Bílé světlo se skládá ze sedmi barev. Toto barevné spektrum světla je známé jako VIBGYOR, což znamená fialová, indigo, modrá, zelená, žlutá, oranžová a zelená. Různé barvy mají různé vlnové délky. Když na objekty dopadá světlo, na základě vlastností objektu se některé vlnové délky absorbují objektem, zatímco některé se odrážejí zpět. Tyto odražené vlnové délky dávají barvu objektu, který je detekován lidským okem. Kombinace vlnových délek v různých poměrech generovala různé barvy. Barevný senzor je zařízení, které se používá k detekci barev. Tyto senzory mohou klasifikovat barvu objektu na červenou, modrou nebo zelenou. Jedním z takových senzorů je TCS3200.

Co je TCS3200?

TCS3200 je programovatelný barevný převodník světlo-frekvence. Tento modul dokáže detekovat barvu pomocí mikrokontroléru. Může detekovat širokou škálu barev, jako je červená, modrá a zelená, na základě jejich vlnové délky. Pro optimalizaci odečtů ze snímače je k dispozici škálování frekvence.

TCS3200 obsahuje bílé LED diody pro osvětlení povrchu objektu, jehož barva musí být detekována. Vypočítá se intenzita světla odraženého zpět objektem. Převaděč vytváří frekvenci úměrnou intenzitě, pomocí které mikrokontrolér předpovídá barvu objektu.

Pro detekci různých barev se používají filtry citlivé na různé vlnové délky. Obvykle je červená barva detekována pro vlnovou délku 580 nm, zelená pro vlnovou délku 540 nm a modrá pro vlnovou délku 450 nm.

Blokové schéma TCS3200

TCS3200 je jediný monolitický IC CMOS. Skládá se z konfigurovatelných křemíkových fotodiod a měniče proudu na frekvenci. Fotodiody jsou uspořádány jako pole 8 × 8. Z nich fotodiody , 16 fotodiod má modrý filtr, 16 fotodiod má červený filtr, 16 fotodiod má zelený filtr a zbývajících 16 fotodiod nemá žádný filtr.

Všechny fotodiody stejné barvy jsou zapojeny paralelně. Aby se minimalizoval účinek nerovnoměrnosti dopadajícího ozáření, jsou interdigitovány čtyři typy fotodiod. Všechny fotodiody mají velikost 110 μm × 110 μm.

Schéma zapojení TCS3200

Výstup TCS3200 je obdélníková vlna s 50% pracovním cyklem. TCS3200 lze propojit s jakýmkoli mikrokontrolérem přímo pomocí digitálních vstupních a digitálních výstupních kolíků. Pomocí dvou ovládacích vstupních pinů lze škálovat výstupní frekvenci v plném rozsahu.

Ze čtyř různých typů fotodiod pokrytých filtrem lze každou diodu aktivovat pomocí vstupů pro výběr S2 a S3. Pokud jsou zvoleny diody s červeným filtrem, měří se pouze červené dopadající světlo a zbývající zelené a modré světlo je blokováno. Poté měřením frekvence lze zjistit intenzitu červeného světla. Pomocí vstupů pro výběr S0, S1 lze nastavit faktor škálování frekvence.

K měření frekvence se používá 6. kolík. Tento pin je připojen k mikrokontroléru. Chcete-li určit barvu objektu, nejprve nastavte všechny vstupní piny jako vstupní a výstupní piny jako výstup. Zde není použití analogových kolíků. Dále nastavte požadovanou změnu frekvence nastavením kolíků S0, S1 na vysokou nebo nízkou.

Chcete-li nyní zjistit barvu objektu, aktivujte každý typ objektu filtr pomocí výběrových řádků S2 a S3. Po aktivaci filtru změřte frekvenci generovanou na 6. kolíku pomocí a mikrokontrolér . Když jsou piny S2 a S3 nízké, aktivují se červené barevné filtry a detekuje se intenzita červených komponent objektu. Podobně řízení S2 low a S3 high detekuje modrou složku a řízení obou S2, S3 na High detekuje zelené složky objektu. Všechny tyto hodnoty se shromažďují a porovnávají, aby se získala skutečná barva objektu. Okolní světlo může způsobit změny v měření, takže senzor a předmět by měly být během měření chráněny před okolním světlem.

0,01 μF až 0,1 μF kondenzátory by mělo být použito pro odpojení napájecích vedení. Pro odolnost proti vstupnímu šumu je na výstupu zařízení a na zemi zařízení vyžadováno elektrické připojení s nízkou impedancí. Vyrovnávací paměť je vyžadována, pokud jsou na výstupu použity řádky větší než 12 palců.

