وسفيد را تشخيص مي دهد ؟

همانند حالت قبل اگر يكي از رنگهاي فرعي روي سيستم منعكس شود دوعدد ازفيلترهاي رنگ كه با نور تابيده شده همفاز و هم اندازه هستند اجازه خواهند داد تا نور از آنها عبور كند وبعد از عبور اشعه از عدسي كوژ به LDR تابيده خواهد شد

در واقع در اين حالت دو عدد از LDRها فعال مي شوند و سنسور بر اساس نتايج دوLDRتريگل شده كه از گيت هاي منطقي مربوط به آنها به دست مي آيد (گيت منطقي مربوطه بهLDR فعال شده سطح منطقي 1 را پيدا ميكند) مشخص ميكند كه رنگ فرعي كدام است

وقتي همه LDR ها تريگل شوند يا هيچ كدام از آنها فعال نشوند رنگ سفيد و سياه را مشخص خواهد كرد

توجه به نكات زير براي استفاده از سنسورها ضروري است:

1-VR1-VR2-VR3(POTMETER)ممكن است فقط براي بالا بردن حساسيت LDRها اضافه شوند

2-انتهاي LDRها لازم است كه به يك منتع ولتاژ مناسب متصل باشد

3-از فيلترهاي تشخيص رنگ (جداسازي نور) با كيفيت خوب بايد استفاده شود

نكات جانبي مربوط به سنسورهاي تشخيص رنگ:

فيلترها بايد جلو LDRها كه اشيا راهدف‌گيري ميكنند نصب باشند

فيلتر ها بايد از سه نوع متفاوت با شند و بايد در محل مناسبي از جعبه سنسور نصب شوند

LDRها در يك لوله نصب ميشوند كه جلو آنها لنزها عدسي ها و فيلتر ها قرار دارد و اشيا را به راحتي بايد بتوانند هدف گيري كنند

براي بهتر كار كردن سنسور نور محيط نيز بسيار مهم است زيرا بايد نور كافي به فيلترها و LDRها برسد بنابراين بايد از اجزايي استفاده كنيم كه بتوانند در شرايطي نوري كه مي‌خواهيم كار كند

مدار داخلي يك سنسور تشخيص رنگ ساده:

شكل زير مدار داخلي يك سنسور تشخيص رنگ ساده ميباشد كه از يك مولتي‌پلكسر داخلي و چند مقاومت نوري تشكيل شده است:

تحليل مدار:

قلب اين مدار تراشه CD4017ميباشد كه يك شمارندهCMOSبا ديكدر خارجي است

با هر پالس دريافتي IC خروجي بعدي خود را HIGH ميكند(در غير اين صورت تمام خروجي ها را صفر ميسازد)


خروجي 0و1و2 LEDهاي قرمز سبز و آبي را به وسيله ترانزيستورهاي Q2-Q3-Q4 راه اندازي ميكند(از تركيب كلكتور مشترك ترانزيستور براي جلوگيري از استفاده مقاومت اضافه در بيس استفاده شده است)

تحليل مدار:

در مرحله اول هر سه فاز خروجي 4 صفر(LOW) ميشود و زمين مرجع را براي مقاومت نوري R8 تامين ميكند RCX ميتواند سطح نور تابيده شده را در هر رنگ بخواند
در فاز 4 مقاومت نوري زمين نشده است و مقدار خوانده شده به RCX برميگردد كه ماكزيمم است (مقاومت1 اهم با R8 براي ايجاد ماكزيمم مقدار براي رسيدن به فاز هاي 1و2و3 موازي شده است)

RCX ميتواند شرايط خاص را مشخص كند و ميتواند خواندن خود را با CD4017 همزمان سازد

تحليل مدار:

اسكوپ كلاك پالس ها را در نمودار بالا نشان ميدهد خروجي هاي 1و2و3 در زير آن نشان داده شده اند:

