Pukovnik Džon De Morgan je, kao i njegovi preci u prošlosti, bio u službi Istočno-Indijske kompanije, kada je 1806. godine, 17. juna u Madrasu, u Indiji, dobio svoje peto dete, sina Avgustusa. Majka ovog mališana, Elizabet Dodson De Morgan, bila je rođaka Džejmsa Dodsona, tvorca tablice antilogoritama, što će za mnoge biti objašnjenje zametka budućeg Avgustusovog talenta. Ubrzo posle rođenja dečak je izgubio vid na desnom oku, a sa samo sedam meseci iskusio je sve „čari“ prekookeanske plovidbe, kada se cela porodica vratila u Englesku.

Sa deset godina, Avgustus ostaje bez oca, tako da brigu o porodici preuzima gospođa Elizabet. Svoje osnovno obrazovanje dečak stiče u nekoliko privatnih škola, a kasnije postaje polaznik Oksfordskog Oriel koledža. U ranom periodu mnogo više vremena De Morgan provodi izučavajući klasične nauke. Do svoje četrnaeste godine odlično je vladao latinskim i starogrčkim jezikom i osnovama hebrejskog. Ovakve njegove aspiracije u ranoj mladosti navode njegovu majku, inače aktivnu članicu Anglikanske crkve, da počne da nagovara sina da se posveti svešteničkom pozivu, ali bezuspešno… Verovatno je ovakav pritisak majke ostavio dubok trag na mladog Avgustusa i čini osnov njegove duboke odbojnosti prema kleru i religiji uopšte.

Talenat i sklonost matematici kod De Morgana ispoljila se relativno kasno, tek u četrnaestoj godini. Naime, dok je radio domaći zadatak koji se odnosio na Euklidovo delo, porodični prijatelj je zapazio da se on veoma vešto snalazi u svetu geometrije i matematičkih proračuna i uputio ga je na dodatna predavanja. Tako 1823. Avgustus postaje polaznik Triniti koledža na Kembridžu, gde započinje svoje studije matematike. Njegovu pažnju su u ovom periodu, osim matematičkih problema, okupirale i knjige; a bavio se, veoma uspešno i sviranjem flaute. 1827. završava studije sa tutulom Bechelor of Arts. U njemu je postojao potencijal koji bi mu lako omogućio viša akademska zvanja, ali bilo je formalnih prepreka. Reč je o teološkom testu, koji je na većini Britanskih Univerziteta tog doba bio obavezan uslov za sticanje Master zvanja. De Morgan se usprotivio ovakvom sistemu i prosto odbio da mu se podčini nikad ne položivši taj test.

Međutim, sreća je bila naklonjena De Morganu, tako da je ubrzo po odlasku sa matičnog univerziteta dobio posao profesora na novonastalom Londonskom univerzitetu (kasnije poznatom pod nazivom University College London), koji je nastao kao opozit tradicionalističkim Univerzitetima i nije obavezivao polaznike na polaganje teološkog testa. Sa dvadeset dve godine De Morgan postaje profesor matematike.

I to kakav profesor! Njegovo uvodno predavanje iz 1828. „O izučavanju matematike“, u kom se naglašava trajna vrednost stalnog mentalnog obrazovanja se i danas često citira, naročito u SAD. Na ovom radnom mestu De Morgan je ostao sve do 1866. godine kada se povukao zbog nesporazuma sa upravom, koji je nastao zbog mešanja klera u rad Univerziteta. Inovativni metod nastave koji je primenjivao koristi se i danas; oko sat vremena je trajalo njegovo predavanje tokom kog je pomoću primera pokušavao da objasni učenicima matematičke principe i zakone, a na kraju časa bi im zadavao problemske zadatke koje su bili dužni da reše do sledećeg časa (pre De Morgana nastava se sastojala iz višečesovnog teoretisanja, tako da je ovaj način rada predstavljao svojevrsnu revoluciju).

Tridesetih godina XIX veka De Morgan počinje da objavljuje svoje radove, kako samostalno, tako i u okviru „Društva za širenje korisnih znanja“, koje je osnovao isti krug ljudi koji je stojao iza utemeljenja Londonskog Univerziteta. U „Peniciklopediji“, izdanju Društva, koje je imalo za cilj da što široj masi stanovništva znanje načini pristupačnim, De Morgan je napisao gotovo šestinu od ukupnog broja članaka. Njegovi radovi nisu bili samo iz oblasti matematike, već i biologije, astronomije, fizike i istorije. Istorija je bila njegova velika ljubav, naročito istoriju života velikih matematičara. Iz ove ljubavi se izrodila „Aritmetička knjiga“ u kojoj su, pored ostalih, objavljene i biografije Njutna i Halaja.

U oblasti matematičke logike i algebre De Morgan je dao više nego značajan doprinos. Između ostalog zaslužan je za definisanje naziva i principa matematičke indukcije; formulisanje pravila za određivanje konvergencije matematičke serije; načinio je prvi pokušaj preciznog matematičkog određenja limesa; postavio je teoriju verovatoće događaja u životu, koju danas koriste mnoga osiguravajuća društva; objavio je „Almanah punih meseca od 2000. p.n.e do 2000 n.e… Ali ono po čemu je najpoznatiji je njegovo delo „Formalna logika, ili račun zaključivanja, nužnosti i verovatnoće“, izdato 1847. godine, u kom iznosi svoj koncept kvantifikacije predikata i time ruši dotadašnju Aristotelijansku logičku postavku. Ovde, takođe, objavljuje i svoj sistem notacije simbola u logici i svoje čuvene De Morganove zakone.