Pinový diagram

Pin-Diagram-of-TCS3200

TCS3200 je na trhu k dispozici jako 8kolíkový balíček LEAD SOIC D. Popis kolíku tohoto modulu je uveden níže -

Pin-1 a Pin-2 jsou selekční řádky S0, S1. Tyto piny se používají pro změnu frekvence.
Pin-3, OE, je pin umožňující výstup. Tento pin je aktivní nízký.
Pin-4, GND, je zemnící pin. Tento pin je uzemnění napájecího zdroje.
Pin-5, VDD, je pin napájecího napětí.
Pin-6, OUT, je výstupní frekvence pin. Tento pin je připojen k mikrokontroléru pro čtení hodnot.
PIn-7 a Pin-8 jsou výběrové řádky S2, S3. Tyto piny se používají jako vstupy pro výběr typu fotodiody.

Logika výběrové linky pro změnu frekvence je níže -

“symboly a významy elektrických obvodů ”

Pokud jsou obě S0, S1 NÍZKÉ, zařízení je v režimu vypnutí.
Když je S0 LOW a S1 je HIGH, škálování výstupní frekvence bude 2%.
Když je S0 HIGH a S1 LOW, měřítko výstupní frekvence bude 20%.
Když jsou S0 i S1 VYSOKÉ, změna měřítka výstupní frekvence bude 100%.

Specifikace

Některé specifikace TCS3200 jsou následující -

Hlavními bloky tohoto modulu jsou čip snímače TCS3200 RGB a 4 bílé LED.
Čtyři LED diody zajišťují dostatečné světelné podmínky pro senzor během detekce barev.
Čip TCS3200 se skládá z pole 8 × 8 fotodiod, které dokáží detekovat červené, modré a zelené barvy.
Tento modul pracuje na vstupním napájecím napětí 2,7 V až 5,5 V.
V tomto modulu je digitální rozhraní TTL.
Čip TCS3200 převádí intenzitu světla na frekvenci s vysokým rozlišením.
Tento modul pro získání digitálních hodnot nevyžaduje ADC a lze jej přímo připojit k digitálním pinům mikrokontrolérů.
TCS3200 má programovatelnou barvu a výstupní frekvenci v plném rozsahu.
Funkce vypnutí je také dána tomuto modulu.
Rozsah provozních teplot tohoto modulu je od -40 ° C do 85 ° C.
TCS3200 obsahuje filtry pro červenou, modrou a zelenou barvu.
Tento modul obsahuje chybu nelinearity 0,2% při 50kHz.
Modul TCS3200 má stabilní teplotní koeficient 200 ppm / ° C.

Aplikace TCS3200

Některé aplikace TCS3200 jsou uvedeny níže -

TCS3200 se používá k detekci barvy povrchů.
Tento modul najde uplatnění v průmyslových odvětvích, zdravotnictví a výrobních závodech.
TCS3200 se používá v lékařských diagnostických systémech.
Pro řízení RGB LED konzistence se používá TCS3200.
TCS3200 se používá pro řízení průmyslových procesů.
U laserových olepovaček hran se používá TCS3200 k detekci barev.
K detekci chronických onemocnění ledvin se pro analýzu moči používá TCS3200.
TCS3200 se používá v systémech třídění ovoce.
Pomocí tohoto modulu snímače lze měřit intenzitu modrého, červeného a zeleného záření.
Tento modul se používá ke klasifikaci různých druhů kovů.
Potravinářský průmysl používá tento senzor pro třídění ovoce a zeleniny.
TCS3200 se také používá v zubní diagnostice a pro detekci amoniaku.
Pro návrh přijímače světla na frekvenci v komunikaci vícebarevného viditelného světla se používá TCS3200.

Alternativní IC

Některé integrované obvody dostupné na trhu, které lze použít jako alternativu k TCS3200, jsou TCS3400, TCS34715, TCS35727 atd.

Během měření je důležité chránit senzor před okolním světlem, UV zářením a IR zářením. Tento modul je také používán studenty inženýrství a fandy pro navrhování různých zajímavých a snadných projektů. Tento senzor je snadno propojitelný s řadiči jako např Arduino , Raspberry Pi atd. Další podrobnosti o elektrických charakteristikách a uspořádání TCS3200 naleznete v dokumentu datový list . Jak dlouho trvalo modulu TCS3200 detekovat barvu vaší aplikace?