Farbsensor – Funktionsweise und Anwendungen

Weißes Licht ist eine Mischung aus drei Grundfarben, die als Primärfarben bekannt sind. Sie sind rot, blau und grün. Diese Farben haben unterschiedliche Wellenlängen. Kombinationen dieser Farben in unterschiedlichen Proportionen erzeugen unterschiedliche Farbtypen. Wenn das weiße Licht auf eine beliebige Oberfläche fällt, werden einige der Wellenlängen des Lichts von der Oberfläche absorbiert, während andere aufgrund der Eigenschaften des Oberflächenmaterials zurückreflektiert werden. Die Farbe des Materials wird erkannt, wenn diese reflektierten Wellenlängen auf das menschliche Auge fallen. Ein Material, das Wellenlängen von rotem Licht reflektiert, erscheint als rot. Die zur Erkennung von Farben verwendete Komponente ist der Farbsensor.

Was ist ein Farbsensor?

Ein Farbsensor erkennt die Farbe des Materials. Dieser Sensor erkennt normalerweise Farben in der RBG-Skala. Dieser Sensor kann die Farbe in Rot, Blau oder Grün kategorisieren. Diese Sensoren sind auch mit Filtern ausgestattet, um unerwünschtes IR- und UV-Licht abzuwehren.

Funktionsprinzip des Farbsensors

Um die Farbe des Materials zu erkennen, sind drei Hauptgerätetypen erforderlich. Eine Lichtquelle zur Beleuchtung der Materialoberfläche, eine Oberfläche, deren Farbe erkannt werden muss und die Empfänger, die die reflektierten Wellenlängen messen können.

Farbsensoren enthalten einen Weißlichtsender, um die Oberfläche zu beleuchten. Drei Filter mit Wellenlängenempfindlichkeiten bei 580 nm, 540 nm, 450 nm zur Messung der Wellenlängen der roten, grünen bzw. blauen Farben.

Anhand der Aktivierung dieser Filter wird die Farbe des Materials kategorisiert. Im Sensor ist auch ein Licht-Spannungs-Wandler vorhanden. Der Sensor reagiert auf Farbe, indem er eine Spannung proportional zur erkannten Farbe erzeugt.

Eine andere Möglichkeit, Farbe zu erkennen, besteht darin, die Materialoberfläche nacheinander mit roten, blauen und grünen LEDs zu beleuchten. Hier enthält der Sensor keine Filter, sondern einen Licht-Spannungs-Wandler. Die höchste Lichtmenge, die von der Materialoberfläche reflektiert wird, während sie mit rotem, blauem und grünem Licht beleuchtet wird, wird berechnet, um die Farbe zu erkennen.

Bewerbungen

Farbsensoren werden verwendet, um die Farbe der Oberflächen zu messen und zu erkennen. Diese Sensoren haben ein breites Anwendungsspektrum in Industrie-, Medizin- und Sicherheitssystemen.

Einige der Anwendungen sind die Lichtfarbtemperaturmessung, RGB-LED-Konsistenzkontrolle, medizinische Diagnosesysteme, Gesundheits-Fitness-Systeme, industrielle Prozesskontrolle usw…

Beispiele

Einige der Beispiele für auf dem Markt erhältliche Farbsensoren sind AS73211, TCS3200, TCS3400, TCS34715, TCS34727, colorPAL von Parallax, SEN-11195, Lego Mindstorms EV3, etc…

Neben RGB können einige Farbsensoren auch andere Farben erkennen. IR- und UV-Strahlung sollen herausgefiltert werden, um die genaue Farbe des Materials zu bestimmen. Sensoren enthalten auch programmierbare Licht-Frequenz-Wandler. Diese Sensoren sind normalerweise sehr dünn und können leicht mit einem Mikrocontroller verbunden werden.

Der Farbsensor wird auch von Studenten für coole Projekte mit Mikrocontrollern wie Arduino gewählt. Für welche Ihrer Anwendungen war der Farbsensor nützlich? Vor welchen Herausforderungen standen Sie bei der Verwendung des Farbsensors?