Pored svoje okupacije poslom, Avgustus je imao vremena i za svoju veliku porodicu koju je oformio sa Sofijom Elizabet Frend, ćerkom svog prijatelja Vilijama, kod kog je često boravio zajedno sa drugim velikim umovima svog doba, Danijelom Defoom i Isakom Votsom. Porodica De Morgan brojala je sedmoro dece – tri kćeri i četiri sina. Nažalost, troje dece je imalo kratak životni vek, tako da su ih roditelji nadživeli. Među njima je bio i najpoznatiji sin Avgustusa De Morgana, Džordž, osnivač i sekretar „Matematičkog društva“ u Londonu, koje je nastalo kao opozit Kraljevskom društvu, usled nezadovoljstva njihovim radom. Oca je postavio za prvog počasnog predsednika. Međutim, ova saradnja je bila kratkog veka; posle sinovljeve smrti 1867. Avgustus se u potpunosti povlači iz javnog života.

Ceo svoj život proveo je nad knjigama, bilo svojim ili tuđim. Njegova privatna biblioteka brojala je preko 3000 knjiga, uglavnom retkih i nepoznatih javnosti. Razonodu je pronalazio u muzici, ili rešavanju paradoksa, zagonetki ili slagalica.

Preminuo je od posledica iscrpljenosti i umora 18. marta 1871.u 65-oj godini života. O njegovom životu i karakteru najbolje svedoče reči Lorda Rajnarda, njegovog prijatelja i saradnika iz „Kraljevskog društva za astronomiju“: „Bio je najljubazniji i najučeniji među nama ; blag prema svakom ko bi mu prišao, nikada ne zaboravljajuči kakav učinak slabost ima na snagu.“

De Morganova pravila danas imaju široku primenu u kreiranju različitih softvera.

TRS1722, TRS1755 i TRS1766 senzori proizvođača TAOS (Texas Advanced Optoeletronic Solutions) su visoko osetljivi reflektivni senzori crvene (630 nm), zelene (567 nm) i plave (470 nm) boje, respektivno, koji konvertuju intezitet svetlosti u napon. Svaka komponenta sadrži LED izvor bele svetlosti, fotodiodu sa postavljenim optičkim filterom boje, i transimpendansni pojačavač.

TCS230 je programabilni konvertor inteziteta obojene svetlosti u frekvenciju kombinovan sa podešljivim silicijumskim diodama i konvertorom struje u frekvenciju na istoj monolitnoj CMOS integrisanoj pločici.

Integrisani senzori TRS1722, TRS1755, TRS1766

Slika 1. Izgled i raspored nožica integrisanog senzora TRS1722

Izlazni napon je direktno proporcionalan intezitetu reflektovane svetlosti na fotodiodi kojoj je dodat intezitet svetlosti koji se može smatrati kao šum.

Može se primetiti da za razliku od prethodnog senzora koji meri prisustvo određene boje u svetlosti, ovaj senzor meri prisustvo određene boje ali u svetlosti odbijenoj od predmeta posmatranja. Pritom se vrši osvetljavanje pomatrane površine.

Svi funkcionalni delovi, kao što su fotodioda, operacioni pojačavač, komponente u povratnoj sprezi i filter boje, izrađeni su u monolitnoj integrisanoj MOS tehnologiji, kao i senzor opisan u prethodnom odeljku. Izvor svetlosti čini LED dioda i takođe ulazi u sastav integrisane komponente što naravno utiče na cenu gotove komponente. Izgled i raspored nožica komponente prikazani su na slici (sl. 1.).

Senzor se mogu napajati iz jednog izvora baterije, što je prednost komponente s obzirom na područje primene.

Funkcionalna blok šema uređaja je prikazana na slici (sl. 2.).

Slika 2. Funkcionalna blok šema senzora boje TRS1722

Integrisani senzor TCS230

Osnovne osobine Integrisanog senzor TCS230 su:

• visoka rezolucija konverzije inteziteta svetlosti u frekvenciju
• programabilni izbor boje koja se detektuje i puno skaliranje izlazne frekvencije
• direktna komunikacija sa mikrokontrolerom
• napajanje iz jedne baterije (2,7 V do 5,5 V)
• mogućnost isključivanja
• nelinearna greška tipično 0,2% na 50 kHz
• stabilni 200ppm/ºC temperaturni koeficijent

TCS230 je programabilni konvertor inteziteta obojene svetlosti u frekvenciju kombinovan sa podešljivim silicijumskim diodama i konvertorom struje u frekvenciju na istoj monolitnoj CMOS integrisanoj pločici. Prednosti ovakve realizacije su već pomenute u prethodnim tekstovima koje opisuju slične senzore boje kao sto su npr. TSLB257, TSLG257, TSLR257, TRS1722, TRS1755 i TRS1766, a tu su minijaturni izgled kao posledica izrade u monolitnoj CMOS integrisanoj tehnologiji i prihvatljiva cena u odnosu na druga rešenja što je posledica izrade senzora u ogromnim serijama.

Izgled i raspored nožica integrisanog senzora TCS230 prikazan je na slici 3.

Slika 3. Izgled i raspored nožica integrisanog senzora TCS230

Izlazni signal je pravougaona povorka impulsa (faktor ispune 50 %) čija frekvencija zavisi od inteziteta svetlosti. Izlazna frekvencija se može skalirati na jednu od tri moguće vrednosti preko par kontrolnih ulaznih nožica na komponenti.

