Sensor de Cor RGB

Dentro da família dos sensores ópticos, o sensor de cor RGB é um detector que separa a luz incidente em canais associados ao vermelho, verde e azul. A ideia evoluiu de matrizes simples de fotodiodos com saída em frequência, como o TCS3200, para conversores digitais com filtros, ADC, canal clear e bloqueio de infravermelho, como o TCS3472, e para sensores multiespectrais com mais bandas. O dispositivo mede a luz refletida por um objeto ou a luz emitida por uma fonte. Os valores brutos R, G e B não são uma cor universal. Dependem do espectro do iluminante, das curvas dos filtros, do ganho, do tempo de integração, da distância, do ângulo e da óptica. Para classificar um objeto, o sistema geralmente usa uma fonte LED controlada e geometria fixa. A luz ambiente é bloqueada ou compensada. Para medir iluminação, o sensor observa a fonte ou o ambiente e converte os canais em lux, cromaticidade, CCT ou outro índice por matriz calibrada. Um sensor RGB não possui automaticamente resposta igual ao observador padrão CIE 1931. Sensores tristimulus XYZ aproximam melhor as funções colorimétricas. Sensores espectrais com 8, 11 ou 14 canais permitem reconstrução mais robusta, mas custam mais e exigem calibração. A escolha depende da necessidade. Para distinguir peças vermelha, verde e azul numa esteira doméstica, RGB é suficiente. Para comparar qualidade de luz de LEDs e índice de reprodução de cor, não é. Em casa inteligente, o sensor pode ajustar o branco de uma luminária ao ambiente, detectar cor de um objeto, calibrar fitas RGBW, monitorar mudança de luz natural, identificar estado de LEDs de equipamentos, controlar horticultura ou compor uma câmera. Componentes como ams OSRAM TCS34725 entregam R, G, B e clear por I²C e incluem filtro de bloqueio IR. O filtro é importante porque fotodiodos de silício respondem ao infravermelho, que poderia elevar os canais sem corresponder à visão. O canal clear mede intensidade ampla e ajuda a normalizar. O tempo de integração e o ganho precisam evitar saturação. Sob luz forte, reduza; sob luz fraca, aumente. A resolução em 16 bits não significa 65.536 níveis úteis em todas as condições. O ruído e a saturação limitam. O cálculo de cromaticidade costuma normalizar: r=R/(R+G+B), g=G/(R+G+B). Isso reduz efeito da intensidade, mas não elimina o iluminante. Para cor de superfície, recomenda-se uma referência branca e uma preta, e calibração por amostras. Um LED branco integrado pode fornecer iluminação. A corrente e a temperatura do LED precisam ser estáveis. A distância deve ser fixa. Uma lente ou difusor define campo. Superfícies brilhantes produzem reflexo especular; texturas criam variação. O sensor deve ser inclinado ou usar geometria 45/0 conforme objetivo. Em luminárias, a temperatura altera o espectro. A calibração deve ocorrer na faixa. O sensor também pode detectar flicker por canal dedicado em modelos avançados, mas RGB comum não mede corretamente cintilação se a taxa é baixa. A interface I²C limita comprimento. Para instalação distante, usa-se microcontrolador local e protocolo robusto. Em ambientes externos, a janela deve manter transmissão e não amarelar. Poeira e condensação alteram. A automação precisa guardar raw data além do valor calculado para diagnóstico. Se a soma R+G+B é muito baixa, a cor normalizada é ruidosa. Se qualquer canal satura, o resultado é inválido. O firmware deve expor flags. A calibração por matriz 3×3 pode transformar RGB do sensor em XYZ aproximado sob iluminantes específicos. Fora deles, metamerismo aparece: dois espectros visualmente iguais podem produzir respostas diferentes, ou o contrário. Um sensor espectral reduz. A escolha entre RGB e espectral é custo-benefício. Para automação de conforto e classificação simples, RGB é adequado. Para metrologia de iluminação, use instrumento colorimétrico ou espectrorradiômetro rastreável.