Bela svetloba je sestavljena iz sedmih barv. Ta barvni spekter svetlobe je znan kot VIBGYOR, kar pomeni vijolično, indigo, modro, zeleno, rumeno, oranžno in zeleno. Različne barve imajo različne valovne dolžine. Ko na predmete pade svetloba, predmet na podlagi lastnosti predmeta absorbira nekatere valovne dolžine, medtem ko se nekatere odbijejo nazaj. Te odsevne valovne dolžine dajo barvo predmeta, ki ga zazna človeško oko. Kombinacija valovnih dolžin v različnih razmerjih je ustvarila različne barve. Barvni senzor je naprava, ki se uporablja za zaznavanje barve. Ti senzorji lahko razvrstijo barvo predmeta na rdečo ali modro ali zeleno. Eden takih senzorjev je TCS3200.

Kaj je TCS3200?

TCS3200 je programabilni barvni pretvornik svetlobe v frekvenco. Ta modul lahko zazna barvo s pomočjo mikrokrmilnika. Glede na njihovo valovno dolžino lahko zazna najrazličnejše barve, kot so rdeča, modra in zelena. Za optimizacijo odčitkov senzorja je na voljo frekvenčno skaliranje.

TCS3200 vsebuje bele LED za osvetlitev površine predmeta, katerega barvo je treba zaznati. Izračuna se jakost svetlobe, ki jo predmet odbije nazaj. Pretvornik ustvari frekvenco, sorazmerno z intenzivnostjo, s pomočjo katere mikrokrmilnik napove barvo predmeta.

Za zaznavanje različnih barv se uporabljajo filtri, občutljivi na različne valovne dolžine. Običajno je rdeča barva zaznana za valovno dolžino 580nm, zelena za valovno dolžino 540nm in modra za valovno dolžino 450nnm.

Blokovni diagram TCS3200

Blok-diagram-of-TCS3200

TCS3200 je enojna monolitna CMOS IC. Sestavljen je iz nastavljivih silicijevih fotodiod in pretvornika toka v frekvenco. Fotodiode so razporejene kot matrika 8 × 8. Od teh fotodiode , 16 fotodiod ima modri filter, 16 fotodiod ima rdeč filter, 16 fotodiod ima zeleni filter, preostalih 16 fotodiod pa nima nobenega filtra.

Vse fotodiode iste barve so povezane vzporedno. Da bi čim bolj zmanjšali učinek neenakomernosti sevalne sevalne svetlobe, so štiri vrste fotodiod med seboj digitalizirane. Vse fotodiode so velike 110 μm × 110 μm.

Shema vezja TCS3200

Izhod TCS3200 je kvadratni val s 50% delovnim ciklom. TCS3200 je mogoče povezati s katerim koli mikrokrmilnikom neposredno z digitalnimi vhodnimi in digitalnimi izhodnimi zatiči. Z dvema krmilnima vhodnima nožicama je mogoče prilagoditi izhodno frekvenco v celotnem merilu.

Med štirimi različnimi vrstami fotodiod, prekritih s filtri, lahko vsako diodo aktiviramo z vhodoma za izbiro S2 in S3. Ko izberete diode z rdečim filtrom, se meri samo rdeča vpadna svetloba, preostala zelena in modra lučka pa se blokirata. Nato z merjenjem frekvence lahko zaznamo jakost rdeče luči. Z uporabo vhodov S0, S1 lahko nastavite faktor frekvenčnega skaliranja.

Za merjenje frekvence se uporablja 6. pin. Ta zatič je povezan z mikrokrmilnikom. Če želite določiti barvo predmeta, najprej nastavite vse vhodne nožice kot vhodne in izhodne nožice kot izhodne. Tu analogne nožice niso uporabljene. Nato nastavite želeno frekvenčno skaliranje tako, da nastavite nožice S0, S1 bodisi visoko bodisi nizko.

Zdaj, da zaznate barvo predmeta, aktivirajte vsako vrsto filter z uporabo izbirnih črt S2 in S3. Po aktiviranju filtra izmerite frekvenco, ustvarjeno na 6. zatiču, s pomočjo mikrokrmilnik . Ko sta zatiča S2 in S3 nizka, se aktivirajo rdeči barvni filtri in zazna intenziteta rdečih komponent predmeta. Podobno vožnja S2 nizka in S3 visoka zazna modro komponento, vožnja obeh S2, S3 do Visoke zazna zelene komponente predmeta. Vse te vrednosti se zberejo in primerjajo, da dobimo dejansko barvo predmeta. Okoljska svetloba lahko povzroči spremembe v meritvah, zato je treba senzor in predmet med merjenjem zaščititi pred zunanjo svetlobo.

0,01 μF do 0,1 μF kondenzatorji je treba uporabiti za ločevanje napajalnih vodov. Za odpornost na vhodni šum je potrebna električna povezava z nizko impedanco na izhodu naprave in ozemljitvi naprave. Če so na izhodu uporabljene črte, večje od 12 palcev, je potreben medpomnilnik.

