Kleuren kopieren met lichtsensor

[brinkdinges]

Ik ben van plan om RGB leds in mijn casemod te plaatsen. Deze kan ik natuurlijk met pwm een leuke kleur geven, de regenboogkleuren af laten lopen of ik kan er een of andere kermisattractie van maken met allerlei flitsende kleuren. Ik heb echter een idee om hem echt op een kameleon te laten lijken, door de leds dezelfde kleur te geven als de omgeving. Hiervoor wil ik op 1 positie een kleurensensor plaatsen. Een microcontroller zal deze sensor aansturen en de leds de juiste kleur geven. Het is ben overigens niet vereist dat het geheel exact een kleur kan kopiëren, maar dat de kleur van de verlichting er globaal op lijkt.

Als eerste heb ik natuurlijk een kleurensensor nodig. Ik kan bij Farnell bestellen, en daar heb ik de volgende sensoren bruikbaar bevonden:

Taos TCS230 Datasheet
Avago ADJD-S313-QR999 Datasheet
Avago ADJD-E622-QR999 Datasheet

Van de eerste is er ooit een inkoopactie geweest op ia.net, dus ik verwacht dat er toch een aantal mensen mee bezig is geweest. Ik weet ook dat heel veel mensen deze nog ongebruikt in de kast hebben liggen Deze RGB-sensor zet de hoeveelheid licht om in een frequentie van het uitgangssignaal. Je stelt de te meten kleur in met twee pinnen.

De tweede sensor spuugt data uit over een seriële lijn. Door een waarde in een register van de sensor te schrijven is de waarde van de drie sensoren uit te lezen. Van elke kleur is de gevoeligheid in te stellen door een waarde in een register te veranderen.

De derde sensor zet de intensiteit van de drie kleuren om in een voltage. De gain is hier eenvoudig aan te passen door inputs omhoog of omlaag te trekken.

Vorig jaar heb ik het vak Regeltechniek gehad bij mijn studie, en daar maakte ik kennis met de regellus en terugkoppeling. Ik heb bedacht dat het mogelijk moet zijn om twee sensoren te gebruiken, en hiervan de waarden te vergelijken. De ene sensor meet het omgevingslicht, de tweede meet het licht van een aangestuurde led. Zou hiermee een goede instelling van de kleur te behalen zijn? Ik heb namelijk nog compleet geen ervaring met kleur, licht en kleursensoren. Wel heb ik ooit de knipperlicht-tutorial voor pics goed afgesloten

De eerste sensor (de Taos) zet de intensiteit om in een frequentie. Ik zou met een pic de hoeveelheid pulsen kunnen meten over een bepaalde tijd. Ik weet echter niet of dat ook goed te doen is met twee sensoren. Wel zou ik met een simpel ic een frequentie om kunnen zetten in een spanning. Deze twee spanningen kan ik vergelijken met een opamp, of ik kan ze beide in de pic voeren en softwarematig van elkaar aftrekken. Het verschil tussen deze twee signalen is dan de mate waarin de led aangepast moet worden. Op deze manier probeer ik te voorkomen dat ik moeilijke softwarematige routines moet gaan uitvoeren

De tweede sensor lijkt me ook goed te gebruiken, al zit in dan met twee seriële datastromen. Ik weet niet of ik dit werkend kan krijgen, qua programmeerskills.

Van de derde sensor is het grootste nadeel de prijs, deze kost 15 euro per stuk. De twee anderen zitten rond de 7 euro. Het voordeel is echter dat deze sensor direct een voltage uitspuugt, waarvan de waarde makkelijk te vergelijken is met de waardes van de tweede sensor.

Ik zou graag willen weten wat jullie van mijn ideeën vinden. Ben ik op de goede weg, of zit ik helemaal verkeerd te denken? Ik ben natuurlijk bezig om kleuren van materialen te vergelijken met een lichtbron, misschien werkt dat wel helemaal niet goed.
Misschien zijn er al andere mensen die hun ia-sensor nuttig hebben gebruikt, laat dat dan even weten.

[iMars]

Ik moest gelijk hier aan denken.

[RafkeP]

Ik heb helemaal geen verstand van elektronica, maar ik ben de laatste tijd wel bezig geweest met het sturen van ledjes

Het concept op zich vind ik super, maar ik twijfel aan de haalbaarheid: volgens mij is de omgevingskleur altijd grijs

Je zou een software experiment kunnen doen: de tools vind je in het DIY ambilight topic.
Als je een webcam op "de omgeving" zet, kan je met boblight de gemiddelde kleur zien.
Zijn de resultaten naar je zin, dan kan je verder in hardware gaan zoeken.

