حساس الألوان COLOR SENSOR في روبوتات ليغو التعليمية

البنية الداخلية ومبدأ عمل حساس الألوان Color Sensor:

يعتمد مبدأ عمل الحساس داخلياً على المقاومات المتغيرة ضوئياً، وهي مقاومات تتغير شدتها بحسب الضوء الساقط عليها.

من أجل قياس الشدة الضوئية عموماً، يتم تشغيل الحساس وقراءة قيمة الإضاءة الساقطة عليه من الوسط المحيط.

من أجل قياس لون سطح معين، يتم استخدام عناصر مضيئة بالألوان الأساسية الثلاثة RGB (الأحمر، الأخضر، الأزرق) وتتم قراءة شدة الضوء المنعكس عن كل لون، وبذلك تتم معرفة لون السطح المقابل للحساس.

يمكن قراءة المزيد عن هذه الحساسات هنا، أو هنا.

استخدام حساس الألوان Color Sensor:

يعتبر هذا الحساس من النوع التماثلي Analog، أي أن قيمته متدرجة وليست فقط 0 أو 1، حيث يستطيع هذا الحساس في روبوتات ليغو التعليمية LEGO Mindstorms كشف نوعين من القيم:

1. الشدة الضوئية: حيث يستطيع الحساس تمييز شدة الإضاءة على شكل تدرجات للون الرمادي و يعطي قراءات بين 0 و 100 (بين الأبيض والأسود).
2. القيمة اللونية: حيث أنه يستطيع تمييز 8 حالات (أسود – أزرق – أخضر – أصفر – أحمر – أبيض – بني – بدون لون ) بشكل أساسي، ويمكن أيضاً الحصول على قيم منفصلة لكل درجة لونية RGB (الأحمر، الأخضر، الأزرق).

قيم حساس اللون Color Sensor

وتختلف الدقة بين الحساس المخصص للعمل مع مجموعة NXT والحساس المرفق مع مجموعة EV3. حيث أن دقته تعتبرأضعف في مجموعة NXT.

ملاحظة: لم يكن حساس اللون Color Sensor مرفقاً مع مجموعة NXT بشكل افتراضي، وإنما يتم شراؤه بشكل منفصل. ولكنها كانت ترفق بحساس للشدة الضوئية فقط Light Sensor.

من الشائع أيضاً استخدام حساس اللون الذي قامت بعمله شركة HiTechnic والمتوافق مع مجموعات ليغو التعليمية

HiTechnic NXT Color Sensor Version 2 for LEGO MINDSTORMS.

يتميز هذا الحساس بأن دقته أكبر بكثير، حيث أنه يستطيع قياس انعكاس الشدة الضوئية عن السطح عن بعد 5 سم، وكشف اللون بـ 16 درجة لونية مختلفة عن نفس البعد أيضاً، وهو متوافق مع مجموعتي NXT, EV3. للمزيد عن هذا الحساس، يمكن زيارة صفحة المنتج في موقع الشركة.

يستخدم حساس اللون Color Sensor في العديد من التطبيقات، مثلاً في المعامل، يمكن وضع حساس لون على خط ناقل للمنتجات ويتم فرزها بحسب اللون. كما أن أحد أهم استخداماته كحساس لشدة الإضاءة هو في مجال الإنارة الذكية، حيث يتم وضع حساس شدة ضوئية داخل الغرفة، وإذا كانت شدة الإضاءة فيها أكبر من حد معين (أي أن إضاءة الشمس كافية) فيتم إطفاء الإنارة الكهربائية، وعندما تنخفض شدة الضوء عن الحد السابق، تعود الإنارة للعمل.

يتم استخدام حساس اللون Color Sensor أيضاً في المعامل والمستودعات لكشف مجموعة من الخطوط السوداء المرسومة على الأرض والتي تمثل مسارات يقوم الروبوت بالتحرك عليها لنقل غرض من مكان لآخر. الفيديو التالي يوضح استخدام شركة Amazon الشهيرة لهذه الفكرة:

برمجة حساس الألوان Color Sensor في روبوتات ليغو:

تختلف طريقة برمجة عمل الحساس بحسب التطبيق المطلوب. سنفترض أن الروبوت هو الروبوت العربة NXT\EV3 Driving Base الذي نستخدمه في دروسنا دائماً وقمنا بالحديث عنه في الدروس الخاصة بوحدات التحكم NXT\EV3، وسنقوم بمناقشة حالتين:

1. الحساس تم تركيبه بحيث يكون موجهاً للأمام، وسنستخدمه هنا لكشف لون جسم أمام الروبوت.
2. الحساس تم تركيبه بحيث يكون موجهاً للأسفل، وسنستخدمه هنا لكشف خطوط سوداء على الأرض وتتبعها.

المصدر:

http://roboticarena.net/