چگونه كلاك پالس لازم براي سنسور را به وجود آوريم:

براي تهيه كلاك پالس بايد به حالت فعال سنسور تغيير حالت داد (در اين حالت ولتاژ سنسور بالاتر از ولتاژ ديود زنر D4 ميباشد وترانزيستورQ1 هدايت مي كند در اين حالت كلاك داخلي LOW مي باشد) وقتي كه سنسور در حالت PASSIVE است (در اين حالت ولتاژ سنسورپايينتر از ولتاژ ديود زنر D4 ميباشد وترانزيستورQ1 قطع ميباشد در اين حالت كلاك داخليHIGH مي باشد) بايد به حالت فعال برگردد

خازن يك فيلتر كم مصرف پالس است كه پالسها را هر 3ميلي ثانيه به حالت فعال ميبرد تا بتواند مقدار حس شده را بخواند

چگونه كلاك پالس لازم براي سنسور را به وجود آوريم:

شكل بالا شكل پالس اول كلاك نشان داده در اسكوپ مياشد و شكل دو بار خواندن كوتاه پالس ها را وعرض پالسها را كه به وسيله سنسور درتشكيل شده است نشان ميدهد:

خصوصيات منبع تغذيه سنسور:

منبع تغذيه بوسيله D1 يكسو شده وبه وسيله C2 فيلتر شده است در مدار داخلي اين سنسور از يك ديود براي حداقل كردن مقادير جزيي استفاده شده است اما ميتوان براي بهبود منبع تغذيه از پل كامل نيز استفاده كرد شكل منبع تغذيه را در زير مشاهده ميكنيد:

ويژگيهاي برخي از المان هاي به كار رفته در مدار:

D1تاD3 ديودهاي سيگنال كوچك هستند Q1تاQ4 ترانزيستورهاي معمولي NPN ميباشند

مقاومتهاي نوري استفاده در سيستم از نوع MPY54C569 (به طور كلي ميتوان از LDRهايي كه در مدار خوب كار ميكنند استفاده نمود) براي ديود نوري از سري HLPK-K105 استفاده شده است

اين شبكه RC پالسهاي RESET را تا انتقال كلاك بعدي به تاخير مي اندازد بدون اين قابليت مدار به led ها فشار مي آورد بعد از آن CD4017 به مرحله 2 مي رود

سري هاي ساخته شده سنسورهاي تشخيص رنگ:

CS8

1تا 4 رنگ را ميتواند مشخص كند

ساده است

راه اندازي و مديريت ساده اي دارد

وضوح رنگي بالايي دارد

كيفيت رنگ به وسيله نمايشگر قابل مشاهده است

دو نوع نور براي نگهداري وجود دارد

فركانس سويچ زني 6KHZ است

خصوصيات منبع تغذيه سنسور:

CS1/CS3

قدرت سويچ زني 1KHZ

1يا 3 رنگ را ميتواند مشخص كند

تلرانس قابل تنظيم براي رنگها دارد

رنجهاي نوري متفاوت دارد

CSL1

داراي فيبر هاي نوري متفاوت براي استفاده در دماهاي متفاوت ميباشد

به سادگي قابل دسترسي است

داراي تلرانس قابل تغيير براي رنگها ميباشد

خصوصيات منبع تغذيه سنسور:

CSM1

كوچك و كم حجم است

به سادگي قابل دسترسي است

داراي تلرانس قابل تغيير براي رنگها ميباشد

قدرت سويچ زني1.5KHZ

صفحه قبل صفحه بعد
نظر شما
نام : *
پست الکترونیک :
وب سایت/بلاگ :
*
:) :( ;) :D
;)) :X :? :P
:* =(( :O @};-
:B /:) =D> :S
کد امنیتی : *


برچسب ها: ,
موضوع : | لينك ثابت
نوشته شده در تاريخ چهارشنبه 29 شهريور 1391 توسط حميد تلك آبادي