Image30 (10)

Szkoła Konstruktorów ■

Rys. 14

400 fiOO flOO 700 800 9C0 1000 1100MI

Siłą rzeczy laki miernik, kolorów może pracować tylko w bardzo wąskim zakresie zmian jasności. Nie może mierzyć kolorów w każdych warunkach, ale... sprawdzi się przy jednym, ściśle określonym poziomie oświetlenia. I tu dochodzimy do bodaj jedynej koncepcji, która pozwoli sensownie zrealizować zadanie 118. Żeby zapewnić stały poziom jasności, trzeba całkowicie wyeliminować oświetlenie „obce”, oświetlić obiekt światłem o ustalonym natężeniu i dopiero wtedy badać zawartość składników RGB w świetle odbitym od obiektu. Dwa rozwiązania pokazuje rysunek 12. W pierwszym obiekt oświetlony jest przez źródło św iatła białego o szerokim spektrum, a odbite światło jest rozdzielane przez trzy filtry RGB i trafia do fotoelemen-tów. Źródłem światła może być np. żarówka halogenowa, ale nie wszystkie białe diody LED się do tego nadają.

W drugiej koncepcji źródłem światła są trzy diody LED, świecące nie razem, tylko po kolei. Wtedy nie potrzeba filtrów, wystarczy jeden fotoelement, a przełączanie można zrealizować ręcznie lub automatycznie. W obu omawianych przypadkach należy zagwarantować niezmienność parametrów źródeł światła w czasie.

W najprostszym przypadku można było zrealizować i zbadać układ z trzema przyciskami, trzema diodami LED i jednym fotoelc-mentem, na przykład fotorezystorem, I oczy-

hArianfe powierzchnia Rys. 12

wiście koniecznie trzeba całkowicie wyeliminować światło zewnętrzne. Należy tukże zapewnić. żeby czujnik „widział” wyłącznic światło odbite od badanego przedmiotu, żeby dioda LED ani trochę nie świeciła wprost na fotoelement. Można to zrealizować za pomocą czarnych. matowych rurek w systemie według rysunku 13.

Natomiast gdyby ktoś chciał rozpoznawać barwy obiektów w ich naturalnych warunkach, czyli badać nic światło odbite pochodzące z „wzorcowego źródła”, tylko światło normalnie emitowane (odbijane) przez tc elementy, napotka duże kłopoty. Musiałby, po pierwsze, zastosować przetwornik o bardzo dużym zakresie czułości, żeby pracować zarówno przy jasnym świetle, jak i w cieniu. Po drugie, powi nien mierzyć nie tyle jasność poszczególnych składowych RGB. tylko ich wzajemny stosunek. A to jest już bardzo trudne zadanie.

I jeszcze krótko o czujnikach światła. Większość uczestników nie wskazała, jakiego rodzaju „fotokomórki” należy zastosować. Tymczasem ma to duże znaczenie. Problem w tym, żc większość fotoelememów ma zupełnie inną czułość przy świetle czerwonym (większą) niż niebieskim (dużo mniejszą), a na dodatek najbardziej czuła jest na niewidzialne promieniowanie podczerwone Problem podczerwieni dotyczy zarówno pomiarów w „warunkach naturalnych”, jak też sposobu z rysunku 12a z żarówką, która przy okazji wytwarza mnóstwo promieniowania podczerwonego. Do pomiarów barw należy zastosować albo fotorezystory na bazie siarczku kadmu (CdS), albo specjalne fotodiody fabrycznie wyposażone w filtr światła widzialnego. Próba wykorzystania fototranzystorów czy „zwykłych” fotodiod wymagałaby dodatkowej kalibracji czułości poszcze-

Fot. 6 Fotodioda BPW21 gólnych barw. Rysunek 14 pokazuje porównanie krzywych czułości oka ludzkiego, „zwykłych” elementów krzemowych oraz krzemowej fotodiody ze specjalnym filtrem. Przykład takiej fotodiody do światła dziennego (BPW21) jest pokazany na fotografii 6.

Gratuluję nie tylko tym. którzy przysłali do mnie swoje rozwiązania hardzo trudnego zadania 118, ale także tym wszystkim, którzy zastanawiali się nad sposobami jego rozwiązania, ale me zdecydowali się przysłać prac.

Punktacja Szkoły Konstruktorów