Autor Tema: Sensor TCS230 de TAOS  (Leído 11820 veces)

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Desconectado FJPPitta

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Sensor TCS230 de TAOS
« en: 02 de Febrero de 2007, 21:25:01 »
Un saludo a todos, siempre he realizado preguntas y pues tambien quiero colaborar un poco con el foro, un tema que considero interesante es el de sensado de color de una fuente de luz. En esta ocasión deseo aportar datos del sensor TCS230 de Texas Advanced Optoelectronics (division de TI) el cual puede utilizarsa para sensar el color de un objeto e incluso el de una fuente de luz.

En internet hay poca información acerca de este sensor y del C (normalmente se encuentra en basic stamp) ademas de la teoria que hay detras de todo el proceso de sensado de color.

Si hay alguien interesado en este tema ire colocando información poco a poco y tratando de resolver las dudas que tengan, claro esta mientras el tiempo me lo permita.

También si alguien conoce algo acerca del sensor podriamos intercambiar información, ideas y codigo.

Mientras ire preparando un poco de teoria para iniciar claro esta si ustedes lo permiten y asi mismo se interesan en el tema.

Saludos y hasta el siguiente post.
FJPPitta
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Re: Sensor TCS230 de TAOS
« Respuesta #1 en: 02 de Febrero de 2007, 21:38:13 »
hola yo toy interesado jejeje, podriamos explicar un poco de teoria o tambien puedo esperar el articulo q estas preparando. desde ya muchas gracias y muy buen aporte!!!  :-/
a cosechar!!!... :P
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Re: Sensor TCS230 de TAOS
« Respuesta #2 en: 03 de Febrero de 2007, 12:48:38 »
No estaría de mas platicar un poco de teoria acerca del dispositivo para que todos lo conoscan.

Descripción

El dispositivo TCS230 es un convertidor programable de luz de color a frecuencia. En un solo circuito integrado se encuentran fotodiodos y un convertidor de corriente a frecuencia. La salida de este dispositivo es una onda cuadrada con un ciclo de trabajo del 50%, esta onda cuadrada es directamente proporcional a la intensidad de luz incidente en el dispositivo.

El TCS230 cuenta con tres escalas programables mediante dos pines de control. Las entradas y salidas digitales permiten una comunicacion directa con un microcontrolador o cualquier otro circuito logico. Tambien cuenta con una señal de habilitación, lo que permite compartir las lineas de E/S con otros dispositivos.

La configuracion interna contiene un arreglo de fotodiodos de 8x8, 16 de esos fotodiodos cuentan con un filtro azul, 16 fotodiodos tienen un filtro verde, 16 fotodiodos tienen un filtro rojo y 16 fotodiodos se encuentran sin filtro.

La seleccion de los fotodiodos es seleccionable durante el funcionamiento mediante dos pines.

Extracto de la hoja de datos

Bueno esta es una breve descripcion de lo que es el dispositivo, poco a poco tratare de ir abundando en su funcionamiento y teoria de color.

Saludos y hasta el siguiente post.
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Re: Sensor TCS230 de TAOS
« Respuesta #3 en: 03 de Febrero de 2007, 13:07:45 »
chevere, que aplicaciones se le puede dar amigo? :-/
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Re: Sensor TCS230 de TAOS
« Respuesta #4 en: 03 de Febrero de 2007, 17:31:12 »
Hasta el momento he visto en otros sitios un separador de M&M, un colorimetro para el calibrado de monitores y proyectores. Yo lo estoy usando para sensar color de luz. Pero puede adaptarse a control de proceso, control de iluminación, detector de flama incluso analisis quimico.

El uso que le doy es aparte de detectar el color de la luz, puedo determinar las componentes de dicha luz.
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Re: Sensor TCS230 de TAOS
« Respuesta #5 en: 06 de Febrero de 2007, 02:02:59 »
Un poco mas de teorica proveniente del articulo Sensing color with the TAOS TCS230


Introducción al color

En la retina se encuentran unas celulas fotoreceptores llamadas conos, las cuales son las responsables de la visión de color del humano.

Existen tres tipos de celulas conos sensibles a las longitudes de onda larga, mediana y corta del espectro electromagnetico visible. Debido a que la sensitividad de los conos son elevadas en las partes del espectro correspondiente a los colores rojo, verde y azul, los cientificos llamaron a esas celulas por sus letras iniciales en griego R, G, B.

La luz en el mundo físico puede ser caracterizado mediante su distribución espectral. El color de un objeto puede ser caracterizado mediante una curva de reflectancia y una comparación con un patron estandar. Sin embargo la vista es insensible a una longitud de onda exacta de un estimulo luminoso. De acuerdo a la teoria moderna, lo que vemos es el area bajo la curva de cada respuesta espectral.

