Tarea de sensores

1. Universidad Tecnológica De Honduras
Campus La Ceiba
Alumno:
Luis Gabriel navarro López
Catedrático:
Ing. Merary Ayala Lujan
Clase:
Automatización industrial y sistema de percepción
Número de cuenta:
201520020045
Fecha de entrega
07 de marzo del 2019

2. 1
ÍNDICE
OBJETIVOS............................................................................................................................ 2
INTRODUCCIÓN.................................................................................................................... 3
¿QUE SON LOS SENSORES DE COLORES?........................................................................ 4
¿Un ejemplo cómo funciona?................................................................................................ 5
El código utilizado se anexa a continuación........................................................................... 8
CONCLUSIONES...................................................................................................................12
BIBLIOGRAFÍA.....................................................................................................................13

3. 2
OBJETIVOS
1. La aplicación más obvia en cuanto a determinación del color a partir de luz es la
posibilidad de adquirir contenidos visuales en color. Este hecho ha dado lugar a la
creación de dispositivos tales como las cámaras digitales o los escáneres, además de
permitir los posteriores algoritmos y métodos de detección de color a partir de
imágenes.
2. Creación de dispositivos para ayudar a personas con déficits visuales con el objetivo
de proporcionarles más independencia. Un ejemplo de esto es el eyeborg, el cual
transforma las frecuencias de los colores en sonidos y está destinado a les personas
que padecen daltonismo o acromatopsia. O colorino, un detector de colores para
personas ciegas, que nos informa del color con una señal de voz.
3. Los detectores de color de alto rendimiento se utilizan en procesos industriales de
clasificación.
4. En el campo de la robótica la detección de colores es muy útil para crear máquinas
que realicen funciones donde es necesaria la distinción de ciertos colores,como por
ejemplo, clasificación de productos.

4. 3
INTRODUCCIÓN
La manera básica de detectar el color consiste en captar la luz incidente en un sensor,
(CCD o CMOS). Este, mediante un conjunto de celdas de fotones que forman una matriz de
puntos, uno por cada pixel, es capaz de medir la cantidad de luz llegada a cada uno de estos,
produciendo una corriente eléctrica que varía en función de la intensidad de luz recibida. Una
vez se ha medido la cantidad de luz se procede a la detección de colores.
Máscara De Bayer
Si se dispone de un solo sensor para realizar la separación de color se suele utilizar una
Máscara de Bayer: Este filtro aplica una distribución de colores proporcionalmente diferente
para los tres colores primarios RGB (25% Rojo (R), 50% Verde (G) i 25% Azul (B)). Como
se comenta anteriormente esto viene dado por las limitaciones del sistema visual humano, el
cual es más sensible a las longitudes de ondas próximas a los tonos verdes. Por último, se
aplica un algoritmo de reconstrucción del color (demosaicing) interpolando la salida del filtro
de Bayer.
Separación De La Luz
Utilizando tres sensores acoplados podemos realizar la separación de color con un dispositivo
de separación de luz, como por ejemplo un filtro dicroico. Estos consisten en finas capas de
materiales alternadas, cada una con diferentes índices de refracción y de esta manera separan
la luz incidente en sus componentes rojo, verde y azul. Es importante remarcar que estos
filtros son sensibles a las variaciones de temperatura del color, por eso se aplica un balance
de blancos, el cual ajusta la parte más brillante de la imagen para que aparezca como blanco
y la menos brillante como negro.

5. 4
¿QUE SON LOS SENSORES DE COLORES?
Este tipo de sensor detecta colores y los compara con el valor de referencia almacenado. Son
la solución óptima siempre y cuando el color de un objeto o el marcaje puedan servir como
criterio de control o clasificación. El resultado, dependiendo de la parametrización y de los
valores de tolerancia especificados del sistema, genera una señal en una salida. Características
relevantes son la velocidad del proceso y el tiempo de respuesta del sensor, así como un
manejo sencillo y la función teach-in. Los sensores de contraste son utilizados principalmente
en las siguientes áreas: Clasificación Control Detección de colores Detección de marca
¿Tipos de sensores de colores?
El color es un elemento importante para el control y la monitorización de procesos
automatizados. Estos sensores detectan el color de un objeto y lo comparan dentro de las
tolerancias definidas con un valor de referencia almacenado. En este caso lo más importante
es un proceso de teach sencillo y rápido, apto para procesos de alta velocidad y capaz de
detectar las más mínimas diferencias de color.
Tipos:
1. CRT 442
Pequeño pero muy grande CRT 442 12,5 mm rango de detección Carcasa de plástico muy
compacta Teach-in sencillo del color de referencia Un canal de color Tolerancias de color
ajustables 1,5 kHz frecuencia de conmutación Conector M12

