يعد مستشعر TCS34725 أداة مفيدة جدًا لمشاريع الإلكترونيات حيث تحتاج إلى قياس الألوان بدقة. إذا كنت تعمل مع Arduino وكنت مهتمًا باكتشاف الألوان، فهذا الجهاز يعد خيارًا رائعًا. يتم استخدامه على نطاق واسع لتحليل الألوان إلى مكونات RGB (الأحمر والأخضر والأزرق) والحصول على قياسات دقيقة. يتمتع المستشعر أيضًا بميزة وجود واجهة اتصال I2C، مما يسهل تكامله وقراءاته.
في هذه المقالة، سنستكشف بدقة كيفية عمل مستشعر الألوان TCS34725 وكيف يمكنك استخدامه بسهولة في مشاريع Arduino.
ما هو مستشعر TCS34725؟ وهو جهاز بصري يسهل قراءة الألوان بتنسيق RGB. إنه مستشعر دقيق للغاية وحديث، ويتفوق على الموديلات القديمة الأخرى مثل TCS3200. يحتوي TCS34725 على مصفوفة ثنائي ضوئي تتضمن مرشحات للألوان الأساسية الثلاثة (الأحمر والأخضر والأزرق)، بالإضافة إلى صمام ثنائي ضوئي ("واضح") بدون مرشح يقيس إجمالي كمية الضوء الساقط.
يتميز المستشعر بدمج مرشح الأشعة تحت الحمراء، مما يعمل على تحسين الدقة في البيئات التي بها الكثير من تداخل الضوء. كما أنها قابلة للتكيف تمامًا، حيث يمكننا ضبط المعلمات مثل وقت التكامل والكسب من خلال البرنامج. هذا الجهاز حساس بدرجة كافية للعمل في ظروف الإضاءة المنخفضة، حتى مع وجود زجاج واقي بين المستشعر والجسم الذي نقوم بقياسه.
لسهولة الاستخدام، يأتي مستشعر TCS34725 عادةً مدمجًا في الوحدات التجارية التي تتضمن إضاءة LED محايدة. يمكن التحكم بسهولة في LED من Arduino، والتكيف مع احتياجات المشروع.
ميزات وفوائد TCS34725
يتميز TCS34725 عن مستشعرات RGB الأخرى الموجودة في السوق بالعديد من الميزات الرئيسية. على سبيل المثال، يمكنك ضبط وقت الكسب والتعرض للحصول على قراءات أكثر دقة. وفيما يلي نعرض بعض المزايا الرئيسية:
- مرشح الأشعة تحت الحمراء: وهذا يسمح بقراءات أكثر دقة عن طريق القضاء على الكثير من الضوضاء الناجمة عن مصادر الضوء غير المرئية، مثل ضوء الشمس المباشر.
- حساسية عالية: نطاقها الديناميكي مثير للإعجاب، مما يجعلها مناسبة حتى في البيئات منخفضة الإضاءة.
- التحكم في الإضاءة LED: تدمج معظم الوحدات مصباح LED يمكن التحكم فيه من خلال Arduino نفسه، مما يضمن إضاءة ثابتة للقراءات.
مخطط اتصال الاستشعار
يعد توصيل المستشعر بـ Arduino أمرًا بسيطًا للغاية بفضل واجهة I2C الخاصة به. يمكن أن يعمل مستشعر TCS34725 بمصدر 3.3 فولت أو 5 فولت، مما يجعله متوافقًا مع مجموعة واسعة من وحدات التحكم الدقيقة. نقدم لك أدناه خطوات توصيله بشكل صحيح:
- بطاقة الائتمان الافتراضية: اتصل بـ 5V على الاردوينو.
- أرض الواقع: الاتصال بـ GND.
- سدا: إنه يتصل بدبوس A4 من Arduino (في نماذج مثل UNO).
- SCL: يتصل بدبوس A5 من Arduino.
لاحظ أن بعض الوحدات قد تحتوي على أطراف إضافية مثل LED، مما يسمح لك بالتحكم في سلوكها من Arduino نفسه لتوفير الطاقة أو ضبطها وفقًا لظروف بيئة القياس الخاصة بك.
المكتبات ورمز TCS34725
هناك العديد من المكتبات المتاحة التي تجعل العمل مع مستشعر RGB هذا أسهل، ولكن إحدى أكثر المكتبات الموصى بها والمستخدمة على نطاق واسع هي مكتبة Adafruit، والتي تسمى "Adafruit_TCS34725". يمكنك تثبيته مباشرة من مدير مكتبة Arduino IDE.
لتثبيته، اتبع الخطوات التالية:
- افتح ال اردوينو بيئة تطوير متكاملة، انتقل إلى علامة التبويب أدوات وحدد تضمين المكتبة -> إدارة المكتبات.
- إرسال أدافروت TCS34725 وحدد تثبيت. بهذه الطريقة، ستكون المكتبة جاهزة للاستخدام.
بمجرد تثبيته، يمكنك استخدام الكود الأساسي التالي لاختبار مستشعر TCS34725. يحصل هذا الرمز ببساطة على قيم RGB ويعرضها عبر المنفذ التسلسلي:
#يشمل #include "Adafruit_TCS34725.h"Adafruit_TCS34725 tcs = Adafruit_TCS34725();void setup() { Serial.begin(9600); if (!tcs.begin()) { Serial.println("لم يتم العثور على المستشعر"); بينما (1)؛ }} حلقة باطلة() { uint16_t r, g, b, c; tcs.getRawData(&r, &g, &b, &c); Serial.print("الأحمر:"); Serial.println (ص)؛ Serial.print("أخضر:"); Serial.println(ز); Serial.print("الأزرق:"); Serial.println (ب)؛ تأخير (1000)؛ }
معايرة أجهزة الاستشعار واستخدامها
من المهم ملاحظة أن مستشعر TCS34725 يحتاج إلى المعايرة للحصول على دقة أكبر. ويرجع ذلك إلى القيود المفروضة على أي جهاز قياس. تتضمن المعايرة عمومًا ضبط قيم وقت الكسب والتكامل للحصول على قراءات دقيقة في ظروف الإضاءة في بيئتك.
تذكر أيضًا أن الأسطح اللامعة يمكن أن تسبب قراءات غير صحيحة بسبب الانعكاسات. إذا كنت تعمل مع أسطح عاكسة للغاية، فمن المستحسن تغطية المستشعر ببعض المواد غير اللامعة أو وضع مرشح استقطاب.
تطبيقات مستشعر الألوان TCS34725
يعد هذا المستشعر مثاليًا للمشاريع التي تحتاج فيها إلى اكتشاف الألوان بدقة. تتضمن بعض تطبيقات TCS34725 ما يلي:
- تصنيف الأشياء حسب لونها.
- أنظمة الإضاءة المحيطة، حيث يمكن ضبط الإضاءة تلقائيًا بناءً على اللون السائد للبيئة.
- ازدواجية الألوان في شرائط RGB LED، مثل WS2812B.
وفي المشاريع المتقدمة، يمكن أيضًا استخدام هذا المستشعر لقياس درجة حرارة اللون وكمية الضوء في المشهد، وهو أمر مفيد في التصوير الفوتوغرافي أو مشاريع الإضاءة الذكية.