Triedenie lentiliek

Lentilky sú obvykle čokoládové alebo ovocné cukríky v tvare šošovky (franc. lentille, angl. lentil) s rôznofarebnoou cukrovou krustou na povrchu. V Česku ich vyrábala firma Sfinx Holešov už od roku 1907 (konkurenčné M&M's sa vyrábajú až od r. 1941). Unikátny výrobný proces českých lentiliek trvá viac ako osem hodín. Firma Sfinx sa v roku 1992 stala súčasťou koncernu Nestlé, čo žiaľ znamenalo aj koniec Lentiliek, pretože od apríla 2021 prevzala výrobu továreň v Hamburgu a to jednak z ekologických dôvodov, ako aj z dôvodu „harmonizácie“ (= zjednotenie receptúry) so značkou Smarties.

Na toto cvičenie si musíte zaobstarať niektoré z týchto cukríkov:

• Lentilky (web)
• M&M's
• Skittles

The seven cartoon "spokescandies" for M&M's since 2022

Snímač farby ColorPAL

• Vypracovali:

Bc. Tamás Vincze

Bc. Adam Rozsár

• Študijný odbor: Aplikovaná mechatronika

• Ročník: 2.Ing

Literatúra:

• Product Page (parallax.com)
• Datasheet
• Sensor datasheet

Snímač a generátor farby ColorPAL

Vlastnosti

• Sníma celý rozsah farieb o ktorých dáva informáciu vo forme RGB (Red/Green/Blue) komponentov.
• Sníma spektrum okolitého osvetlenia s citlivosťou až 44uW/cm2 na lsb.
• Generuje 24 bitové farby pomocou vstavaného RGB LED.
• Možnosť pripojenia priamo na skúšobnú dosku alebo pomocou predlžovacích káblov.
• Na detekciu a generovanie farby využíva sériovú komunikáciu cez jeden pin.
• Detekcia a generovanie farieb je riadené pomocou vstavaného mikrokontrolera.
• Disponuje vstavanou EEPROM pamäťou pre uloženie snímaných informácií a generačných programov.
• Autorun funkcia umožňuje spustenie vopred určeného programu iba použitím napájania.

Princíp činnosti

ColorPAL používa RGB LED na osvetlenie meranej farby (jedna farba naraz), spolu so široko spektrovým prevodníkom svetlo-napätie na meranie odrazeného svetla. Podľa množstva svetla ktoré sa odráža od meranej farby pri osvetlení od červenej, zelenej a modrej LED diódy je možné určiť farbu vzorky. ColorPAL používa sveteľný senzor TAOS typu TSL13T, ktorý má krivku spektrálnej citlivosťi nasledovný:

Obr. 1: Krivka spektrálnej citlivosti prevodníka svetlo-napätie

Prevodník je kombináciou fotodiódy a transimpedančného zosilňovača v jednom integrovanom obvode. Aktívna plocha fotodiódy je 0.5 mm x 0.5 mm a senzor vníma žiarenie s vlnovou dĺžkou v rozsahu od 320 nm do 1050 nm.Výstupné napätie sa mení lineárne s intenzitou dopadajúceho žiarenia.

Obr. 2: Funkčná schéma zapojenie prevodníka

Obr. 3: Pohľad z hora prevodníka

Výstupom snímača je napätie, úmerné celého žiarenia ktoré detekuje a ktoré sú potom merané podľa hore uvedenej krivky spektrálnej citlivosti. Keď predmet je osvetlený iba červenou LED, tak snímač bude reagovať s napätím úmerným červenej zložky z farby predmetu a podobne s modrou a zelenou. Snímač a RGB LED diódy sú umiestnené vedľa seba v jednej plastickej trubice.

Color sensor

Ak chceme aj zobrazenie na displeji, pozri LCD displej

Senzorov na snímanie farieb je viacero, my sa budeme zaoberať snímačom ColorPAL.

• Pozri aj ďalšie Senzory na rozpoznávanie farieb

Parallax ColorPAL module contains TAOS TSL12T photodiode with integrated Q/U converter.

Following text will show You a basic connection and operation of the Parallax ColorPal digital colour sensor module.

