Balta gaisma sastāv no septiņām krāsām. Šis gaismas krāsu spektrs ir pazīstams kā VIBGYOR, norādot violetu, indigo, zilu, zaļu, dzeltenu, oranžu un zaļu. Dažādām krāsām ir atšķirīgs viļņu garums. Kad gaisma nokrīt uz objektiem, pamatojoties uz objekta īpašībām, daži viļņu garumi tiek absorbēti objektā, bet daži tiek atstaroti. Šie atstarotie viļņu garumi piešķir objekta krāsu, kuru nosaka cilvēka acs. Viļņu garumu kombinācija dažādās proporcijās radīja dažādas krāsas. Krāsu sensors ir ierīce, ko izmanto krāsu noteikšanai. Šie sensori var klasificēt objekta krāsu sarkanā, zilā vai zaļā krāsā. Viens no šādiem sensoriem ir TCS3200.

Kas ir TCS3200?

TCS3200 ir programmējams krāsu gaismas – frekvences pārveidotājs. Šis modulis var noteikt krāsu ar mikrokontrollera palīdzību. Tas var noteikt dažādas krāsas, piemēram, sarkanu, zilu un zaļu, pamatojoties uz to viļņa garumu. Lai optimizētu sensora rādījumus, tiek nodrošināta frekvences mērogošana.

TCS3200 satur baltas gaismas diodes, lai apgaismotu objekta virsmu, kuras krāsa ir jānosaka. Tiek aprēķināta objekta atpakaļ atstarotās gaismas intensitāte. Pārveidotājs rada intensitātei proporcionālu frekvenci, izmantojot kuru mikrokontrolleris paredz objekta krāsu.

Dažādu krāsu noteikšanai tiek izmantoti pret viļņu garumiem jutīgi filtri. Parasti sarkanā krāsa tiek noteikta viļņa garumam 580 nm, zaļa - 540 nm un zila - 450 nm.

TCS3200 blokshēma

TCS3200 ir viens monolīts CMOS IC. Tas sastāv no konfigurējamām silīcija fotodiodēm un strāvas-frekvences pārveidotāja. Fotodiodes ir sakārtotas kā 8 × 8 masīvs. No šiem fotodiodes , 16 fotodiodēm ir zils filtrs, 16 fotodiodēm ir sarkans filtrs, 16 fotodiodēm ir zaļš filtrs un pārējām 16 fotodiodēm nav filtra.

Visas vienas krāsas fotodiodes ir savienotas paralēli. Lai samazinātu starojuma neviendabīguma nevienmērību, tiek interdigitēti četru veidu fotodiodes. Visu fotodiodu izmērs ir 110μm × 110μm.

TCS3200 shēmas shēma

TCS3200 izeja ir kvadrātveida vilnis ar 50% darba ciklu. TCS3200 var savienot ar jebkuru mikrokontrolleru, tieši izmantojot digitālās ieejas un digitālās izejas tapas. Izmantojot divas vadības ieejas tapas, var mērogot pilna mēroga izejas frekvenci.

No četriem dažāda veida ar filtru pārklātiem fotodiodiem katru diodi var aktivizēt, izmantojot S2 un S3 izvēles ieejas. Ja tiek izvēlētas diodes ar sarkanu filtru, tiek mērīta tikai sarkanā krītošā gaisma un pārējā zaļā un zilā gaisma ir bloķēta. Tad, mērot frekvenci, var noteikt sarkanās gaismas intensitāti. Izmantojot S0, S1 atlasiet ieejas, var iestatīt frekvences mērogošanas koeficientu.

Lai izmērītu frekvenci, tiek izmantota 6. tapa. Šī tapa ir savienota ar mikrokontrolleru. Lai noteiktu objekta krāsu, vispirms iestatiet visas ievades tapas kā ievades un izvades tapas kā izvadi. Šeit nav iespējams izmantot analogās tapas. Pēc tam iestatiet vajadzīgo frekvences mērogošanu, iestatot tapas S0, S1 vai nu augstu, vai zemu.

Tagad, lai noteiktu objekta krāsu, aktivizējiet katru veidu filtru izmantojot S2 un S3 izvēles līnijas. Pēc filtra aktivizēšanas mēra frekvenci, kas ģenerēta uz 6. tapas, izmantojot a mikrokontrolleris . Kad S2 un S3 tapas ir zemas, tiek aktivizēti sarkano krāsu filtri un tiek atklāta objekta sarkano komponentu intensitāte. Līdzīgi, braucot ar S2 zemu un S3 augstu, tiek konstatēts zils komponents, savukārt, braucot gan ar S2, gan S3 uz Augstu, tiek atklāti objekta zaļie komponenti. Visas šīs vērtības tiek apkopotas un salīdzinātas, lai iegūtu objekta faktisko krāsu. Apkārtējā gaisma var izraisīt mērījumu atšķirības, tāpēc mērīšanas laikā sensors un objekts ir jāaizsargā no apkārtējās gaismas.

0,01μF līdz 0,1μF kondensatori jāizmanto barošanas līniju atvienošanai. Lai nodrošinātu trokšņa ieejas troksni, ierīces izejā un zemē ir nepieciešams zemas pretestības elektriskais savienojums. Buferis ir nepieciešams, ja izvadē tiek izmantotas līnijas, kas lielākas par 12 collām.