6. 5
2. CRT 20B
El estándar flexible CRT 20B 12,5 mm ó 60 mm rango de detección Carcasa de metal muy
robusta Teach-in sencillo de hasta 4 colores de referencia Ajuste de sensibilidad despúes del
teach-in 1/4 canales de color Tolerancias de color ajustable independientemente por cada
canal de color Frecuencia de conmutación hasta 6 kHz Amplias opciones de parametrización
Conector M12 giratorio
¿Un ejemplo cómo funciona?
El foco incandescente quedo dentro del tubo, esto se hizo con la intención de no dejar escapar
la luz que este emite; de igual manera, el LDR quedo adentro del tubo de PVC y cubierto
totalmente para no dejar escapar la luz y que dicho componente recibiera la mayor cantidad
de luz del foco incandescente (Fig. 4). Además, al tubo se le aplicó un corte, para dejar entrar
los filtros (Fig. 5) y de esta manera detectar el color.
Fig. 4. Tubo de PVC con el foco incandescente dentro y la ranura para los filtros.
Fig. 5. Filtros utilizados.

7. 6
En la Tabla 1 se muestran las mediciones obtenidas en 10 marcas establecidas sin la
interferencia de un filtro.
Tabla 1. Resistencia sin filtro. Graficando estos valores se observa que la gráfica obtenida es
similar a la gráfica mostrada por el data-sheet de una fotorresistencia, esto se puede ver en la
figura 6.
. Gráfica con respecto a la resistencia obtenida a lo largo del tubo.
No D (cm) R
0 0 732
1 5.33 642
2 10.66 566
3 15.99 513
4 21.32 454
5 26.65 380
6 31.98 321
7 37.31 261
8 42.64 212
9 47.97 196
10 53.3 134
Total 65
0
100
200
300
400
500
600
700
800
Resistencia obtenida

8. 7
A continuación, se procedió a elegir cinco marcas para comenzar con las mediciones
utilizando los filtros de diferentes colores, dichas marcas fueron elegidas para tener una
distancia igual entre ellas pero que estuvieran lo suficientemente alejadas como para que las
mediciones no dieran iguales entre ellas. En la Tabla 2 se muestran estas mediciones con cinco
colores diferentes.
Tabla 2. Resistencias obtenidas con filtros de diferentes colores.
Una vez obtenidos estos parámetros se escogió una medida en la que los valores de resistencia
cambien considerablemente para evitar cualquier tipo de problema entre cada ellos, en este
caso se eligió el número dos.
Al haber hecho esto se realizó el código que serviría como programación para el hardware
programable Arduino el cual consiste en leer los datos de voltaje obtenidos en cada filtro y
utilizarlos para que al momento de colocar el filtro pueda reconocer el color. Los voltajes
obtenidos se muestran en la Tabla 3.
V (Solo) V (Blanco) V (Verde) V (Rojo) V (Azul) V (Negro)
4.67 4.09 4.08 3.9 2.85 2.6
Los voltajes a utilizar fueron cambiados en la programación ya que Arduino no los detectaba
como tal, sino que detectaba otros valores, estos valores fueron vistos usando el monitor serie.
No D (cm) R (Blanco) R (Rojo) R (Azul) R (Verde) R (Negro)
1 5.33 1.73E+03 2.26E+03 5.62E+03 12.5 E+03 15.4E+03
2 15.99 2.28E+03 2.42E+03 6.21E+03 13.9 E+03 14.5E+03
3 25.65 2.36E+03 2.80E+03 7.72E+03 15.5 E+03 18.2E+03
4 37.31 2.48E+03 3.08E+03 8.57E+03 19.2 E+03 21.9E+03
5 47.97 2.42E+03 3.00E+03 9.07E+03 24.7 E+03 33.0E+03
Total 2254 2712 7438 85800 103000

