Главная - Сенсоры - Совместимые устройства с LEGO MINDSTORMS - Цветовой сенсор

Цветовой сенсор

Я строил этот световой сенсор, что бы встроить в мой сортировщик кубиков. Майкл Гаспери описывает такой датчик в журнале article of Nuts and Volts magazine. Его работа основана на мультиплексоре входа . Три фоторезистора CdS, связанные с этим мультиплексором, получают свет через RGB, подкрашенный фильтрами (хорошо сделанный из прозрачных деталей Lego).
Этот прибор имеет другой принцип работы: мультиплексор (подобный Майклу) соединяет три RGB лампы, которые освещали объект. Отраженный свет измерялся отдельным фоторезистором. Другой (не-Lego) самодельный цветной сенсор, основанный на том же самом принципе, может быть найден в страницах робототехники Дэвида Кука .

Анализ схемы.

Сердце этой схемы - CD4017 (IC1), или CMOS с расшифрованным выпуском. На каждом пульсе, полученном на его входе, эта IC поднимается, в других случаях опускается.

Выходы, 1го и 2го двигателя красный, зелено-синий фоторезистор через транзисторы Q2, Q3, Q4 (тип соединения - последовательный). В течение первых трех фаз, выпуска 4 ведут низко и обеспечивают поддержание основания для фоторезистора R8, чтобы RCX мог прочитать информацию в отраженном цвете. Фаза 4 основана на возвращенное к RCX максимально (отметьте, что 1M Ом резистор, сравненный с R8, чтобы предотвратить максимумы оценивает, чтобы быть достигнутым в фазах 1/2/3). RCX может обнаружить это специальное условие и синхронизировать его состояние к состоянию CD4017

Документальная копия осциллографа показывает изменение времени на главном следе, выпуска 1/2/3 ниже.

Чтобы получить график, вы должны переключить активное состояния датчика (напряжение датчика выше чем зенеровский D4 порог, Q1 проводит, вход в часов низок) в пассивное (напряжение датчика ниже чем порог D4, Q1 ), и вернуться назад на активный датчик. C1 отфильтровывает короткий пульс электропитания, встречающийся в активном режиме каждые 3ms, в то время как RCX читает значение.

Документальная копия осциллографа показывает пульс на главном следе, напряжение датчика на следе основания, показывает 2 коротких импульса считывания и широкий пульс команды, произведенный переключением режима датчика.

На 5ом шаге, CD4017 активизируется D04 и переходит к шагу1 через R4и C3. Эта ЁМКОСТНО-РЕЗИСТИВНАЯ сеть задерживает импульс: без этого, текущий порыв LED, соединенный через электропитание, изменяет порог часов, и CD4017 идет непосредственно, к шагу 2...
Электропитание исправлено D1 и фильтровано C2К. Как всегда, я предпочитаю разделять диоды, чтобы избежать нагромождения деталей.


	Модуль источника питания испытывается на макетах	Модуль в макете

Распознавание цветов

D1 к D3 - маленькие диоды сигнала (то есть 1N4148), Q1 к Q4 - общие транзисторы N-P-N-СТРУКТУРЫ цели (BC548, 2N2222 ...). Фоторезистор, который я использовал, - MPY54C569 (любой подобный размер, LDR будет работать прекрасно). фоторезистор - высокой эффективности - 3mm. Я использовал красный HLMP-K105 для D5, синий HLMP-KB45 для D8, зеленый HLMP-1540 для D6 и D7. Я был несколько разочарован зеленым Фоторезистором. Хотя фоторезистор имеет свой предел чувствительности, значение этого предела было довольно низко при зеленом освещением. После испытаний различных типов Фоторезисторов и марок, я наконец решил использовать два зеленых фоторезистора с максимальным током. Даже после этого цветной датчик доставлял неприятности, чтобы различить зеленые и черные (!) кубики Lego... Зеленые кирпичи отражают, на удивление, мало света, я предполагаю, что проблема состоит в том, что фоторезистор которые я использовал имеют слишком большую длину волны. Большинство компонентов было куплено в Farnell.
Поток LEDограничен R5, R6 и R7. Чтобы установить их значение, я поместил макет перед белой частью бумаги и отрегулировал их, чтобы добиться распознавания для всех цветов.


Я использовал установленные направления перфекта двух правильных углов		Все помещается в 4х кубиках 4 x 2

Главное направление получает электропитание, CD4017 и часы. они используют стандартные компоненты.		Другую часть питания получают фоторезисторы(я вставил их в белые резиновые трубочки, чтобы отделить от улавливающего резистора), ещё важно наклонить диоды так сильно к центру, насколько это возможно, но под одинаковым углом.

Испытательные программы.

Испытательные программы (требует программного обеспечения RCX 2.0) которые можно скачать здесь.

test_color_sensor.nqc позволяет показывать на дисплее три цвета RVB отраженных уровней.

Применение цветового сенсора:

Сортировщик кубиков 3: смотреть это здесь!

Цветовой следопыт : когда я был новичком Mindstorms, я пытался сделать робота, который ехал бы, ориентируясь по линиям на моём плиточном полу.. К сожалению, между белыми плитками и синими не большая разница в цвете, поэтому мой робот иногда терялся. С цветным датчиком, различие между синими и белыми плитками видно, причём не зависимо от цвета освещения! Получите программу NQC для цветного следопыт.