Existen tres tipos de celulas conos que llevan una propiedad de tri-cromaticidad, la cual es indica que solo tres componentes son necesarios y suficientes para caracterizar el color.


En el siguiente post tratare de comentar un poco acerca de lo que esta al final del articulo lo cual indica como obtener el tri-estimulo necesario para la identificación del color. Si pueden hechar un ojo antes al articulo es mejor.
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Re: Sensor TCS230 de TAOS
« Respuesta #6 en: 06 de Febrero de 2007, 09:33:24 »
wou, esto parece una enciclopedia, escelente aporte amigo fjppitta,
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Re: Sensor TCS230 de TAOS
« Respuesta #7 en: 07 de Febrero de 2007, 01:12:02 »
Gracias, tratare de ir explicando los conceptos básicos ya que yo pase por eso y es dificil entender otras cosas cuando lo basico no se sabe aun por insignificante que se vea.
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Re: Sensor TCS230 de TAOS
« Respuesta #8 en: 07 de Febrero de 2007, 01:16:16 »
cierto amigo, te confieso q tal ciencia me abruma tanto q no se me ocurre algo en q aplicarlo q este a mi alcance jijij pero quiero y lo intetntare, le pasare la voz a los demas amigos del forrro!!!  :-/ 
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Re: Sensor TCS230 de TAOS
« Respuesta #9 en: 07 de Febrero de 2007, 07:39:17 »
Muy bueno FJPPita. Me interesa particularmente la posibilidad de utilizarlo como colorímetro para calibrar monitores. ¿sabes dónde encontrar más información a este respecto? Gracias

Desconectado Arbolito

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Re: Sensor TCS230 de TAOS
« Respuesta #10 en: 07 de Febrero de 2007, 11:30:42 »
Exelente aporte FJPPitta, estoy muy interesado en esto, alguna vez lei algo pero nunca encontre informacion mas o menos seria.

Podrias indicarme el costo del sensor  (yo soy de argentina, pero me sirve como referencia)

un saludo y gracias por el aporte.
Existo, aunque pienses que no pienso

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Re: Sensor TCS230 de TAOS
« Respuesta #11 en: 07 de Febrero de 2007, 16:12:57 »
micro_cadaver:

Yo  lo uso para el sensado de una fuente de luz, y ademas implemente el colorimetro de los franceses, y puedes checar este separador de M&Ms




jfmateos:

Saludos, si existe la posibilidad de usarlo como colorimetro, hay una pagina en donde dan la informacion, esquematicos y el programa y todo para armarlo. Pulsa aqui para acceder viene en ingles unas cosas otras vienen en frances que es el idioma nativo.

Yo lo arme en un protoboard y funciona muy bien archivos que utilice para el colorimetro en ese link dejo los archivos por si tienes algun problema para bajarlos de la pagina francesa.

Ahora bien si te interesa saber como hacerlo desde cero pues aqui ire comentando lo necesario para hacerlo.



juanacho_ar:

Yo compre en Future Electronics en USA ya que aquí en México no lo encontre, me salio en 5.4 $USD cada uno más el envio, como tuve que usar una empresa importadora, en total cada uno salio alrededor de los 11 $USD, es aproximado ya que compre otras cosas.



Un vistazo a la colorimetría del CIE

Ahora es posible conocer la respuesta espectral de los conos, pero en los años 20s los investigadores usaban experimentos psicofisicos para obtener tales datos. Para tener un estandar es necesario contar con un organismo que se encarge de regular esto, en este caso es el CIE. En 1931 adpto un estandar en donde se utiliza tres estimulos para obtener cualquier color dentro del espectro visible. Estos estimulos se denominan X, Y y Z. En matematicas lo que significaria esto es la integral de la curva de la respuesta espectral. En matematica discreta se utiliza la multiplicación de una matriz para obtener este tri-estimulo. Estos valor X, Y y Z son suficientes para caracterizar cualquier color. El valor Y es denominado luminancia y sus unidades son candela/metro cuadrado (cd/m2).

El estandar del CIE 1931 realiza una representacion en un diagrama llamado diagrama de cromaticidad y el valor tri-estimulo lo transforma a una coordenadas cartesianas [x, y]. La transformación se realiza por medio de:


Con estas coordenas se puede obtener el punto de color por medio del diagrama de cromaticidad por ejemplo:




Disculpen un poco el atraso pero mis actividades escolares estan absorbiendo mi poco tiempo libre. :( pero aqui poco a poco ire posteando mas informacion.

