پروژه الکترونیکپروژه های پایتونپروژه های رزبری پای

پروژه تشخیص رنگ با رزبری پای و پایتون سنسور TCS3200

سلام. پروژه تشخیص رنگ با رزبری پای و پایتون سنسور TCS3200 را آماده کردیم.

آموزش راه اندازی حسگر تشخیص رنگ با Raspberry pi

در این پروژه رزبری پای میخواهیم با استفاده از ماژول سنسور تشخیص رنگ TCS3200 ، یک دستگاه تشخیص رنگ بسازیم. در اینجا ما از کد پایتون برای برنامه نویسی پروژه استفاده میکنیم. برای نمایش نتیجه تشخیص رنگ، از یک ال ای دی RGB استفاده کرده ایم. این LED، به همان رنگی میدرخشد که سنسور تشخیص داده است. در اینجا با هدف آموزش ما تنها رنگ های قرمز، سبز و آبی را برنامه ریزی کرده ایم. اما شما میتوانید هر مقداری را قرار دهید و هر دستوری را تعبیه کنید. فیلم عملکرد این پروژه در انتهای صفحه قرار داده شده است.

پروژه های زیر میتوانند به شما کمک کنند :

سنسور تشخیص رنگ TCS230

سنسور تشخیص رنگ TCS230
سنسور تشخیص رنگ TCS230

سنسور TCS230 دارای ال ای دی های مادون قرمز است که رنگ جسم را تشخیص میدهند. این سنسور یک فتودیود 8*8 میخواند. این 64 تا تشکیل شده اند از 16 فتودیود با فیلتر قرمز ، 16 فتودیود با فیلتر آبی ، 16 فتودیود با فیلتر سبز و 16 فتودیود بدون فیلتر. سیگنال خروجی سنسور رنگی TCS230 یک موج مربعی است و فرکانس آن متناسب با شدت نور فیلتر انتخابی است. توجه داشته باشید که سنسور با نام های TCS230 و TCS3200 موجود است و هر دو یکی هستند.

نحوه کار سنسور TCS230
نحوه کار سنسور TCS230

دیتاشیت سنسور TCS230

دیتاشیت سنسور TCS230

  • VDD : باید منبع تغذیه 5 ولت متصل شود.
  • GND : اینم که نیاز به توضیح نداره.
  • S0 , S1 : مقیاس بندی فرکانس خروجی.
  • S2 , S3 : ورودی انتخاب نوع فتودیود.
  • OUT : پین خروجی سنسور رنگ.
  • OE : فعال سازی پین فرکانس خروجی.

ما این سنسور را به Raspberry Pi متصل می کنیم و Raspberry Pi را برنامه ریزی می کنیم تا بسته به رنگ ، پاسخ مناسبی ارائه دهد.

قطعات مورد نیاز

در اینجا ما از Raspberry Pi 2 Model B با سیستم عامل Raspbian Jessie استفاده می کنیم.

  1. سنسور تشخیص رنگ TCS3200
  2. آی سی CD4040
  3. ال ای دی RGB
  4. مقاومت 1 کیلو اهم – 3 عدد
  5. خازن 1000uF

توضیحات شماتیک پروژه

در تصویر زیر شماتیک کامل مدار پروژه تشخیص رنگ با رزبری پای را مشاهده میکنید.

شماتیک پروژه تشخیص رنگ Raspberry pi

اتصالات انجام شده برای سنسور رنگ و Raspberry Pi در جدول زیر آورده شده است :

اگر میخواهید آردوینو را به صورت اصولی و پروژه محور (ساخت ربات، ارتباط با اندروید، اینترنت اشیا، برنامه نویسی حرفه ای) یاد بگیرید، حتما دوره آموزش آردوینو را مشاهده کنید.
پین های سنسور پین های رزبری پای
Vcc +3.3v
GND

ground
S0 +3.3v
S1 +3.3v
S2 GPIO6 از PI
S3 GPIO5 از PI
OE GPIO22 از PI
OUT CLK از CD4040

اتصالات CD4040 با Raspberry Pi در جدول زیر آورده شده است :

پین ها CD4040 پین های رزبری پای
Vcc16 +3.3v
Gnd8 gnd
Clk10 OUT از sensor
Reset11 GPIO26 از PI
Q0 GPIO21 از PI
Q1 GPIO20 از PI
Q2 GPIO16 از PI
Q3 GPIO12 از PI
Q4 GPIO25 از PI
Q5 GPIO24 از PI
Q6 GPIO23 از PI
Q7 GPIO18 از PI
Q8 عدم نیاز
Q9 عدم نیاز
Q10 عدم نیاز
Q11 عدم نیاز

نحوه تشخیص رنگ با رزبری پای

هر رنگ از سه رنگ قرمز ، سبز و آبی (RGB) تشکیل شده است. و اگر شدت RGB را در هر رنگی بدانیم، می توانیم آن رنگ را تشخیص دهیم. با استفاده از سنسور رنگی TCS3200، ما نمی توانیم به طور همزمان نور قرمز ، سبز و آبی را تشخیص دهیم بنابراین باید آنها را یکی یکی بررسی کنیم. رنگی که باید توسط سنسور رنگ سنجیده شود توسط S2 و S3 انتخاب می شود.