Digitalni ulazi i izlazi su direktno kompatibilni za rad sa mikrokontrolerom i drugim logičkim kolima, što je vrlo bitno, jer se obrada informacija sa senzora najčešće vrši upravo pomenutim elementima.

Konvertor svetlosti u frekvenciju očitava 8×8 matricu fotodioda. Šesnaest fotodioda ima plave filtere, 16 fotodioda ima zelene filtere, 16 fotodioda ima crvene filtere, i 16 fotodioda su bez filtera. Četiri tipa fotodioda su ugrađene radi smanjivanja efekta nejednakosti slučajnog zračenja. Šesnaest fotodioda iste boje su paralelno povezane, a koji tip dioda se koristi može se podesiti preko odgovarajućih nožica na integrisanom kolu.

Funkionalna blok šema data je na slici (sl. 4.)

Slika 4. Funkcionalna blok šema senzora boje TCS230

Džordž Bul je rođen 15. septembra 1815. godine u Linkolnu u Engleskoj, u porodici ograničenih materijalnih mogućnosti. Majka Meri En bila je sobarica, a otac Džon obućar i veliki zaljubljenik u nauku. Najstarijeg sina Džordža dobili su posle devet godina braka, a nedugo zatim porodica Bul se uvećala za još tri člana (dva sina i jedna kćer).

Džordžovo školovanje počinje sa navršene dve godine, kada postaje polaznik Škole za decu trgovaca u Linkolnu. Bio je pravo čudo od deteta, o čemu svedoči i jedna interesantna priča iz ovog perioda po kojoj je mališan jednoga dana izostao iz škole i nakon dugog traganja pronađen je okružen masom oduševljenih ljudi u centru Linkolna. Dobacivali su mu teške i komplikovane reči, koje je on bez ikakvih poteškoća spelovao, slovo po slovo. Bio je nagrađen gomilom penija. Do sedme godine, Džordž je pohađao trgovačku školu i pod uticajem oca zavoleo je matematiku. Polaskom u Osnovnu školu razvija se njegova zainteresovanost za jezike i klasične nauke. Do četrnaeste godine savladao je latinski i starogrčki do perfekcije, i počeo samostalno da izučava francuski, nemački i italijanski jezik.

1831. Džon Bul je bankrotirao, tako da je mladi Džordž bio primoran da prekine svoje školovanje i potraži posao, kako bi izdržavao porodicu. Svo njegovo dalje obrazovanje i naučno usavršavanje bilo je plod njegove samoedukacije. Nakon što je radio kao asistent u nekoliko škola, 1834. sa samo devetnaest godina, Džordž osniva svoju školu sa internatom u Linkolnu, gde zapošljava celu svoju porodicu. Iako uspešan kao pedagog, njegovi prihodi još uvek nisu na zavidnom nivou, što ga ne sprečava da se bavi humanitarnim radom i obrazovanjem siromašnih. 1838. prelazi u Vedington, gde postaje upravitelj tamošnje akademije.

Bul se zainteresovao za matematiku još u detinjstvu, dok je sa ocem pravio razne optičke instrumente. Posmatrao je ovu nauku kao alatku za rešavanje mehaničkih problema. Kasnije samostalno otkriva prave mogućnosti matematike i počinje ozbiljnije da joj se posvećuje. Neki njegovi biografi navode da se ova ljubav rodila u njegovoj 17oj godini kao plod mističnog religijskog iskustva, u kom se Bog obratio Bulu i otkrio mu principe po kojima se u našem umu odigrava proces mišljenja. Matematika se Džordžu učinila kao najpogodnija da izrazi ovo božije proviđenje.

1838. objavljuje prvi naučni rad u kom je analizirao diferencijalne jednačine (šest godina kasnije dobija medalju Kraljevskog društva za ovo delo). Kao osnova i inspiracija poslužili su mu radovi Laplasa i Lagranža. Veliku podršku pružao mu je i Gregori Dankan, urednik matematičkih novina na Kembridžu, koji je ohrabrio Bula da nastavi sa izučavanjem algebre i redovno objavljuje svoje radove. 1842. godine Bul ostvaruje tesnu saradju i sa Augustusom de Morganom, koji ga takođe podstiče da nastavi sa svojim radom.

U naučnim krugovima reputacija Bula naglo je porasla, a usledilo je i formalno akademsko priznanje nakon što je 1845. godine postavljen na mesto profesora matematike na Kraljevskom koledžu u Korku u Irskoj (danas Univerzitetski koledž Kork).

Najvažniji doprinos koji je Bul dao modernoj nauci je njegovo delo pod nazivom „Istraživanje zakona misli na kom se zasniva matematička teorija logike i verovatnoće“, izdato 1854. On je predpostavio da logički iskazi mogu da se predstave kao algebarske jednačine koje će preko operacija sa simbolima obezbediti tačan metod logičke dedukcije. Bulova algebra (kako se danas popularno naziva) postavlja osnove za analizu vrednosti logičkih iskaza, jer ih svodi na dvovrednosne karaktere koji mogu biti tačni ili pogrešni. Ovaj novi pogled na logiku i matematiku otvoriće naučnicima pregršt novih mogućnosti, koje naučna javnost u prvo vreme neće u potpunosti shvatiti. Sve do 1837. godine, Bulova postavka smatrana je izuzetnim teorijskim dostignućem; međutim, te godine je mladi student MIT-a (Massachusetts Institute of Tehnology) Klod Šenon konačno pronašao praktičan način da je efikasno primeni u radu električnih kola. Nauka je najzad bila spremna za pravu primenu i veličinu Bulove algebre.