Hasta el siguiente post.
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Re: Sensor TCS230 de TAOS
« Respuesta #12 en: 07 de Febrero de 2007, 16:18:27 »
Muchas gracias veré como importarlo, de momento seguiré tus clases y no te preocupes por el tiempo se esperara lo que sea necesario, de todas formas todos andamos mas o menos igual de tiempo.

saludos
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Re: Sensor TCS230 de TAOS
« Respuesta #13 en: 08 de Febrero de 2007, 09:52:39 »
Muchas gracias FJPPita. Es un enlace estupendo el del colorímetro; aún no he acabado de digerir toda la información que contiene (mi francés es pésimo). Si lo veo claro, pediré unos cuantos sensores de este tipo y a construirme ese calibrador que tiene una pinta estupenda.

Seguiré tu post con mucha atención. Muchas gracias por aportar al foro.

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Re: Sensor TCS230 de TAOS
« Respuesta #14 en: 12 de Febrero de 2007, 02:09:52 »
Como interpretar el valor del sensor

EL modelo de color del CIE involucra el calculo de una integral bajo las curvas del diagrama espectral, con lo que se consegirian los valores triestimulo X, Y y Z. Para usar el TCS230 en la estimación de color es un calculo similar, es necesario integrar las curvas de sensitividad del sensor para encontrar los valores RGB.

Realmente la integracion puede ser sustituida por una operacion de matrices, lo que hace mas sencillo el cálculo, ademas de que puede colocarse dentro de un microcontrolador.

Esto es, utilizamos una matriz de correción para obtener los datos X, Y, Z.

La matriz a utilizar no es una sola, hay que encontrar la que mejor se adapte. Esta matriz puede ser calculada a partir de un luminante de referencia como es el D65 en el articulo de sensado de colorarticulo de sensado de color viene la forma exacta de hacer este procedimiento, en nuestro caso solo utilizaremos una ya calculada.

Pasos para encontrar los valores RGB.

1.- Obtener la frecuencia del sensor para cada uno de los tres filtros.
2.- Realizar una multiplicacion de una matriz por un vector para obtener el tri-estimulo
3.- Realiar una normalizacion para obtener x e y

Obteniendo los datos x e y se tiene el primer estandar CIE1931, apartir de este dato es posible pasar a cualquier estandar, todo depende de lo que necesitemos.

El primer paso puede ser resuelto con la siguiente rutina que viene de un ejemplo con el CCS claro yo copie ese codigo y lo transforme en una rutina de facil manejo asi solo se llama X=lee_frecuencia(); claramente hay que realizar una rutina para el cambio de filtro.

Código: [Seleccionar]
int32 lee_frecuencia(void)
{
   int cycles8, cycles;
   int32 freq;
   long freqc_high;
   long freqc_low;

   cycles8=0;
   cycles=0;
   freqc_high=0;
   t1_overflow=0;
   set_timer1(0);
   setup_timer_1(T1_EXTERNAL|T1_DIV_BY_1);
   while (cycles!=0xFF)
   {
      cycles8=0;
      while (cycles8!=0xFF)
      {
         if (t1_overflow)
         {
            t1_overflow=0;freqc_high++;
         }
         else
         {
            delay_cycles(5);
         }
         delay_cycles(62);
         cycles8++;
      }
      delay_cycles(216);
      cycles++;
   }
   delay_cycles(211);
   setup_timer_1(T1_DISABLED);
   if (t1_overflow)
      freqc_high++;
   freqc_low=get_timer1();
   freq=make32(freqc_high,freqc_low);
   return (freq);
 }

El segundo paso la matriz pude convertirse en un sistema de 3 ecuaciones:

Código: [Seleccionar]
     
X=0.265793*Rn+0.437094*Gn*0.271800*Bn;
Y=0.194236379*Rn+0.856911813*Gn-0.071039999*Bn;
Z=0.054811*Rn-0.392218*Gn+1.403742*Bn;

donde Rn, Gn y Bn son los datos obtenidos del sensor.

Les dejo la libreria TCS230.h la cual es muy sencilla y cuenta con las funciones de seleccion de escala y filtro.

Con las coodenadas CIE1931 es posible determinar el color del objeto o de la luz que se este sensando.

Mas adelante tratare de colocar un programa que realize la funcion de leer los datos del sensor y enviarlos por puerto serie a la computadora para tratarlos ahí.

Hasta el siguiente post
FJPPitta


« Última modificación: 12 de Febrero de 2007, 02:11:53 por FJPPitta »
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