S2 S3 Photodiode Type
Low Low قرمز
Low High آبی
High Low سفید
High High سبز

هنگامی که سنسور شدت RGB را تشخیص داد ، مقدار آن همانطور که در شکل زیر نشان داده شده است به سیستم کنترل داخل ماژول ارسال می شود. شدت نور اندازه گیری شده توسط آرایه به مبدل جریان به فرکانس در داخل ماژول ارسال می شود. مبدل فرکانس موج مربعی تولید می کند که فرکانس آن به طور مستقیم با مقدار ارسال شده توسط آرایه متناسب است.

نحوه تشخیص رنگ با رزبری پای

همچنین اگر در مورد این مطلب سوالی داشتید در انتهای صفحه در قسمت نظرات بپرسید

فرکانس سیگنال خروجی توسط ماژول سنسور رنگ را می توان در چهار سطح تنظیم کرد. این سطوح با استفاده از S0 و S1 ماژول سنسور مطابق شکل زیر انتخاب می شوند.

S0 S1 فرکانس خروجی
L L Power Down
L H 2%
H L 20%
H H 100%

این ویژگی وقتی به کار می رود که ما در حال اتصال این ماژول به سیستمی با ساعت (کلاک) کم هستیم. این ماژول موج مربعی خروجی را فراهم می کند که فرکانس آن به طور مستقیم با شدت نور در حال افت است.

نحوه تشخیص رنگ با رزبری پای

اکنون ما این موج مربعی را به Raspberry Pi می دهیم اما نمی توانیم مستقیماً آنرا به PI بدهیم ، زیرا Raspberry Pi هیچ کانتر (مانند آی سی CD4040) داخلی ندارد. بنابراین ابتدا این خروجی را به CD B40 Counter Binary می دهیم و رزبری پای را برنامه ریزی می کنیم تا مقدار فرکانس را از CD4040 در فواصل 100msec بگیرد.

به طور خلاصه ،

  1. ماژول نور منعکس شده توسط جسم قرار داده شده در نزدیکی خود را تشخیص می دهد.
  2. ماژول سنسور رنگ موج خروجی را برای R یا G یا B فراهم می کند ، که بصورت متوالی توسط Raspberry Pi از طریق پین های S2 و S3 انتخاب می شود.
  3. CD4040 موج را گرفته و مقدار فرکانس را اندازه گیری می کند.
  4. PI مقدار فرکانس را از CD4040 برای هر رنگ در هر 100ms می گیرد. پس از گرفتن مقدار ، پی در پی رزبری پای CD4040 را مجدداً تنظیم می کند تا مقدار بعدی را تشخیص دهد.
  5. Raspberry Pi این مقادیر را بر روی صفحه چاپ می کند و این مقادیر را برای تشخیص رنگ جسم مقایسه می کند و در نهایت بسته به رنگ شیء ، LED RGB در رنگ مناسب می درخشد.

در اینجا Raspberry Pi برای شناسایی تنها سه رنگ برنامه ریزی شده است ، می توانید مقادیر R ، G و B را مطابق با پروژه خود تغییر دهید تا رنگ های بیشتری را به دلخواه خود تشخیص دهید.

فیلم عملکرد پروژه

فیلم زیر نحوه کار پروژه تشخیص رنگ با TCS3200 و رزبری پای را نمایش میدهید. با مشاهده فیلم زیر به طور کامل پروژه را درک میکنید.

برای دانلود فیلم عملکرد پروژه تشخیص رنگ رزبری پای کلیک کنید.

موارد موجود در فایل : سورس کامل ، شماتیک کامل

برای دانلود فایل ها باید عضو آیرنکس باشید، تنها چند ثانیه زمان لازم است.

ورود / ثبت نام

[lrm_form default_tab=”register” logged_in_message=””]

نظرتان را در مورد این مطلب با ستاره دادن اعلام کنید
امیدوارم این مطلب برای شما مفید بوده باشد. نظرات ، مشکلات و پیشنهادات خود را در پایین صفحه اعلام کنید
محمد رحیمی

محمد رحیمی

محمد رحیمی هستم. سعی میکنم در آیرنکس مطالب مفید را قرار دهم. مالکیتی بر مطالب ارائه شده ندارم. اکثر فعالیت بنده در زمینه ترجمه است. (در خصوص سوال در مورد این مطلب از قسمت نظرات همین مطلب اقدام کنید)

دیدگاهتان را بنویسید

نشانی ایمیل شما منتشر نخواهد شد. بخش‌های موردنیاز علامت‌گذاری شده‌اند *