Vratimo se u XIX vek… Džordž Bul je nakon svog velikog „otkriča“ nastavio da razrađuje svoju postavku uz pomoć svoje mlade supruge Meri Everest. Meri je bila sedamnaest godina mlađa od Džordža, što nije bila prepreka njihovom daljem radu u oblasti matematike, a naročito ne njihovom skladnom braku u kom su izrodili pet kćeri. Interesantno je da je Merin ujak Džordž Everest, istraživač, čije ime nosi najviši vrh na svetu – Mont Everest.

Bul je dobio još mnoge značajne nagrade i priznanja, a 1857. godine postao je i član Kraljevskog društva u Londonu.

Umro je 1864. godine, u 49-oj godini života. Uzrok njegove prerane smrti bilo je zapaljenje pluća, koje se razvilo usled prehlade. Naime, kuća u kojoj su Bulovi živeli bila je oko 3 km udaljena od Koledža, tako da je Džon svakoga dana pešačio do tamo. Čak ga ni kiša ili loši vremenski uslovi nisu sprečavali u tome. Jednom prilikom je po pljusku otpešačio do Koledža i tako mokar održao svoje dvočasovno predavanje. Usledila je prehlada, od koje bi se verovatno oporavio, da ga supruga nije lečila svojim specifičnim homeopatskim metodama – polivala ga je kofom vode svakog dana i ostavljala ga da leži u mokroj postelji, vodeći se devizom: „Kada se od vode razboliš, od vode i ozdraviš“.

Bulova algebra predstavlja osnovni princip rada svih digitalnih aparata koje čovek danas koristi. Sama pomisao na svet bez računara, mobilnih telefona i drugih digitalnih uređaja, ostavlja u nama veliku prazninu. Moderno čovečanstvo, iz tog razloga, ima da zahvali Džordžu Bulu na toliko toga.

Senzori boje se mogu napraviti od diskretnih komponenti (kao što su fotootpornici, fototranzistori i dr.) ili se mogu koristiti integrisani senzori boje. Na ovaj način senzori boje postaju sve manji, precizniji, pouzdani i jeftiniji. Robotika i različiti industrijski proizvodni procesi su u velikoj meri doprineli i dalje doprinose razvoju integrisanih senzora boje.

Rad mnogih senzora se zasniva na istim principima tj. na merenju intenziteta reflektovane svetlosti sa određene površine. Reflektovanu svetlost registruju fotodetektori najčešće poluprovodničke izrade. Razvoj tehnologije izrade integrisanih senzora boje tj. poluprovodničkih fotodetektora omogućio je da se intezitet svetlosti koristi sa sve većom efikasnošću.

U najvećem broju slučajeva boje koje se detektuju pripadaju grupi boja koju čine zelena, plava i crvena. Kombinovanom obradom signala sa senzora mogu se donekle detektovati i druge boje. Na primer prvi opisan senzor TSLB257 ima filtar koji propušta samo plavu boju, dok TSLG257 i TSLR257 imaju odgovarajući filtar za propuštanje zelene i crvene svetlosti respektivno.

Ovi jednostavni senzori firme TAOS (Texas Advanced Optoeletronic Solutions) mere intezitet svetlosti (sl. 1.), a kao izlazni signal se dobija napon koji zavisi od pomenutog intenziteta. Iako su ovde navedena tri senzora, oni se u suštini razlikuju samo po integralnom filteru boje.

Svi elektronski funkcionalni sklopovi, kao što su fotodiode, operacioni pojačavači, i komponente u povratnoj sprezi, izrađeni su u monolitnoj integrisanoj tehnologiji (Monolithic IC). Na ovaj način je postignuta velika osetljivost senzora i nizak nivo šuma optičkog konvertora svetlosti u napon. Proizvodnja u velikim serijama čini ovaj senzor prihvatljivim u pogledu cene.

Slika 1. Integrisani senzor boje TSLB257

Druge prednosti koje karakterišu ovaj senzor su:

• napajanje iz jedne baterije
• nizak nivo šuma (200 μVRMS tipično na 1 kHz)
• snažno potiskivanje napajanja (35 dB na 1 kHz)
• kompaktno plastično kućište sa tri nožice za povezivanje (sl. 1.)
• direktna zavisnost izlaznog napona od inteziteta svetlosti

Slika 2. Funkcionalna blok šema senzora boje TSLB257

Na slici (sl. 2.) je prikazana funkcionalna blok šema senzora boje. Senzor ima transimpedansno pojačanje od 320 MΩ sa poboljšanom stabilnošću ofseta napona i malom potrošnjom. Jasno je da su sve navedene osobine i parametri integrisanog senzora važni ne samo za ovaj već i za svaki drugi integrisani senzor.

Ovaj senzor je idealan za upotrebe kao što su kolorimetrija, proces kontrole štampanja, korekcija boje displeja i selektivno detektovanje svetlosti okoline.

Retina oka apsorbuje svetlost i šalje signale i osećaje mozgu. Osećaji nas obaveštavaju o osobinama svetlosti, kao što je boja.

Vizuelna oprema koju koristimo za posmatranje svetlosti i njenih osobina je ista kod svakog, i kada radi, radi veoma dobro. Nacionalna uprava za standarde (National Bureau of Standards) izračunala je da ljudsko oko prepoznaje preko 10 miliona boja.

