颜色识别传感器 识别色彩只靠RGB吗？有8通道的传感器？看看AS7341的性能

识别色彩只靠RGB吗？有8通道的传感器？看看AS7341的性能

用于色彩识别的传感器有多种，如TCS230、TCS3200及VEML6040等，见图1所示，但这些色彩传感器多是基于RGB来识别色彩的。

图1 色彩传感器

此次介绍的主角AS7341可见光传感器却之有较大的区别，它提供8个可见光检测通道，该传感器的功能模块如图2所示。 这8个检测通道的波长分布期间如图3所示。

图2 AS7341传感器模块

图3 8个检测通道的波长分布

为有一个感性的认识，从图4可以了解到传感器所检测的色彩波长区间。

图4 色彩的波长区间

以黄色为例，RGB色彩传感器和AS7341可见光传感器的对比如下表所示。

该可见光传感器是基于ams公司推出的新一代AS7341光谱传感IC，该传感器有8个可见光通道、1个闪烁通道、1个NIR通道和1个未加滤光片的通道。它拥有6个独立的16位ADC通道，且可以并行处理数据。此外，该传感器板载了两颗高亮LED，可在暗光环境下进行补光。

该传感器的技术参数如下：

其主要的应用方向为：

该传感器的引脚功能如下表所示：

了解了该传感器的性能，那我们该如何使用它呢？

我们这里介绍的方法是为它配上一块FireBeetle-ESP32开发板，它与传感器的连接情况如图5所示，即除电源引脚连接到3.3V电源外，其它2个引脚是直接连接到I2C接口的对应引脚上。

图5 连接关系

要进行色彩的检测，其实现起来也极为方便，具体的步骤是：

1.以Arduino IDE为开发工具（版本为1.8.5），选取“项目”菜单下“加载库”的“添加一个ZIP库”选项；

2.在文件下载对话框，选取“DFRobot_AS7341-master.ZIP”；

图6加载ZIP库

3.在完成后，在“项目”菜单 “加载库”下即可见到“DFRobot_AS7341-master”选项。有了DFRobot_AS7341库，就可以编写相应的控制程序了。

4选取“文件”菜单下的“新建”选项；

5.录入对应的程序；

6.编译并下载程序后，通过串口监视器即可见到图8和图9的检测结果。

图7 检测程序及程序下载

图8 自然光检测值

图9 弱光检测值

相应的检测程序为：

#include"DFRobot_AS7341.h"

DFRobot_AS7341as7341;

void setup(void)

{

Serial.begin(115200);

while (as7341.begin() != 0) {

Serial.println("IIC init failed,please check if the wire connection is correct");

delay(1000);

}

}

void loop(void)

{

DFRobot_AS7341::sModeOneData_t data1;

DFRobot_AS7341::sModeTwoData_t data2;

as7341.startMeasure(as7341.eF1F4ClearNIR);

data1 = as7341.readSpectralDataOne();

Serial.print("F1(405-425nm):");

Serial.println(data1.ADF1);

Serial.print("F2(435-455nm):");

Serial.println(data1.ADF2);

Serial.print("F3(470-490nm):");

Serial.println(data1.ADF3);

Serial.print("F4(505-525nm):");

Serial.println(data1.ADF4);

as7341.startMeasure(as7341.eF5F8ClearNIR);

data2 = as7341.readSpectralDataTwo();

Serial.print("F5(545-565nm):");

Serial.println(data2.ADF5);

Serial.print("F6(580-600nm):");

Serial.println(data2.ADF6);

Serial.print("F7(620-640nm):");

Serial.println(data2.ADF7);

Serial.print("F8(670-690nm):");

Serial.println(data2.ADF8);

Serial.print("Clear:");

Serial.println(data2.ADCLEAR);

Serial.print("NIR:");

Serial.println(data2.ADNIR);

delay(1000);

}

若通过粉红色的吹塑纸来提供检测的样本，则其检测结果如图11 所示，说明在各色彩通道中F8通道的色彩成分最突出。

图10 粉红色检测

图11粉红色检测值

除了色彩检测外，该传感器还能对指定频率的光进行检测，其程序如图12所示。

图12 光频率检测程序及下载

在自然光的条件下，其检测值如图13所示；在打开白纸灯的情况下，其检测如图14所示，这是由于市电的工频为50Hz，故其结果如此。

图13自然光检测结果

图14 开灯后的检测值

有了可见光传感器AS7341 ，我们在进行色彩的识别是不是方便了很多！

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原作者：jinglixixi

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什么是颜色识别传感器，如何选择色标传感器、RGB颜色识别传感器

什么是颜色识别传感器？

我们常说的颜色传感器一般指以下两种类型的颜色传感器

1、用来检测和比较物体表面色彩灰度的色标传感器。

这类传感器的原理是通过不同颜色物体的反射率差作为检测原理，识别和对比目标物体的表面灰色差灰度变化。类似于黑白相机。

2、用于识别和比较物体表面颜色值（RGB）的颜色传感器。这类传感器一般采用通过RGB(红色，绿色，和蓝色）LED光源和运算检测物体反射光中R,G,B波长比率，来判断检测到的颜色是否和设定的一致。类似于彩色相机。

可以看到实际RGB颜色传感器可以绝部分覆盖灰度值对比的色标传感器功能，但是否可以直接选择RGB传感器呢？这也是要看您的需求来决定的。

如果您需要高响应速度和高开关频率的传感器，并且检测的色标比较简单，例如高速流水线上产品表面印刷重复图案的材料，色标在固定位置这时使用普通的色标传感器即可实现检测。

如您需要检测非固定印刷的不重复图案，或者多种颜色的物品表面时可以选择RGB颜色传感器，可以通过物体表面颜色的RGB值的高精度测量和标定颜色进行对比给出检测结果。但通常颜色传感器所传输信息量比较大所以响应速度对比灰度差的色标传感器要慢一些。

安装距离的影响

由于灰度对比原理的色标传感器识别的是灰度值，RGB颜色检测传感器检测的是RGB颜色的RGB值，所以目标物如果超出了有效检测距，灵敏度会明显会下降，甚至无法检测。所以一定要将检测目标物保证安装在传感器标定的有效检测范围内。也能有效避免周围现场光线对检测目标的色染干扰。

如图 该传感器有效检测距离为15mm 那么目标物表面就要在15mm范围之内。

相近颜色的影响

一般色标传感器将输出阀值定在标识颜色和背景颜色之间，无法排除其他相近的颜色干扰。这时就需要要么修改产品色标方案更改检测路径，要么就选用RGB颜色识别传感器避免这样的相近颜色的干扰影响。现在有些传感器达到12位分辨率的RGB收光亮检测，准确度高达99%以上。

被测物的表面平整度影响

一定要实际使用被测物样品，通过传感器实际测试来判断是否有此类影响。特别被测物表面出现的凹凸或弯折发射光线时对灰度影响较大，检测结果就会影响较大。遇到这样的被测物表面时选择RGB值的颜色传感器会好很多。

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