Pin Diagram

Pin-Diagram-of-TCS3200

TCS3200 je na voljo na trgu kot 8-pinski LEAD SOIC paket D. Opis tega modula je podan spodaj -

Pin-1 in Pin-2 sta izbirni črti S0, S1. Ti zatiči se uporabljajo za frekvenčno skaliranje.
Pin-3, OE, je zatič za omogočanje izhoda. Ta pin je aktiven nizko.
Zatič-4, GND, je ozemljitveni zatič. Ta zatič je ozemljitev napajalnika.
Pin-5, VDD, je zatič napajalne napetosti.
Pin-6, OUT, je izhodni frekvenčni zatič. Ta zatič je povezan z mikrokrmilnikom za branje vrednosti.
PIn-7 in Pin-8 sta izbirni črti S2, S3. Ti zatiči se uporabljajo kot vhodi za izbiro vrste fotodiode.

Logika izbirne črte za frekvenčno skaliranje je spodaj -

“2 -bitna tabela resničnosti odštevalnika ”

Ko sta oba S0, S1 LOW, je naprava v načinu izklopa.
Ko je S0 LOW in S1 HIGH, bo skaliranje izhodne frekvence 2%.
Ko je S0 VISOKO in S1 NIZKO, bo skaliranje izhodne frekvence 20%.
Ko sta oba S0 in S1 VISOKO, bo skaliranje izhodne frekvence 100%.

Specifikacije

Nekatere specifikacije TCS3200 so naslednje -

Glavni bloki tega modula so senzorski čip TCS3200 RGB in 4 bele LED.
Štiri LED diode so namenjene zagotavljanju zadostnih svetlobnih pogojev za senzor med zaznavanjem barv.
Čip TCS3200 je sestavljen iz 8 × 8 nizov fotodiod, ki lahko zaznajo rdečo, modro in zeleno barvo.
Ta modul deluje na vhodni napajalni napetosti od 2,7 V do 5,5 V.
V tem modulu je prisoten digitalni vmesnik TTL.
Čip TCS3200 pretvori jakost svetlobe v frekvenco z visoko ločljivostjo.
Ta modul ne potrebuje ADC-ja za pridobivanje digitalnih vrednosti in ga je mogoče neposredno priključiti na digitalne nožice mikrokrmilnikov.
TCS3200 ima nastavljivo barvo in izhodno frekvenco v celotnem merilu.
Ta modul ima tudi funkcijo izklopa.
Območje delovne temperature tega modula je od -40 ° C do 85 ° C.
TCS3200 vsebuje filtre za rdečo, modro, zeleno barvo.
Ta modul vsebuje napako nelinearnosti 0,2% pri 50 kHz.
Modul TCS3200 ima stabilno koeficient temperature 200 ppm / ° C.

Aplikacije TCS3200

Nekatere aplikacije TCS3200 so navedene spodaj -

TCS3200 se uporablja za zaznavanje barve površin.
Ta modul najde uporabo v industriji, zdravstvu in proizvodnih obratih.
TCS3200 se uporablja v medicinskih diagnostičnih sistemih.
Za nadzor skladnosti RGB LED se uporablja TCS3200.
TCS3200 se uporablja za nadzor industrijskih procesov.
V laserskih robnih robovih se za zaznavanje barv uporablja TCS3200.
Za odkrivanje kroničnih ledvičnih bolezni se TCS3200 uporablja za analizo urina.
TCS3200 se uporablja v sistemih za razvrščanje sadja.
Intenzivnost modrega, rdečega, zelenega sevanja lahko izmerite s tem senzorskim modulom.
Za razvrščanje različnih vrst kovin se uporablja ta modul.
Živilska industrija uporablja ta senzor za razvrščanje sadja in zelenjave.
TCS3200 se uporablja tudi pri zobozdravstveni diagnostiki in za odkrivanje amoniaka.
Za načrtovanje sprejemnika svetlobe do frekvence v večbarvni komunikaciji vidne svetlobe se uporablja TCS3200.

Alternativni IC

Nekateri IC, ki so na voljo na trgu in jih je mogoče uporabiti kot alternativo TCS3200, so TCS3400, TCS34715, TCS35727 itd.

Pomembno je, da senzor med meritvami zaščitite pred zunanjo svetlobo, UV-sevanjem in IR-sevanjem. Ta modul uporabljajo tudi študentje tehnike in hobiji za oblikovanje različnih zanimivih in enostavnih projektov. Ta senzor je enostavno povezati s krmilniki, kot so Arduino , Raspberry Pi , itd ... Več podrobnosti o električnih značilnostih in postavitvi TCS3200 najdete v podatkovni list . Koliko časa je modul TCS3200 zaznaval barvo za vašo aplikacijo?