Veliki deo čovekovog života je vezan za boje i čovek je uvek bio fasciniran bojama. Čovek svoju stvarnost doživljava u velikoj meri na osnovu onoga što vidi. Često je određenim bojama pripisivano određeno značenje od religijskog do duhovnog karaktera. I danas su boje sastavni deo ljudskog života. Ljudsko oko je skoro savršen senzor boje. To znači da se u procesu proizvodnje koristi čovek kao osnovno merodavno sredstvo kada su u pitanju boje i njihovo raspoznavanje. U cilju usavršavanja pre svega industrijske proizvodnje i mnogih drugih procesa vezanih za boje, izmišljeni su prvi elektronski uređaji za raspoznavanje boja. Predmet ovog rada je upravo jedan takav uređaj.

Osnovno o bojama

Vidljiva svetlost je elektromagnetni talas u opsegu talasnih dužina od 400 nm – 700nm. To je samo mali deo svih postojećih talasnih dužina. Svetlost koju mi vidimo nije jedna talasna dužina već kombinacija mnogo talasnih dužina. Na sledećoj slici (sl. 1.) data je spektralna raspodela snage vidljive svetlosti tj. spektar nekoliko tipičnih izvora svetlosti.

Spektralna raspodela snage (spectral power distribution – SPD) pokazuje precizno odziv boje od izvora svetlosti u vidu razinskog dijagrama energije prisutne na svakoj talasnoj dužini unutar vidljivog spektra. SPD dijagram sunčeve svetlosti u podne, na primer, jasno pokazuje izuzetno balansiran izvor svetlosti. Sve talasne dužine vidljive svetlosti su prisutne i približno su jednake. U odnosu na veštački izvor svetlosti, sunčeva svetlost predstavlja veliku količinu energije u plavom i crvenom delu spektra. SPD dijagrami mogu biti veoma korisni za razumevanje različitih izvora svetlosti.

Slika 1. Izgled spektralne raspodele snage za nekoliko tipičnih izvora svetlosti

Slika 2. Funkcija svetlosne efikasnosti ljudskog oka

Slika 3. Odziv ljudskog oka na dnevnu svetlost

Ljudsko oko radi u osnovi kao kamera. Svaki neuron je ili štapić (rode) ili konus (cone). Samo konusni neuroni su osetljivi na boju. Čovek poseduje u oku specijalne ćelije za detoktovanje boja. Te ćelije se još nazivaju i konusi zbog njihove sličnosti sa pomenutim geometrijskim predmetom. Postoje tri vrste konusa i to konusi za tri osnovne boje: crvenu, zelenu i plavu. Svaka od ovih ćelija različito reaguje na frekvenciju spoljašnje svetlosti. Slike (sl. 2.) i (sl. 4.) pokazuju spektralnu osetljivost konusnih ćelija i svetlosnu efikasnost ljudskog oka (sl. 3.).

Slika 4. Spektralna osetljivost konusnih ćelija na odgovarajuću osnovnu boju

Signal boje dolazi do mozga kao rezultat rada konusnih ćelija za tri osnovne boje posmatranog spektra. Taj signal se može predstaviti pomoću tri vrednosti (f 1):

(f 1)

gde je E spektralna raspodela snage i S funkcija spektralne osetljivosti.

Slika 5. Spektralna raspodela snage E(λ)

Boja se može predstaviti kao suma tri boje. To znači da boje formiraju trodimenzionalni vektorski prostor. Sledeći grafici pokazuju izgled tri osnovne boje potrebne za predstavljanje svih talasnih dužina vidljivog spektra.

Slika 6. Optimalan izgled spektralne osetljivosti potrebne za sintezu svih boja vidljivog spektra

Negativne vrednosti pokazuju da se neke boje ne mogu tačno proizvesti jednostavnim dodavanjem osnovnih boja. Za laku sintezu boja potrebno je da sve vrednosti sa grafika budu pozitivne. Zato je međunarodna komisija za osvetljenje (CIE – Commission Internationale de L’Eclairage) 1931. godine definisala tri standardne osnovne boje (X,Y,Z). Osnovna boja Y je namerno izabrana da bude identična kao funkcija svetlosne efikasnosti ljudskog oka. Sledeći grafici pokazuju vrednosti X,Y, i Z potrebnih da se tačno reprodukuje bilo koja boja iz vidljivog spektra.

Slika 7. CIE funkcije spektralne osetljivosti

Osnovne boje se sada mogu predstaviti pomoću sledećih formula (f 2):

(f 2)

Sve vidljive boje su u «potkovici» oblikovanom konusu u X-Y-Z prostoru. Ako posmatramo ravan X+Y+Z=1 i njenu projekciju na X-Y ravan, dobijamo CIE dijagram boja (CIE chromaticity diagram) koji je dat na slici (sl. 8.).

Ivice predstavljaju čiste boje tj. sinusoidne talase sa odgovarajućom frekvencijom. Bela boja se nalazi na mestu tačke (sl. 8.), a emitovana bela svetlost je ista kao da je emituje crno telo na temperaturi od 6447 K.

Prilikom dodavanja, bilo koje dve boje (odnosno tačke na CIE dijagramu boja) rezultujuća boja, odnosno tačka se nalazi na liniji između tih tačaka.

Za nalaženje i predstavljanje komplementarnih boja koristi se Lab (L*a*b) model, gde je L osvetljenje (Luminance), „a“ rastojanje između zelene i crvene, a „b“ rastojanje između plave i žute boje (sl. 9.).