9. 8
El código utilizado se anexa a continuación.
int led1 = 2; int led2 = 3; int led3 = 4; int led4 = 5; int led5 = 6; int LDR = 0; int valorLDR
= 0;
void setup()
{
pinMode(led1, OUTPUT); pinMode(led2, OUTPUT); pinMode(led3, OUTPUT);
pinMode(led4, OUTPUT); pinMode(led5, OUTPUT);
Serial.begin(9600);
}
void loop()
{ digitalWrite(led1, LOW); digitalWrite(led2, LOW); digitalWrite(led3, LOW);
digitalWrite(led4, LOW); digitalWrite(led5, LOW); valorLDR= analogRead(LDR);
Serial.println(valorLDR);
// Encender los leds apropiados de acuerdo al valor de ADC if(valorLDR > 825 & valorLDR
< 940) //Color blanco
{
digitalWrite(led1, HIGH);
}else{
digitalWrite(led1, LOW);
}
if(valorLDR > 790 & valorLDR < 940 & valorLDR < 825) //Color rojo
{
digitalWrite(led2, HIGH);
}else{

10. 9
digitalWrite(led2, LOW);
}
if(valorLDR > 575 & valorLDR < 940 & valorLDR < 825 & valorLDR < 790) //Color azul
{
digitalWrite(led3, HIGH);
}else{
digitalWrite(led3, LOW);
}
if(valorLDR > 532 & valorLDR < 940 & valorLDR < 825 & valorLDR < 790 & valorLDR
< 575) //Color verde
{
digitalWrite(led4, HIGH);
}else{
digitalWrite(led4, LOW);
}
if(valorLDR > 290 & valorLDR < 940 & valorLDR < 825 & valorLDR < 790 & valorLDR
< 575 & valorLDR < 532)
{
digitalWrite(led5, HIGH); //Color negro
}else{
digitalWrite(led5, LOW);

11. 10
El armado del circuito consistió en un divisor de tensión entre la resistencia de 10KΩ y el
LDR, como se muestra en la Fig. 7. La salida del LDR se mandó a una entrada analógica del
Arduino para poder manipularla.
Fig. 7. Diagrama de la conexión del LDR.
El diagrama para la conexión de los LED’s indicadores se muestra en la Fig. 8.
Fig. 8. Diagrama de conexión de los LED’s indicadores.
Una vez terminado el montaje en protoboard, se cargó el programa al Arduino y comenzaron
las pruebas, las cuales fueron correctas, como se muestra en la Fig. 9 a), b), c), d) y e). Ya
que, al colocar cada filtro, el LED correspondiente a ese color, se encendía.

12. 11
a) Prueba de color blanco. b) Prueba del color rojo.
c) Prueba de color azul. d) Prueba del color verde.
e) Prueba de color negro.
Fig. 9. Pruebas del sensor de color.

13. 12
CONCLUSIONES
El reconocimiento de color para determinar qué colores aparecen en una imagen, captada o
que se está captando, se realiza mediante los modelos de color, ya que estos hacen posible la
representación de los colores de forma numérica.
Los modelos de color (por ejemplo, RGB, YUV o HSL) permiten crear filtros para
discriminar colores. Este método consiste en definir una función que actúe como umbral de
decisión para el detector.
Esta función se define según el espacio de color utilizado y determina qué valores no pueden
sobrepasar una componente o una combinación lineal de las componentes. Por ejemplo, se
pueden representar las componentes R, G y B con un byte por componente y mediante un
recorrido píxel a píxel de la imagen, determinar qué zonas de la imagen captada corresponden
a un color específico.
Por otro lado, si se quieren realizar aplicaciones donde entra en juego el nivel de luminancia
del entorno, es más adecuado usar el modelo de color YUV. El método de decisión en este
caso es medir la similitud entre los valores de las componentes U y V del píxel y un valor de
referencia (relacionado con el color a detectar).

14. 13
BIBLIOGRAFÍA
https://es.wikipedia.org/wiki/Reconocimiento_de_color