Projeto Arduino Sensor de Cor – Verificando Cores com TCS230 e LED RGB

O Projeto Arduino Sensor de Cor é utilizado como elemento de apoio para a detecção de cores variadas através de seus comprimentos de onda. Através de seu sistema de...

O Projeto Arduino Sensor de Cor é utilizado como elemento de apoio para a detecção de cores variadas através de seus comprimentos de onda. Através de seu sistema de Análise RGB (Red, Green, Blue) podemos determinar as variações de onda e consequentemente, determinar a cor verificada.

Projeto Arduino Sensor de Cor

Projeto Arduino Sensor de Cor

Com este exclusivo sensor utilizado no Projeto Arduino, podemos distinguir as cores primárias através de uma simples análise realizada pelo sensor, à qual verifica as escalas de cor e possibilita diferenciarmos as cores Vermelho, Verde e Azul.

Teoricamente, o sensor analisa o comprimento da onda vermelha, azul e verde e determina qual deles possui a menor variação e através disto aciona a respectiva cor no LED RGB.

 

LED RGB

Através de um LED RGB é possível produzir praticamente qualquer cor utilizando uma combinação de três cores e suas variações. A sigla RGB vem da união de três palavras Red (vermelho), Green (verde) e Blue (azul), as cores às quais nos possibilitam criar uma grade de cor extremamente variada com suas uniões.

Desenvolvido através da fusão de três LED, o LED RGB possui um pino comum e outros três pinos correspondentes a cada uma das cores que compõem seu sistema de funcionamento, veja abaixo uma imagem do LED RGB.

Imagem Ilustrativa - LED RGB

Imagem Ilustrativa – LED RGB

Para exibir, por exemplo, a cor azul, definimos o LED azul em seu valor máximo e os LED verde e vermelho no seu valor mais baixo, consequentemente quanto menor for o valor do LED azul, mais clara será a cor obtida.

Por outro lado, para criarmos a cor branca, por exemplo, configuramos o nosso código de maneira que os três LED estejam em seu valor máximo.

 

Pinos do LED RGB

Os pinos do LED RGB são desenvolvidos de maneira única e possuem a finalidade de diferenciar-se para facilitar a instalação e identificação. O pino maior, o pino comum entre todos, pode ser tanto ânodo quanto cátodo, dependendo do modelo e modo de fabricação.

Além do pino comum temos a esquerda deste, um pino menor o qual representaa cor vermelha e a direita dois pinos, o maior deles é o pino correspondente à cor verde e o menor, à cor azul. Veja abaixo uma imagem que demonstra estes pinos:

Pinos do LED RGB 5mm

Pinos do LED RGB 5mm

Caso tenha dúvida quanto ao pino comum do seu LED RGB, se é ânodo ou cátodo, a melhor maneira de distingui-los é através de um multímetro e a sua verificação de continuidade.

DICA: Para verificar se um LED é Cátodo, posicionarmos a ponta de prova preta no pino maior do LED e a vermelha em algum outro pino, se a cor correspondente acabar por emitir luz, nossa verificação foi um sucesso, caso contrário, recomenda-se a inversão das pontas de prova para verificar se o LED é ânodo.

 

Sensor de Cor TCS230

O Sensor de Cor TCS230 é um módulo que utiliza como base de leitura um chip TCS230 para detecção de variação RGB. Além disto, conta com quatro LEDs brancos para auxiliar com a luminosidade necessária para a verificação.

Mesmo que possuam mais modelos de sensor de cor para venda online, todos eles assemelham-se bastante e possuem uma mesma funcionalidade, abaixo segue imagem ilustrativa do produto comercializado pela empresa Usinainfo.

Módulo Sensor de Cor para Arduino

Módulo Sensor de Cor para Arduino

Um dos fatores mais importantes para o desenvolvimento de um projeto é a identificação dos pinos de nosso módulo, por isto, segue abaixo uma imagem completa do sensor com o Chip TCS230 ao centro e suas respectivas extensões para pinos de instalação.

Pinos de conexão do Módulo Sensor de Cor + Chip TCS230

Pinos de conexão do Módulo Sensor de Cor + Chip TCS230

O chip TCS230 é um conversor programável de luz para frequência com uma saída de conda quadrada e de Duty Cycle de 50% cuja frequência é proporcional à intensidade de luz.

O chip é mais sensível à cores específicas através de seus filtros. O TCS230, por exemplo, possui um total de 64 fotodiodos, dos quais são agrupados da seguinte maneira: 16 fotodiodos com filtro vermelho, 16 com filtro verde, 16 com filtro azul e 16 fotodiodos sem filtragem para uma análise mais ampla.