Slika 8. CIE dijagram boja

Slika 9. LAB model

Diplomski rad: Sanja Stupar – Senzor za detekciju boje,

Fakultet tehničkih nauka, Novi Sad, 2006. godina

Tehnologija automatizacije je odavno prisutna u svim segmentima industrijske proizvodnje. Danas postoje fabrike koje poseduju potpuno automatizovani proizvodni proces ukljućujuči i postupak recikliranja proizvoda. Zahtevi tržišta u pogledu kvantiteta i kvaliteta određenog proizvoda se povećavaju. Fabrike sve više nastoje da poboljšaju svoje proizvodne kapacitete kroz nove tehnologije i postupkom recikliranja proizvoda direktno utiču na smanjenje troškova i zastitu životne sredine.

Ovogodišnji zadatak treba da upozna takmičare sa potencijalnim problemima iz oblasti automatizacije kroz prakičnu realizaciju jednog proizvodnog procesa. Naglasak će biti na izdvajanju proizvoda radi recilaže jer je to danas jedan od najbitnijih procesa u automatizovanoj proizvodnji.

Na takičenju će se koristiti sledeća oprema

• Procesorska jedinica : Razvojni sistem EasyARM sa mikrokontrolerom Philips LPC2148 i GLCD 64×128
• Aktuatori za pokretanje trake: jedan DC motor RB35
• Aktuatori za uklanjanje proizvoda sa trake: servo ili DC motor male snage
• Čitač bar-koda: WEB kamera minimalne rezolucije 640×480
• Lokana kontrola pokretne trake: PLC uređaj firme Omron za čije se programiranje koristi CX programer
• Senzor detekciju: infracrveni blizinski senzor SHARP 2DI20X F 88

Konkretan zadatak za takmičenje biće predstavljen na otvaranju takmičenja 26. oktobra 2009. godine.

Detalje sa prethodnih takmičenja možete videti na zvaničnom sajtu: http://www.dee.uns.ac.rs/hs-ns/

Karakteristika LED je ista kao kod običnih p-n spojeva s tom razlikom da je pad napona u provodnom režimu kod LED veći (tipično 1,2 do 4,3V). Talasna dužina emitovane svetlosti zavisi od širine energetskog procepa između provodnih zona poluprovodnika N i P tipa.

Slika 1. LED, ultrabrihgt diode

Proizvodnja LED se rapidno promenila osamdesetih godina kada su se prvi put pojavile visoko-efikasne GaAlAs i ultrasvetle InGaAlP LED. Sve primarne boje (RGB) su postale dostupne, sa pouzdanošću istom ili boljom od drugih tehnologija. Površinske LED su postale dostupne u jednobojnom (uključujući i belu), dvobojnom (obično crvena i zelena), i trobojnom obliku. Ove visokoefikasne i ultrasvetle LED se koriste kao pozadinsko osvetljenje za LCD panele , kod panela različite opreme, i u unutrašnjosti kod tabli za obaveštenja. LED se koriste i kao osvetljenje za bliceve kamera kod mobilnih telefona.

Iako po svemu nalikuju na obične jednobojne LED, »ultrabrihgt« diode su karaktristične po zračenju svetlosti koja se može smatrati »belom« svetlošću (slika 1.). Postoje esenijalno dve tehnologije za dobijanje bele svetlosti od LED. Jedan način je da se ugrade crveno, zeleno i plavo kućište veoma blizu jedno do drugog na istom pakovanju (slika 2.) i da se proporcionalno pomešaju svetlosti tako da omoguće ljudskom oku osećaj bele svetlosti. Sa slike se vidi da je zelenih dioda najviše jer su prilikom izrade najlošijeg kvaliteta.

Slika 2 . Bela svetlost

Zbog različitog kvaliteta izrade LED za datu boju javlja se nejednaka raspodela spektra.

Osim samog načina proizvodnje mana ovog rešenja je i visoka cena. Ipak ove LED su popularne kod upotrebe za LCD panele jer omogućavaju promenu boje pozadine.

Slika 3 . Nejednaka raspodela spektra LED

Jeftiniji pristup sadrži fosfor sa plavom LED koji apsorbuje deo od plave svetlosti i zrači sekundarne boje do probližno bele svetlosti. Iz spektra svetlosti se vidi da je plava boja najviše zastupljena (slika 3.). Neke ranije bele LED konstruisane prethodnim postupkom su se koristile za osvetljenje kod mobilnih telefona.

Do 2000 godine ultrasvetle LED su imale pad napona od 4 do 4,2 V u direktnom režimu. Proizvođači mobilnih telefona su zbog toga morali imati ugrađeni DC-DC pretvarač koji od litijumskih baterija od 3,6 V povećava napon za rad LED. Bele LED se sada prizvode sa padom napona od 3 do 3,1 V što omogućava proizvođačima mobilnih telefona da direktno iz baterije pogone LED za pozadinsko osvetljenje.

Glavni razlozi zašto se za osvetljavanje predmeta koristi bela ultrasjana LED su:

• mogu se napajati iz izvora od 5V
• imaju visok sjaj (tipično preko 4000 mcd)
• mala potrošnja
• kontinualan rad od 100 000 časova (11 godina)
• ugao prostiranja svetlosti od 15 do 45 stepeni u zavisnosti od modela
• ugrađena zaštita od pogrešnog priključivanja

U narednom projektu opisan je jednostavan drajver za pogon jednosmernih motor koji poseduje mogućnost promene smera obrtanja vratila jednosmernog motora, merenje i regulaciju brzine kao i softversko ugrađenu P regulaciju brzine obrtanja.