Product page: #28380 ColorPAL

• Documentation (.pdf)
• Chip datasheet (.pdf)

Schematic diagram:

Knižnica ColorPAL

Postup inštalácie (ak ešte nie je na počítači knižnica nainštalovaná):

1. Choďte na nižsieuvedenú stránku, kliknite na zelené tlačítko Code (vpravo hore), z rozbaľovacieho menu si vyberte Download ZIP...

 https://github.com/westpoint-robotics/ColorPAL

2. Po nahratí rozbaľte ColorPAL-master.zip a vyberte folder ColorPAL (bez prípony '-master'). Presu+nte ho do adresára

C:\Users\USername\Documents\Arduino\libraries

3. Reštartujte Arduino IDE a knižnica by mala byť pridaná.

Demo program:

Arduino Demo

#include <ColorPAL.h>    /* Kniznica pre pracu so senzorom      */

#define SW1 6            /* Ak chceme meranie ovladat tlacitkom */
#define LED1 13          /* LEDka na doske                      */

ColorPAL sensor;         /* Vytvori instanciu senzora           */

int red;                 /* Premenne na jednotlive farby        */
int grn;
int blu;

char buffer[20];         /* Docasny buffer na textovy retazec   */


void setup() 
{
   pinMode(SW1,INPUT_PULLUP);
   pinMode(LED1,OUTPUT);

   sensor.attachPAL(10);    /* Senzor je pripojeny na D10       */
   Serial.begin(9600);      /* Rychlost seriovej linky 9600Bd   */
}


void loop() 
{ 
  red = sensor.redPAL();    // Reads sensors and returns red value
  grn = sensor.greenPAL();  // Reads sensors and returns green value
  blu = sensor.bluePAL();   // Reads sensors and returns blue value
  
  buffer[19] = '\0';
  buffer[18] = '\0';
  
                            // Tu si pripravime retazec na odvysielanie 
                            // v tvare R0000 G0000 B0000 <CR>
 
  sprintf(buffer, "R%4.4d G%4.4d B%4.4d\015", red, grn, blu);

  Serial.println(buffer);   // A tu ho odvysielame 
 
  delay(100);               // 10 merani za sekundu nam staci
}

Ak bude všetko v poriadku, program začne merať farby a posielať na sériový port (9600 Bd) podobné data:

R0027 G0106 B0040
R0037 G0134 B0050
R0034 G0126 B0046
...

Demo software

Vyššieuvedený program by mal fungovať (žiaľ nie vždy celkom spoľahlivo) aj s originálnym programom Philippa Pilgrima (Parallax) na rozpoznávanie farieb TCS3200_ColorPAL_match.exe.

• Originál https://www.parallax.com/package/colorpal-color-sensor-downloads/?wpdmdl=2901&refresh=641fd7e2308fd1679808482&ind=1600309026340&filename=28380-ColorPAL-Color-Matching-Program-BS-Sample-Files.zip
• Lokálna kópia https://senzor.robotika.sk/mems/ColorPalDemo.zip

Použitie

Senzor používa 3 piny: regulované +5V napájanie, zem a sériový dátový pin s otvoreným kolektorom. Pri práci sme snímač napojili na skúšobnú dosku podľa Obr. 2. Museli sme dávať pozor, aby bol jumper vhodne nastavený, na Vdd a nie na Vin.

Obr. 4: Schéma zapojenia snímača ColorPAL

Programovanie

Komunikácia s ColorPAL-om je realizovaná cez sériovú linku, prijímanie a odosielanie medzi 2400 a 7200 baudom. ColorPAL má v sebe zabudovaný pullup rezistor, preto nie je potrebné používať externý. Pretože používa open-drain protokol, pin ktorý sa používa na komunikáciu s ColorPAL-om by mal byť vždy nastavený ako vstupný, okrem prípadu keď je v stave 0. Pri inicializovaní snímača musíme čakať aby ColorPAL dal tento pin do jednotky predtým než začneme posielať príkazy.

Snímač môže pracovať v rôznych režimoch:

• Priamy režim: príkazy sú prijímané a vykonávané ihneď
• Bufferovací režim: príkazy sú prijímané a uložené do buffera pre použitie v budúcnosti
• Vykonávací režim: príkazy, ktoré sú uložené do EEPROM pamäte, sa vykonajú

Snímač vieme resetovať tromi rôznymi spôsobmi:

• Powerup: pri prvom zapnutí ColorPAL začne vykonávať príkazy, ktoré sú uložené vo vnútornej pamäti EEPROM na adrese 00. Pri novom, ešte neprogramovanom snímači tento program prejde do priameho módu.
• Short Break: 7 milisekundová logická 0 resetuje snímač a začne sa vykonávať Powerup.
• Long Break: 80< milisekundová logická 0 resetuje snímač a vstúpi do Priameho módu.