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Tecnología de los sensores de color

Los sensores de color detectan y distinguen los colores sobre los más diversos materiales y superficies. Con la ayuda de un receptor RGB, analizan la luz reflejada por un objeto y la descomponen en sus componentes espectrales para determinar el color. Esto permite un control del color, la detección de objetos y la clasificación fiables.

¿Cómo funcionan los sensores de color?

Los sensores de color iluminan objetos con luz blanca y miden la intensidad de la luz reflejada en las tres gamas espectrales: rojo, verde y azul. A partir de estas intensidades se obtienen tres valores de señal digitales que representan la intensidad física de la luz recibida en cada canal. La relación entre estos tres canales describe el color reflejado por el objeto. Las intensidades de los tres canales se comparan entre sí y, a partir de estas relaciones, se crea un perfil de color que se compara con referencias previamente programadas. Sobre esta base, el sensor conmuta cuando se detecta un color definido.

¿Por qué funcionan los sensores de color con luz blanca?

La luz LED blanca genera un espectro continuo. Esta luz es reflejada por el objeto y contiene todas las partes relevantes para la identificación del color. De este modo, cada color se ilumina bajo unas condiciones espectrales constantes. Además es posible una mayor velocidad de conmutación, ya que el sensor emite permanentemente el mismo color de luz y puede evaluarlo directamente.

¿Qué significado tiene RGB y HSL?

Los sensores de color registran la luz reflejada por una superficie y la convierten en un valor de color medible. Estos valores se pueden representar en diferentes espacios cromáticos, por ejemplo en el espacio cromático RGB o en el espacio cromático HSL. De este modo, los colores se pueden registrar, comparar y evaluar con precisión para el control de calidad o la detección de objetos.

Espacio de color RGB

RGB es la descripción técnica de un color a partir de las intensidades medibles de los tres colores básicos de la luz visible: rojo, verde y azul. Cada color visible se crea mediante la combinación de estos tres colores, por lo que se habla de un espacio de color aditivo. Si se mezclan los tres canales de color con la misma intensidad, se crean tonos de gris hasta blanco, mientras que un canal de color dominante da como resultado un color intenso y saturado.

Espacio de color HSL

HSL es una transformación de los valores RGB en una forma más cercana a la percepción humana y, por lo tanto, se puede utilizar de forma más intuitiva. En el espacio cromático HSL un color se describe mediante el tono (Hue), la saturación (Saturation) y el brillo (Lightness). El tono corresponde al ángulo de color respectivo en la rueda de color, como naranja, verde o azul, mientras que la saturación describe la intensidad de un color, desde un tono gris desaturado hasta un tono intenso y puro. El brillo indica el grado de claridad u oscuridad de un color, desde el negro hasta el blanco, pasando por un brillo medio.

¿Cómo se entienden los valores de señal de los sensores de color?

Las señales del canal RGB medidas son valores brutos del sensor y suelen estar en el rango de 0 a 1023. Estos valores deben distinguirse claramente de los colores RGB estándar normalizados (o colores sRGB), como se utilizan, por ejemplo, en la representación de imágenes. No es posible una conversión directa, ya que las señales dependen de la iluminación, la distancia del objeto, el material y el ángulo de incidencia. Por lo tanto, RGB constituye la base técnica de la detección del color y describe lo que el sensor mide físicamente. 

Para el procesamiento posterior, estos datos brutos RGB se convierten en el sensor en el espacio de color HSL. De este modo, las partes de color se pueden evaluar adicionalmente en función del tono de color, la saturación y la luminosidad. Esta conversión permite una interpretación perceptible del valor de medición y simplifica la parametrización: En lugar de valores de canal individuales, el tono, la intensidad del color y el brillo se pueden ajustar y evaluar de forma selectiva. 

Los sensores de color como el P1PF son sensores de detección, no medidores de color. Esto significa que verifican si existen o no perfiles de color aprendidos. Para garantizar una detección segura, debe haber una diferencia suficientemente grande entre los matices de color.

¿En qué se diferencian los sensores de color de los sensores de contraste con luz blanca?

Los sensores de color y los sensores de contraste funcionan básicamente según principios ópticos similares, pero se diferencian en la aplicación, el procesamiento de señales y la flexibilidad de la parametrización. 

Sectores típicos de los sensores de color

Industria del automóvil

Industria alimentaria

Industria del envasado

Industria de la impresión

Indicaciones para el montaje de sensores de color

Se recomienda un montaje ligeramente inclinado del sensor con un ángulo de hasta 10°. 
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