Sensor de cor TCS230 / TCS3200 com Arduino

Neste post vamos mostrar como utilizar o Arduino para montar um sistema de reconhecimento de cores usando o sensor de cor TCS230 / TCS3200.

Esse módulo usa o sensor TCS230 (datasheet), que é composto por 64 fotodiodos. Desses 64 fotodiodos, 16 tem filtros para a cor vermelha, 16 para a cor verde, 16 para a cor azul e 16 não tem filtro.

Distribuídos uniformemente sobre o sensor, esses sensores captam a luminosidade, filtrando as cores, e geram na saída um sinal de onda quadrada com as informações sobre a intensidade das cores vermelho (R = Red), verde (G = Green) e Azul (B = Blue).

Como no módulo mostrado acima, o sensor TCS230 geralmente vem montado em conjunto com quatro leds brancos para iluminação, e oito pinos para conexão.

Conexão do sensor de cor TCS230 no Arduino

O módulo aceita alimentação de 3 à 5 volts e são utilizados 5 pinos para conexão ao Arduino: os pinos de controle S0, S1, S2, S3, e o pino OUT, que é o responsável pelo envio das informações.

O pino OE (Output Enable, ou saída habilitada/ativada) deve ser ligado ao GND, já que o módulo vai enviar informações continuamente ao Arduino.

No circuito adicionei 3 leds nas cores correspondentes, para que acendam quando determinada cor for reconhecida pelo sensor. Apesar de trabalhar nesse experimento apenas com as 3 cores primárias, nada impede que outras combinações sejam usadas no programa, de acordo com os níveis do sinal RGB.

No programa, os pinos S0 e S1 são colocados em nível alto e então são alternados os estados dos pinos S2 e S3, que determinam qual fotodiodo será ativado. Veja na tabela abaixo as combinações que determinam o tipo de frequência de saída e também o padrão de ativação dos fotodiodos:

// Programa : Detector de cores usando modulo TCS230  
// Alteracoes e comentarios : Arduino e Cia  
//  
// Baseado no programa original de Martin Mason  
   
//Pinos de conexao do modulo TCS230  
const int s0 = 8;  
const int s1 = 9;  
const int s2 = 12;  
const int s3 = 11;  
const int out = 10;   
   
//Pinos dos leds  
int pinoledverm = 2;  
int pinoledverd = 3;  
int pinoledazul = 4;  
    
//Variaveis que armazenam o valor das cores  
int red = 0;  
int green = 0;  
int blue = 0;  
    
void setup()   
{  
  pinMode(s0, OUTPUT);  
  pinMode(s1, OUTPUT);  
  pinMode(s2, OUTPUT);  
  pinMode(s3, OUTPUT);  
  pinMode(out, INPUT);  
  pinMode(pinoledverm, OUTPUT);  
  pinMode(pinoledverd, OUTPUT);  
  pinMode(pinoledazul, OUTPUT);  
  Serial.begin(9600);  
  digitalWrite(s0, HIGH);  
  digitalWrite(s1, LOW);  
}  
    
void loop() 
{  
  color(); //Chama a rotina que le as cores  
  //Mostra no serial monitor os valores detectados  
  Serial.print("Vermelho :");  
  Serial.print(red, DEC);  
  Serial.print(" Verde : ");  
  Serial.print(green, DEC);  
  Serial.print(" Azul : ");  
  Serial.print(blue, DEC);  
  Serial.println();  

  //Verifica se a cor vermelha foi detectada  
  if (red < blue && red < green && red < 100)  
  {  
   Serial.println("Vermelho");  
   digitalWrite(pinoledverm, HIGH); //Acende o led vermelho  
   digitalWrite(pinoledverd, LOW);  
   digitalWrite(pinoledazul, LOW);  
  }  

  //Verifica se a cor azul foi detectada  
  else if (blue < red && blue < green)   
  {  
   Serial.println("Azul");  
   digitalWrite(pinoledverm, LOW);  
   digitalWrite(pinoledverd, LOW);  
   digitalWrite(pinoledazul, HIGH); //Acende o led azul  
  }  

  //Verifica se a cor verde foi detectada  
  else if (green < red && green < blue)  
  {  
   Serial.println("Verde");  
   digitalWrite(pinoledverm, LOW);  
   digitalWrite(pinoledverd, HIGH); //Acende o led verde  
   digitalWrite(pinoledazul, LOW);  
  }  
  Serial.println();  

  //Aguarda 2 segundos, apaga os leds e reinicia o processo  
  delay(2000);   
  digitalWrite(pinoledverm, LOW);  
  digitalWrite(pinoledverd, LOW);  
  digitalWrite(pinoledazul, LOW);  
 }  
    
void color()  
{  
  //Rotina que le o valor das cores  
  digitalWrite(s2, LOW);  
  digitalWrite(s3, LOW);  
  //count OUT, pRed, RED  
  red = pulseIn(out, digitalRead(out) == HIGH ? LOW : HIGH);  
  digitalWrite(s3, HIGH);  
  //count OUT, pBLUE, BLUE  
  blue = pulseIn(out, digitalRead(out) == HIGH ? LOW : HIGH);  
  digitalWrite(s2, HIGH);  
  //count OUT, pGreen, GREEN  
  green = pulseIn(out, digitalRead(out) == HIGH ? LOW : HIGH);  
}

Carregue o programa e aproxime objetos de diferentes cores ao sensor e o led correspondente irá acender. Também é gerada uma saída como essa no serial monitor, onde você pode ver exatamente os níveis de sinal das cores detectadas:

Abaixo você confere o vídeo do projeto em funcionamento:

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