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CAPTEUR DE COULEURS

Trés utiles pour suivre des lignes, différentier la couleur d'un objet, réaliser des capteurs de fin de course sans contact, les capteurs de couleurs sont trés présents en robotique. Par abus de langage, on parle de capteurs de couleurs, en réalité, nous devrions parler de capteurs d'intensité lumineuse. Ce type de capteur permet d'identifier deux type de surface ayant des réflections différentes : un noir mat et un blanc brillant par exemple.

Nous allons ici expliquer leur principe de fonctionnement. Nous présenterons un petit composant trés pratique pour ce genre de détection (le CNY70) accompagné d'un montage permetant de comparer deux surfaces aux réflections différentes.

 
oFonctionnement
 

Les capteurs de couleurs sont généralement réalisés à partir d'un couple emeteur / récepteur infrarouge. On utilise les infrarouges, car les capteurs sont plus petits, une led infrarouge suffit amplement. Mais aussi pour s'affranchir des problèmes dû à la lumière ambiante. Si on utilise un capteur dont la longueur d'onde se situe dans le visible, l'éclairage ambiant pourrait venir perturber le capteur. La lumière (naturelle ou artificielle) posséde aussi une composantes infrarouge qui pourra venir dégrader la fiabilité du capteur, nous en parlerons plus bas.

Voici le schéma de principe de la détection infra-rouge :

L'émeteur et le récepteur doivent être face à la surface à analyser. Si la surface est claire, les infrarouges seront réfléchies. Si la surface est mat ou foncée, les infrarouges seront absorbés. Dans le premier cas le récepteur détectera la présence d'infrarouge, et dans le second, le récepteur sera bloqué.

 
oCNY 70
 

Le CNY70 est un composant spécialement créé pour ce genre de capteurs. Il comporte un émeteur et un récepteur infrarouge. L'émeteur et le récepteur sont accordés sur la même longueur d'onde. L'émetteur est une diode infrarouge centrée sur la longueur d'onde 950 nm. Le récepteur est un phototransistor. Voici l'implantation d'un CNY70 :

 
oLe capteur de couleurs
 

Ce montage a été créé en 1998 afin de permettre à un robot de suivre une ligne et de se localiser sur le terrain.

Voici le schéma de fonctionnement :

On retrouve sur la gauche notre CNY70. L'émeteur est constament alimenté, une résistance de 100 ohms permet permet une émission puissante. La sortie du récepteur est connecté au Vcc par l'intermédiaire d'un résistance Pull-Up. Selon la luminosité infrarouge reçue sur la base du transistor, la tension sur la borne 3 du CNY70 va varier entre 0 et 5 Volts. Ce qui nous interresse ici est de dicerner deux états : réfléchi ou non-réfléchi. Nous allons utiliser un comparateur de tensions (LM393) pour comparer la tension reçue du photo-transistor avec une tension de seuil réglable grace au potentiomêtre R4. La sortie du comparateur est également reliée au Vcc grace à la résistance Pull-Up R3.

Pour régler le capteur, suivez la procédure suivante :

1. Placez le capteur sur la surface de type clair et relevez la tension Vc sur la borne 3 du CNY70
2. Placez le capteur sur la surface de type foncé et relevezla tension Vf sur la borne 3 du CNY70
3. Réglez R4 afin d'obtenir une tension de (Vc+Vf) / 2 sur la borne 3 de ce dernier.

Le schéma ci-dessus donne un 1 pour une surface claire et un 0 pour une surface foncée. Pour inverser la sortie, il suffit d'inverser les deux entrées du comparateur de tension V+ et V+.

Ce capteur fonctionne tés bien lorsque les conditions ambiantes restent invariables. La lumière artificielle ou naturelle comporte toujours une composante infrarouge. Il arrive que cette composante vienne perturber le bon fonctionnement du capteur. Pour éviter ce genre de problème, il faudrait moduler, ou coder, les signaux afin de les différentier de la composante continue de la lumière.

 
oQuelques liens
 
 
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