Realizovan drajvera za pogon jednosmernog motora koristi AVR mokrokontroler AT90S2313. Za promena smera obrtanja vratila koristi se relej. Dok PWM pobuda pogoni mosfet BUZ11. Mikrokontroler se koristi za regulaciju brzine obrtanja vratila na osnovu signala sa enkodera motora i upravlajčkih signala o zeljenoj brzini obrtanja od strane nadređenog mikrokontrolera.

U mikrokontroleru AT90Ѕ2313 upisan je program koji na osnovu ulaznih podataka generiše PWM. Pošto postoje dve fizičke linije, broj mogućih brzina je četiri. To znači da mikrokontroler programski stvara PWM sa četiri različita faktora ispune. Faktor ispune PWM-a se može menjati za svaku brzinu. Deo programa u mikrokontroleru reguliše brzinu obrtanja motora za zadatu brzinu sa nadređenog kontrolera. Regulator je jednostavan i proporcionalnog je tipa

u(kT)=u(kT-1) + K(V_REF – V_STVARNA )

Smer obrtanja vratila se menja upravljačkim signalom od strane nadređenog mikrokontrolera.

Detaljan opis hardvera i softvera je opisam u dokumentu: Note: There is a file embedded within this post, please visit this post to download the file.

Sors kod se može preuzeti ovde: Note: There is a file embedded within this post, please visit this post to download the file.

Projekat realizovala Maja Knežev.

Doba progresa i poodmakle informatičke revolucije nateralo nas je da zanemarimo i zapostavimo mnoge stvari koje nas okružuju. Tako je računar, koji je do pre desetak godina bio „apstraktan pojam“ za mnoge od nas, danas postao alatka bez koje ne možemo da zamislimo svoj radni dan ili časove odmora i razonode (najčešće oba). A da li smo se ikad zapitali kako i kada su računari postali mašine bez kojih ne možemo da živimo? Ili kako su nastali monitor, tastatura? A stvarčice u kućištu da i ne spominjem! Možda i jesmo, ali je to bila samo prolazna misao.

Ja sam nekoliko puta bila zanesena ovom pričom, ali nikada nisam imala dovoljno vremena da se zaista posvetim precima svog dragog kompjuterčića. A onda mi se pre nedelju dana pokvario miš! Kao prosečan korisnik računara, naravno da nisam mogla da se setim svih komandi sa tastature, a trebalo je da završim svoj projekat u narednih sat vremena… a bilo je već pola devet! Tada sam čvrsto obećala sebi (i svom računaru) da ću odvojiti vremena da saznam nešto više o mišu, ukoliko uspem da pronađem otvorenu prodavnicu računarske opreme, nabavim novog miša i završim rad na vreme… Uspela sam i evo, ispunjavam obećanje!

Razvoj i prvi dani

Prototip miša, kakvog danas držim u ruci, izgledao je kao prvi crtež Miki Mausa u odnosu na njegov današnji imidž. Bila je to drvena školjka sa nešto elektronike i dva metalna točkića u svojoj unutrašnjosti. Tvorac ove naprave bio je američki naučnik sa Istraživačkog Instituta Stenford, Daglas Engelbart. 1964. godine Engelbart i njegov tim su prezentovali rad na usavršavanju grfičkog korisničkog interfejsa (GUI), odnosno „prozora“, a usput su predstavili i spravicu koja omogućava lako upravljanje i snalaženje u ovoj sredini. „Indikator pozicije x-y za sistem prikaza“, još u laboratoriji je dobio nadimak miš, „jer mu je rep na kraju“, kako su govorili. Daglas Engelbart je, inače zaslužan i za razvoj Interneta, hipermedija, telekonferencija, e-maila i mnogih drugih pronalazaka, koji su računare približili običnim korisnicima i izveli ih iz uskih vojnih i naučnih krugova.

Jedan od članova tima dr Engelbarta, Bil Ingliš, nastavio je deset godina kasnije, da radi na usavršavanju miša. Uspeo je da mu poveća preciznost i pojednostavi sistem navigacije po ekranu, a metalne točkiće (od kojih prolazi jeza) zamenio je lopticom.

Put do slave

Miš je potom zaboravljen i zanemaren, u korist drugih uređaja za pokazivanje, poput kuglica za praćenje, džojstika ili svetlosnih olovaka, koji su bili dominantni do početka osamdesetih godina prošlog veka. Istorijski proboj i povratak miša najavio je Xerox 1981. godine izbacivši model 8010 Star Information System na tržište, prvi računar koji u paketu sadrži i miš. Međutim, zbog nedostatka aktivnih serijskih portova, miš je kao dodatak bio zanemaren, a još jedna prepreka bio je softver koji ga je potpuno ignorisao.

Pojavom Apple Macintosh računara 1984. situacija se iz korena menja. Stiv Džobs i Stiv Vozniak usudili su se da rizikuju i svoj operativni sistem maksimalno prilagode ovoj malenoj inovaciji. Svi znamo šta se kasnije dogodilo – Apple je postao jedan od vesnika nove ere. Ubrzo su svi ozbiljniji proizvođači računara počeli da nude miš kao standrdni deo svoje ponude.

Model miša sa jednim dugmetom (osim kod Macintosh računara) početkom 1991. godine zamenjuje miš sa dva tastera, a nedugo zatim, u prodaju se pušta i miš sa tri tastera. Microsoft se uključuje u trku nudeći miša i Windows 3.1 u paketu, sa objašnjenjem da jedno bez drugog ne mogu. U to vreme se prevazilazi klasična konekcija miša na računar putem serijskog porta i miš najzad dobija svoj PS/2 port.