Estes filtros citados acima podem ser escolhidos através da configuração dos pinos S2 e S3, possibilitando uma melhor verificação. Para alterar os filtros basta variar os seus respectivos estados de nível lógico de acordo com a tabela abaixo:

Tabela de ajuste para Fotodiodos do Sensor de Cor TCS230

Tabela de ajuste para Fotodiodos do Sensor de Cor TCS230

Outra configuração possível através dos pinos de comunicação do Sensor de Cor TCS230 é a configuração da frequência de saída através dos pinos S0 e S1. Reduzir a frequência pode auxiliar na leitura de altas frequências, mas a precisão é consequentemente reduzida.

Mesmo que não necessário, para alterar as frequências de saída basta variar também, os seus respectivos estados de nível lógico, assim como mostra a tabela abaixo:

Tabela de ajuste para frequência de saída do Sensor de Cor TCS230

Tabela de ajuste para frequência de saída do Sensor de Cor TCS230

 

Produtos Utilizados no Projeto Arduino Sensor de Cor

Placa Uno R3 + Cabo USB para Arduino;

Sensor de Cor para Arduino – TCS230;

LED RGB de Alto Brilho 5mm;

– 3 Resistor 330R 1/4W;

– 6 Jumper para Protoboard Macho-Macho 10cm;

– 7 Jumper Premium para Protoboard Macho-Fêmea 20 cm;

Protoboard 400 Pontos para Montagem de Projetos.

 

Esquema de Ligação Projeto Arduino Sensor de Cor

O Esquema de Ligação do Projeto Arduino Sensor de Cor é parcialmente simplificado, o Sensor de Cor TCS230 é ligado diretamente nos pinos do Arduino e apenas um dos seus pinos fica sem ser conectado.

Quanto ao LED, por se tratar de um modelo negativo comum, é necessário incluirmos um resistor os pinos de sinal para evitar a queima do mesmo e garantir também um controle de intensidade de luz.

Esquema de Ligação do Projeto Arduino Sensor de Cor

Esquema de Ligação do Projeto Arduino Sensor de Cor

Tendo respeitado o esquema de ligação acima e finalizado o mesmo, chegou a hora de carregarmos o nosso código para a IDE Arduino e testarmos o nosso projeto sensor de cor.

 

Código de Funcionamento do Projeto Arduino

O código para funcionamento do Projeto Arduino Sensor de Cor possui uma programação bastante simples, os únicos detalhes que valem ser observados durante a sua execução dizem respeito à frequência e seleções de cores demonstradas nas tabelas acima.

Visando melhorar o entendimento do código, todas as variáveis e funções estão comentadas e prontas para uso, além de que não possui a necessidade de incluirmos bibliotecas, facilitando ainda mais a compreensão geral do mesmo.

Após carregado o código, o projeto já está pronto e em operação, basta posicionar o sensor sobre objetos que o mesmo irá indicar qual possui a menor frequência e consequentemente maior incidência de cor.

Normalmente, como vimos acima, através das cores RGB (Vermelho, Verde e Azul), conseguimos criar diversas outras cores.

Combinando a porcentagem certa de cores, podemos formar amarelo, lilás, laranja, rosa, marrom e diversas outras, com este projeto, poderemos verificar qual a maior porção de cor presente para tal mistura e desbravar este universo das cores, com limites, mas com precisão.

Segue abaixo a imagem que utilizamos para o nosso projeto, para que quem deseje fazer o download, poça fazer uso da mesma:

Folha A4 com sequencias de cores para teste

Folha A4 com sequencias de cores para teste

Suas bordas e formatos são compatíveis com uma folha A4, o que possibilita proporções aceitáveis e de fácil manuseio como as demonstradas em nosso projeto.

 

Conclusão Projeto Arduino Sensor de Cor

O projeto Arduino Sensor de Cor é possivelmente apenas uma porta de entrada para os conhecimentos e aplicações que este produto nos disponibiliza, é muito legal ver o quão relativamente fácil é utilizarmos e identificarmos as cores.

Além de exibirmos as cores em um display, podemos exibir por escrito as cores no monitor serial ou display, por exemplo, mas as possibilidades vão além disto.

Podemos também além de verificar e identificar apenas as três cores primárias, expandimos este processo para outras cores e tons, porém é um processo parcialmente mais complicado, mas que vai ficar para um próximo artigo.

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Arduino

Mecânico de Manutenção com Experiência em Sistemas Embarcados, Automação e Desenvolvimento de Projetos; Graduado nos Cursos de Matemática - URI e Física - UFFS.
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