Evetueel kan je het ook bij die webcam houden en 1 van de ambilight ontwerpen maken : je PC is toch altijd in de buurt.

[brinkdinges]

webmail schreef op donderdag 19 juli 2007 @ 14:11:
Ik moest gelijk hier aan denken.

Dat is idd ongeveer de bedoeling. Ik zag in een flits dat daar ook een Taos sensor gebruikt wordt, dus daar zal ik eens verder naar zoeken. Verder zitten er twee leds bij. Ik ben bang dat ik ook een lichtbron moet gaan gebruiken, waarna ik de teruggekaatste kleur kan meten. Een felle witte led (rgb met alle kleuren aangestuurd, een witte led zal niet het goede licht geven) zal niet echt uitnodigen om ervoor te gaan staan.

RafkeP schreef op donderdag 19 juli 2007 @ 20:12:
Ik heb helemaal geen verstand van elektronica, maar ik ben de laatste tijd wel bezig geweest met het sturen van ledjes

Het concept op zich vind ik super, maar ik twijfel aan de haalbaarheid: volgens mij is de omgevingskleur altijd grijs

Je zou een software experiment kunnen doen: de tools vind je in het DIY ambilight topic.
Als je een webcam op "de omgeving" zet, kan je met boblight de gemiddelde kleur zien.
Zijn de resultaten naar je zin, dan kan je verder in hardware gaan zoeken.

Evetueel kan je het ook bij die webcam houden en 1 van de ambilight ontwerpen maken : je PC is toch altijd in de buurt.

Het hangt denk ik vooral af van het omgevingslicht of ik iets kan meten. In het donker zou hij als het goed is weinig moeten meten, en dus de leds uit laten.
Met een webcam is op zich een idee. Hoewel je hiermee weer flinke overkill hebt en alles via software moet aansturen. Het concept van Ambilight komt erg in de buurt van wat ik wil maken, ik had al bedacht dat dezelfde software redelijk te gebruiken is hiervoor, of dat het mogelijk is een extra feature in te bouwen voor Ambilight-werking.

[lemming_nl]

brinkdinges schreef op vrijdag 20 juli 2007 @ 12:40:
[...]

Dat is idd ongeveer de bedoeling. Ik zag in een flits dat daar ook een Taos sensor gebruikt wordt, dus daar zal ik eens verder naar zoeken. Verder zitten er twee leds bij. Ik ben bang dat ik ook een lichtbron moet gaan gebruiken, waarna ik de teruggekaatste kleur kan meten. Een felle witte led (rgb met alle kleuren aangestuurd, een witte led zal niet het goede licht geven) zal niet echt uitnodigen om ervoor te gaan staan.

Die Taos kan tot 600KHz, in andere woorden, je ledje hoeft niet lang aan te staan, als je 4x per seconde de kleur controlleert (wat volgens mij vaak genoeg is) zal de gebruiker het licht nooit zien denk ik zo.

[brinkdinges]

Zijn er nog mensen die me kunnen helpen bij het maken van een keuze? Ik zou namelijk graag vandaag of morgen willen bestellen

Om nog even op hierboven te reageren, als je 4x per seconde flink flitst zie je dat echt wel hoor Zoiets zal de samplefrequentie overigens wel worden, of 10 hertz maximaal.

[naftebakje]

brinkdinges schreef op woensdag 25 juli 2007 @ 12:36:
...
Om nog even op hierboven te reageren, als je 4x per seconde flink flitst zie je dat echt wel hoor Zoiets zal de samplefrequentie overigens wel worden, of 10 hertz maximaal.

De sensor kan aan 600 kHz samplen, wordt er verteld (ik heb daar mijn twijfels bij, maar goed), als je dan 4 samples neemt in een seconde dan zal er 4 keer per seconde 1/600000 van een seconde verlichting moeten zijn, dat zie je nooit.

Even gekeken, het licht wordt uitgestuurd als een frequentie, die 600kHz heeft totaal niets te maken met hoeveel keer per seconde hij kan meten.
Daarvoor moet je onder het kopje "illuminative responsability" kijken, dat ligt (afhankelijk van de golflengte van het invallend licht, de gekozen sensor (R,G,B of wit)) op 6 tot 565 Hz/lx.

Kortom: Als je 1 lx (= 1 lm/m²) groen licht (golflengte rond de 550 nm) op die sensor laat vallen, zit je met de grootste responstijd, de blauwe en rode sensor zijn pas na ongeveeer 1/10e van een seconde belichten op de juiste waarde, de groene is na 1/55e van een seconde belichten op zijn juiste waarde. Je zal dus inderdaad de flitsen van de verlichting zien, tenzij je het aantal lumen flink gaat verhogen (dan werkt de sensor sneller, minder lang meten maar dan zie je de flitsen gemakkelijker natuurlijk).