Sredinom devedesetih miš dobija još jedan dodatak bez kojeg je danas nezamisliv, to je točkić. Još 1993. je Erik Majklman, šef razvoja Excell odeljenja u Microsoft-ovom Office departmanu, zapazio problem „kretanja“ unutra velikih datoteka i dokumenata. Razmišljajući na koji način da pojednostavi besomučno kliktanje i tipkanje, došao je na ideju da osmisli napravu koja će pojednostaviti skrolovanje i omogućiti korisniku da klizi kroz dokument. Probao je da realizuje ovu zamisao preko džojstika specijalizovanog samo za ovaj zadatak, ali ga je tim hardver inžinjera ipak ubedio da je dodatak mišu mnogo bolje i praktičnije rešenje. Tako su osmislili točkić i pronašli mu zgodno mesto, između tastera, gde se i danas nalazi. Verzija MS Office koja je izašla 1995. godine bila je u potpunosti prilagođena novom tipu miša.

Evolucija i opstanak

Ovoj osnovnoj verziji miša (kuglica, dva tastera i točkić) dodavano je kasnije mnogo toga. Najpre su iz bež i bele varijante izrasli crni, a potom miševi u boji. Broj dugmića se postepeno povećavao, prilagođavajući miša potrebama narastajućeg broja korisnika. Najdalje su otišli proizvođači miševa za ljubitelje igrica – pet tastera i dva točkića učiniće vas gospodarem svake FPS igrice. Evoluirla je komunikacija miša i računara, sa PS/2 porta prešlo na USB, a sve su prisutniji bežični miševi (bez repića) koji se na računar „kače“ putem blue tooth-a. Ni kuglica više nije aktuelna; zamenili su je laserski i optički senzori.

Korak po korak, miš kog svi znamo postaje deo istorije. Lagano ga zamenjuje bliski rođak koji samo podseća na njega. Od drvene skalamerije do spejsi optičkog obojenog bezrepog super miša prošlo je (samo) četrdeset godina. Nameće se pitanje da li su dobrom starom mišu dani odbrojani? Upravo kompanija koja mu je donela svetsku slavu, Apple, preti da njegov opstanak dovede u pitanje. Touch screen tehnologija koja je u iPod uređajima novije generacije dovedena do savršenstva, maksimalno pojednostavljuje rukovanje grafičkim softverima i smanjuje količinu kablova koji nas okružuju. Još jedan pretendent na mesto miša je Wii pad, sastavni deo nove Nintendo Wii konzole. Možda vam ovo još uvek izgleda kao beznačajna igračka za decu i ljubitelje igrica, ali pomislite samo na mogućnost njegove primene u ostalim sferama. Najsmeliji prognozeri razvoja informatičkih sistema već govore o kontroli gestima ili mimikom lica, koja bi obuhvatala sve segmente naših života, ne samo računare…

Epilog

Malo sam se zanela. Ipak, priča o mišu ima srećan kraj! Pomislite samo na sve blagodeti koje je čovečanstvu doneo razvoj modernih računara, a to bi bilo mnogo teže i napornije bez ove male spravice. Zato ovim člankom odajem počast MIŠU i verujem da ćemo nastaviti da ga „vozamo“ bar još par godina.

ASCII je skraćenica od engleskih reči: American Standard Code for Information Interchange, što u prevodu znači: američki standardni kod za razmenu informacija. Izgovara se aski i predstavlja numeričku reprezentaciju karaktera. Ti karakteri mogu biti @ ? ) = / & % $ a b c d … G H I J K …

Orginalna veličina podataka za predstavljanje ASCII karaktera je 7 bita. Iz toga sledi da je moguće kodovati 128 različita karaktera. Danas je u upotrebi prošireni ASCII kod koji se sastoji od 8 bita podataka, a sve češće se koristi unicode standard koji koristi više bajtova za kodovanje većeg broja simbola.

ASCII je zasnovan je na engleskom alfabetu i kontrolnim karakterima, te se stoga i sastoji iz dve grupe karaktera: printabilnih i kontrolnih karaktera.

Kontrolni karakteri

Naziv su dobili po ulozi kontrolisanja uređaja za prikaz informacija. Potreba se javila prilikom komunikacije dva uređaja da se na jednostavan način prenesu komande za formatiranje teksta i komande za kontrolu komunikacije. Korišćenje ovih karaktera u svom izvornom obliku sve više zastareva i manje se koristi.

Postoje 33 kontrolna karaktera i njihov spisak dat je u tabeli 1. Opis karaktera je ostavljen na engleskom jeziku iz raloga ne postojanja adekvatnih standarizovanih izraza na srpskom jeziku za sve pojmove.

Printabilni karakteri

Printabilni karakteri obuhvataju slova engleske abecede, cifre, znakove interpunkcije, prazninu između slova i nekoliko mešovitih simbola. Svi karakteri dati su u narednoj tabeli.

Strukturne karakteristike ASCII-ja

Prilikom kreiranja ovog standarda vođeno je računa o strukturi samog rasporeda karaktera i kako se pogodnijom strukturom mogu ubrzati određene operacije. Ovde ćemo predstaviti neke od tih pogodnosti koje vam mogu zatrebati u svakodnevnom programiranju.

• Decimalne cifre su u ovom standardu predstavljene sa prefiksom 011, ovo omogućuje jednostavno konvertovanje cifara iz BCD u ASCII i obrnuto.
• Razlika imađu malog i velikog slova je u jednom bitu. Na ovaj način omogućena je brza konverziju iz malih u velika slova i/ili obrnuto. Ovo je vrlo bitna činjenica, jer se na taj način pospešuje pretraživanje koje je imuno na veličinu slova.