Pin diagramma

TCS3200 tapas diagramma

TCS3200 ir pieejams tirgū kā 8 kontaktu LEAD SOIC pakete D. Šī moduļa tapas apraksts ir sniegts zemāk-

Pin-1 un Pin-2 ir attiecīgi S0, S1 izvēles līnijas. Šīs tapas izmanto frekvences mērogošanai.
Pin-3, OE, ir izejas iespējošanas tapa. Šī tapa ir zemā līmenī.
Pin-4, GND, ir zemējuma tapa. Šī tapa ir barošanas avota zeme.
Pin-5, VDD, ir barošanas sprieguma tapa.
Pin-6, OUT, ir izejas frekvences tapa. Šī tapa ir savienota ar mikrokontrolleru, lai nolasītu vērtības.
PIn-7 un Pin-8 ir attiecīgi S2, S3 izvēles līnijas. Šīs tapas tiek izmantotas kā Photodiode tipa izvēles ieejas.

Atlases līnijas loģika frekvences mērogošanai ir šāda:

“viena bita pilna saskaitītāja patiesības tabula ”

Kad abi S0, S1 ir ZEMI, ierīce ir izslēgšanas režīmā.
Kad S0 ir LOW un S1 HIGH, izejas frekvences mērogošana būs 2%.
Kad S0 ir HIGH un S1 LOW, izejas frekvences mērogošana būs 20%.
Kad gan S0, gan S1 ir AUGSTS, izejas frekvences mērogošana būs 100%.

Specifikācijas

Dažas no TCS3200 specifikācijām ir šādas:

Galvenie šī moduļa bloki ir TCS3200 RGB sensora mikroshēma un 4 baltas gaismas diodes.
Četri gaismas diodes ir paredzētas, lai nodrošinātu sensora pietiekamus apgaismojuma apstākļus krāsu noteikšanas laikā.
TCS3200 mikroshēma sastāv no 8 × 8 fotodiodu masīva, kas var noteikt sarkanu, zilu, zaļu krāsu.
Šis modulis darbojas uz ieejas barošanas spriegumu no 2,7 V līdz 5,5 V.
Šajā modulī ir digitālā TTL saskarne.
TCS3200 mikroshēma pārveido gaismas intensitāti frekvencē ar augstu izšķirtspēju.
Šim modulim nav nepieciešama ADC, lai iegūtu digitālās vērtības, un to var tieši savienot ar mikrokontrolleru digitālajām tapām.
TCS3200 ir programmējama krāsa un pilna mēroga izejas frekvence.
Izslēgšanas funkcija tiek piešķirta arī šim modulim.
Šī moduļa darba temperatūras diapazons ir no -40 ° C līdz 85 ° C.
TCS3200 satur filtrus sarkanai, zilai, zaļai krāsai.
Šis modulis satur nelinearitātes kļūdu 0,2% pie 50 kHz.
TCS3200 modulim ir stabila 200 ppm / ° C temperatūras koefektīva.

TCS3200 lietojumprogrammas

Daži no TCS3200 lietojumiem ir norādīti zemāk-

TCS3200 izmanto virsmu krāsas noteikšanai.
Šis modulis ir pielietojams rūpniecības, veselības aprūpes un ražošanas rūpnīcās.
TCS3200 tiek izmantots medicīniskās diagnostikas sistēmās.
RGB LED konsekvences kontrolei tiek izmantots TCS3200.
TCS3200 tiek izmantots rūpniecisko procesu kontrolei.
Lāzera malu lentēšanas mašīnās krāsu noteikšanai tiek izmantots TCS3200.
Hronisku nieru slimību noteikšanai urīna analīzei izmanto TCS3200.
TCS3200 izmanto augļu šķirošanas sistēmās.
Izmantojot šo sensora moduli, var izmērīt zilo, sarkano, zaļo starojumu intensitāti.
Dažādu veidu metālu klasificēšanai tiek izmantots šis modulis.
Pārtikas rūpniecība izmanto šo sensoru augļu un dārzeņu šķirošanai.
TCS3200 izmanto arī zobu diagnostikā un amonjaka noteikšanai.
Gaismas-frekvences uztvērēja projektēšanai daudzkrāsu redzamās gaismas komunikācijā tiek izmantots TCS3200.

Alternatīvā IC

Daži tirgū pieejamie IC, kurus var izmantot kā alternatīvu TCS3200, ir TCS3400, TCS34715, TCS35727 utt.

Mērījumu laikā ir svarīgi aizsargāt sensoru no apkārtējās gaismas, UV starojuma un IR starojuma. Šo moduli izmanto arī inženierzinātņu studenti un hobiji dažādu interesantu un vieglu projektu izstrādei. Šo sensoru ir viegli sasaistīt ar tādiem kontrolieriem kā Arduino , Aveņu Pi utt. Sīkāka informācija par TCS3200 elektriskajiem parametriem un izkārtojumu ir atrodama datu lapas . Cik daudz laika TCS3200 modulis prasīja, lai noteiktu jūsu lietojumprogrammas krāsu?