[debbes]

Heb het even snel doorgelezen en dacht aan het volgende.
Kan je niet 3 LDR's met een elk een kleurenfilter ervoor gebruiken als sensor. Was het eerste wat in me opkwam. Weet niet of het haalbaar/toepasbaar is.

[brinkdinges]

naftebakje schreef op woensdag 25 juli 2007 @ 16:50:
[...]
Kortom: Als je 1 lx (= 1 lm/m²) groen licht (golflengte rond de 550 nm) op die sensor laat vallen, zit je met de grootste responstijd, de blauwe en rode sensor zijn pas na ongeveeer 1/10e van een seconde belichten op de juiste waarde, de groene is na 1/55e van een seconde belichten op zijn juiste waarde. Je zal dus inderdaad de flitsen van de verlichting zien, tenzij je het aantal lumen flink gaat verhogen (dan werkt de sensor sneller, minder lang meten maar dan zie je de flitsen gemakkelijker natuurlijk).

Ik vond de samplefrequentie ook al een vreemde waarde, maar die klopt dus niet. Bedankt voor het ophelderen.
Je hebt hierboven wat waardes opgesomd, maar ik zit vooral met de vraag of die verlichting echt nodig is. Bij gewoon daglicht moet hij werken, maar het liefst ook bij schemering of in het donker. Ik denk dat ik dan wel echt verlichting nodig heb

debbes schreef op donderdag 26 juli 2007 @ 09:39:
Heb het even snel doorgelezen en dacht aan het volgende.
Kan je niet 3 LDR's met een elk een kleurenfilter ervoor gebruiken als sensor. Was het eerste wat in me opkwam. Weet niet of het haalbaar/toepasbaar is.

Ik denk dat dit veel minder goed werkt, omdat het allemaal veel minder precies is. Zo'n ic is er speciaal voor ontwikkeld, door mensen met meer kennis dan wij Als ik de frequentie van het ic kan omzetten in een spanning (met een ander ic) heb ik dezelfde data.

[Verwijderd]

Sixteen photodiodes have blue filters, 16
photodiodes have green filters, 16 photodiodes have red filters, and 16 photodiodes are clear with no filters.

Anders hadden ze dat wel gedaan ja

[Fuzzillogic]

debbes schreef op donderdag 26 juli 2007 @ 09:39:
Heb het even snel doorgelezen en dacht aan het volgende.
Kan je niet 3 LDR's met een elk een kleurenfilter ervoor gebruiken als sensor. Was het eerste wat in me opkwam. Weet niet of het haalbaar/toepasbaar is.

Dat hangt dan helemaal van de gebruikte kleurfilters af. Het menselijk oog heeft oog maar 3 verschillende receptoren voor kleur, dus meer signalen dan dat zul je niet krijgen. De truuk is om dan filters te vinden die per LDR dezelfde golflengtes in dezelfde intensiteit doorlaat als de menselijke receptoren.

[brinkdinges]

Verwijderd schreef op zaterdag 28 juli 2007 @ 12:33:
[...]

Anders hadden ze dat wel gedaan ja

Ik snap niet helemaal wat ik met deze post moet? Ik weet dat ze er gewoon photodiodes in hebben zitten, maar deze zijn gewoon speciaal gekozen en finegetuned enzo.

Fuzzillogic schreef op zaterdag 28 juli 2007 @ 13:03:
[...]

Dat hangt dan helemaal van de gebruikte kleurfilters af. Het menselijk oog heeft oog maar 3 verschillende receptoren voor kleur, dus meer signalen dan dat zul je niet krijgen. De truuk is om dan filters te vinden die per LDR dezelfde golflengtes in dezelfde intensiteit doorlaat als de menselijke receptoren.

Dan moet ik weer gaan prutsen met ldr's en filters, nee dankje Ik wil gewoon voor een IC gaan, deze in tweevoud gebruiken voor terugkoppeling, en het geheel vrij eenvoudig aansturen. Ik had alleen gehoopt dat er meer mensen iets met hun sensor gedaan hadden, en mij wat over hun ervaring konden vertellen.

[debbes]

Fuzzillogic schreef op zaterdag 28 juli 2007 @ 13:03:
[...]
De truuk is om dan filters te vinden die per LDR dezelfde golflengtes in dezelfde intensiteit doorlaat als de menselijke receptoren.

Maar kan je dit dan niet in de elektronica zelf afstemmen?
Zie ook http://nl.wikipedia.org/wiki/Kleur