Projekt: Snímač farby ColorPal

Snímač farby ColorPAL

• Vypracovali:

Bc. Tamás Vincze

Bc. Adam Rozsár

• Študijný odbor: Aplikovaná mechatronika

• Ročník: 2.Ing

Zadanie

Zobrazte na LCD aktuálnu snímanú farbu zmeranú snímačom ColorPal.

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.
• 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, úmerný všetkým svetlom ktoré detekuje a ktoré sú potom merané podľa hore uvedenek 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.

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

Snímač môže pracovať v rôznych módoch:

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

Snímač vieme resetovať troma 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 vstúpy do Priameho módu.

Riešenie

#include "lcd.h"
#include "serial.h"
#include <stdio.h>

char sgetc(void)
{
while ((UCSR0A & (1 << RXC0)) == 0)                // Počká kým sú prijaté dáta
	  {
	    //  Nerobí nič, pokiaľ nie sú dáta prijaté a nie je pripravené čítať z UDR
	  }; 
      return UDR0;                               // prijatý bajt sa uloží do UDR0  
}


int main(void)
{
char buffer[9];
inituart();

int i;

FILE mystdout = FDEV_SETUP_STREAM(sendchar, NULL, _FDEV_SETUP_WRITE); // "sendchar" je funkcia pre posielanie jedného znaku
		
inituart();                                                           //inicializácia sériovej linky
			_delay_ms(80);
unsigned char znak;
 			_delay_ms(2000);

     lcdInit4();                             // inicializacia v 4-bitovom rezime
     lcdControlWrite(1<<LCD_CLR);            // display clear
     lcdControlWrite(0x40);                  // pozicia 0,0

		lcdDataWrite(znak='A');   
		lcdDataWrite(znak='H');      //testovanie výpisu na LCD panel
		lcdDataWrite(znak='O'); 
		lcdDataWrite(znak='J'); 


 	stdout = &mystdout;           // Odteraz funguje printf();

   	DDRD&=0xF8;		//0bemenet 1kimenet
	PORTD=0x00;		//PULL-UP beallitva
	
	DDRD|=0x06;
	PORTD=0x00;

		_delay_ms(80);

	DDRD&=0xFA;